山西省万家寨引黄工程北干线大梁水库墙幕结合防渗施工技术

王胜强张 勋

（1山西省大同市农业综合开发办，大同037004 2中国水利水电第十一工程局有限公司三门峡472000）

1 大梁水库坝基防渗工程基本情况

大梁水库是万家寨引黄工程北干线上的一座调节水库，最大坝高26 m，坝顶长1 145 m，坝基采用防渗墙及帷幕灌浆相结合的防渗方式。

大梁水库主坝坝肩防渗处理：左坝肩设置塑性混凝土防渗墙沿坝轴线布置，与河床段高喷防渗墙连接，穿过左坝肩坡残积土层和全风化层并深入N2土层不小于2.0 m；右坝肩设置塑性混凝土防渗墙沿坝轴线布置，与河床段高喷防渗墙连接，穿过右坝肩坡残积土层和全风化层，并深入强风化岩层不小于2.0 m，塑性混凝土防渗墙下的岩层采用灌浆帷幕防渗，灌浆孔布置在塑性混凝土防渗墙两侧，采用双排帷幕，孔排距为2.0 m，深入9号煤层或强风化岩层下限一定深度。

垂直防渗是大坝基础防渗的一项重要防渗措施，其主要形式有防渗墙、帷幕灌浆等。其中防渗墙是垂直防渗处理中最可靠的措施，但目前采用防渗墙全部截断坝基渗流存在较多的技术难题；采用单一帷幕灌浆又存在工期长、投资大的问题。于是采用墙幕结合的防渗方法，发挥了防渗墙与帷幕灌浆各自的优势，从而形成上有防渗墙、下有帷幕灌浆的防渗体系。

2 塑性混凝土防渗墙施工简介

塑性混凝土防渗墙施工主要采用了钻劈法、钻抓法两种方法进行施工。左坝肩地层以土为主，采用钻抓法与钻劈法结合的方法进行施工；右坝肩地层以岩石为主，采用钻劈法进行施工。塑性混凝土防渗墙施工槽段沿施工轴线划分为两期，Ⅰ期、Ⅱ期间隔布置，施工时先施工Ⅰ期槽段后施工Ⅱ期槽段。每期槽段沿施工轴线划分为主孔和副孔，布置原则为主孔在槽段起止端和中间位置，副孔在主孔中间位置，施工时先进行主孔施工，后进行副孔施工。槽段成槽经清孔、验收合格后再进行混凝土浇筑。

3 墙下帷幕灌浆施工简介

1）钻孔：右坝肩塑性混凝土防渗墙下帷幕灌浆孔采用GJ-240和XY-2型地质钻机进行钻孔。钻孔位置与设计位置偏差不得大于10 cm，同一排上相邻的两个次序孔之间，在岩石中钻孔的间隔高差不得小于15 m。钻进结束等待灌浆或灌浆结束等待钻进时，孔口均应堵盖，妥加保护。灌浆孔基岩段小于6 m时，采用全孔一次性钻孔；大于6 m时，采用自上而下分段钻孔。钻孔各段基本参数见表1。

表1 钻孔各段基本参数表

钻孔测斜采用KXP-1型测斜仪进行测斜，如发现孔斜超过要求时及时纠正，纠偏无效时要采取重钻孔等补救措施。孔斜最大允许偏差值按照表2控制。

表2 帷幕灌浆钻孔测斜最大允许偏差值表

2）埋孔口管：孔口管段开孔孔径为φ91 mm，钻至帷幕灌浆顶高程后（高于塑性混凝土防渗墙墙底0.5 m处），置入一定长度直径φ80 mm的钢管，钢管要高出孔口10 cm，并且有法兰（上接孔口封闭器，孔口封闭器与孔口管采用法兰连接）。向孔内注入0.5:1的水泥浆，导正孔口管，待凝后，方可钻第一段。为加快施工进度，孔口管段可以同时镶注孔口管。

3）冲洗、压水：帷幕灌浆孔每段均应进行冲洗、压水，孔壁冲洗采用导管导入大流量水流，从孔底向孔外冲洗；裂隙冲洗与压水同时进行，冲洗水压力采用80%的灌浆压力，且不得大于1 MPa。裂隙冲洗至回水澄清后10 min结束，除先导孔采用单点压水外的帷幕孔灌前压水采用简易压水，压水段长等于灌浆段长，压水压力为该段灌浆压力的80%，且不得大于1 MPa。

4）灌浆：灌浆施工使用灌浆泵进行灌浆，由灌浆自动记录仪记录灌浆过程，右坝肩帷幕灌浆孔布置为两排，先施工下游排，再施工上游排；每排孔施工采取分序加密的原则，先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔，最后施工Ⅲ序孔，灌浆采用孔口封闭、自上而下分段、不待凝孔内循环式灌浆法。每单元帷幕灌浆施工前，按照设计及规范要求设置先导孔（设置在下游侧排的Ⅰ序孔上）。

浆液变换标准：（1）当灌浆压力保持不变，注入率持续减少，或当注入率不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比；（2）当某一比级浆液的注入量已达300 L以上或灌注时间已达1 h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应变浓一级；（3）当注入率大于30 L/min时，可根据具体情况越级变浓。

灌浆结束标准:在设计压力下，注入率小于0.4 L/min，延续灌注60 min即可结束;或不大于1 L/min时，继续灌注90 min，灌浆即可结束。

5）封孔:灌浆孔（包括先导孔）和检查孔结束后，进行封孔。封孔灌浆水灰比为0.5：1，封孔压力为该孔最大灌浆压力。

4 墙幕搭接

右坝肩防渗墙与灌浆帷幕的搭接处是防渗的薄弱环节，如果处理不好可能形成地下水流的渗流通道，从而影响大坝整体防渗系统。

塑性混凝土防渗墙轴线与坝轴线重合，帷幕灌浆采用双排孔，布置在塑性混凝土防渗墙两侧，帷幕灌浆孔与塑性混凝土防渗墙轴线间距1.0 m，成交错布置。帷幕灌浆上限高于塑性混凝土防渗墙墙底0.5 m（即塑性混凝土防渗墙嵌入帷幕灌浆内0.5 m）。

5 施工过程中应注意事项及处理

1）塑性混凝土防渗墙槽壁塌方预防及处理措施：

①改善泥浆性能。在泥浆中加入适量的重金、石粉等以增大泥浆比重和提高泥浆黏度，增大槽内泥浆压力和形成泥皮的能力。

②施工中出现漏浆应及时补充泥浆，始终维持稳定槽段所必须的液位高度，保证泥浆液面比地下水位高。

③施工过程中严格控制地面荷载，用厚钢板来分散液压抓斗等大型机械对槽壁引起的侧压力。

④优化各工序施工方案，加强工序间的衔接，尽量控制槽壁的暴露时间在8 h以内。

⑤对于因地下水位较高引起的塌方，需提前做好降水工作，以确保泥浆具有足够的侧压力，保证槽壁稳定。

2）塑性混凝土防渗墙成槽垂直度控制要点：

①施工过程中密切监视测斜仪，随时进行调整。

②合理安排槽段开挖顺序，使抓斗两侧的阻力均衡。

③如遇较大孤石、控头石应辅以冲击钻破碎。

④偏差严重时，应回填砂黏土到偏孔处1 m以上，待沉积密实后，再重新成槽。

⑤成槽过程中抓斗应轻提慢放。

3）在塑性混凝土防渗墙施工中混凝土浇筑环节要严格控制导管提升速度，防止夹入泥浆从而影响混凝土强度及防渗效果。

4）帷幕灌浆施工过程中应注意事项：

①施工时严格按照测量的孔位就位钻机，其孔位偏差不大于设计规定值，且应严格控制孔斜，防止因灌浆孔偏斜而造成对塑性混凝土防渗墙破坏。

②帷幕灌浆时应严格控制灌浆压力，防止压力过大对塑性混凝土防渗墙造成破坏。

③埋孔口管时应严格控制孔口管长度，以保证帷幕灌浆上线高于塑性混凝土防渗墙墙底不小于50 cm，从而使防渗帷幕与塑性混凝土防渗墙能够达到设计搭接厚度，以保证良好的防渗效果。