浅析白龟山水库顺河坝11+040~11+570切槽法截渗墙施工技术

□翟 宇（白龟山水库管理局）

1 工程概况

白龟山水库座落在淮河流域沙颍河水系沙河干流上，拦河坝坝址位于平顶山市西南郊，它与上游昭平台水库相距约51 km。水库控制流域面积2740km2。水库始建于1958年，1966年通过正式竣工验收。1998年水库除险加固开工，2006年加固工程通过正式竣工验收。水库工程按100年一遇洪水设计，2000年一遇洪水校核，是一座以防洪为主，集防洪、城市供水、农业灌溉为一体的大（2）型综合利用水库枢纽工程。白龟山水库顺河坝坝长18016.50m，最大坝高16.26m，坝顶宽4.00～6.00m。

在白龟山水库除险加固工程施工过程中，发现顺河坝鱼陵山以西11+040-11+570坝段原竣工图上的1:20无护面坝坡以下坝体不是竣工图所示的重粉质壤土，而是层土层砂。为了进一步搞清该段坝体的填筑情况，建管局委托河南省勘测总队对该段坝体进行勘探，勘探结果表明，该坝段有贯穿上下游坝体的砂层，且该砂层为级配不良砂，其顶部高程为99.20～99.70m，底部高程为98.10～98.70m，长度为467m的透镜体，不良级配中砂层在重粉质壤土中，形成上下游贯通的坝体渗漏通道。根据11+040～11+570坝段的勘测情况，同时考虑到截渗所穿过的介质均为土和砂，为节省投资和加快施工进度拟采用YK系列切槽机切槽和浇筑混凝土截渗墙的方式予以截渗。截渗墙长度530m，深度4.10～5.50m，截渗墙的截渗面积为2544m2。

2 截渗墙施工材料的控制和施工技术要求

2.1 材料

2.1.1 固壁所用泥浆

泥浆中水应该是新鲜、清洁的不含酸、碱、油、盐、粉砂有机物质和其他有害物质。泥浆池应与沉淀池分开，不得混池使用。泥浆主要性能指标控制：泥浆密度在1.10～1.29g/cm3；漏斗粘度1～25s，含沙量<5%。

2.1.2 混凝土

混凝土所用水泥应符合国际GB-175的425硅酸盐水泥，最小水泥用量350kg/m3。混凝土采用150#素混凝土，混凝土用水要求同泥浆用水。混凝土符合规定级配和强度要求，所用材料应符合规范要求，并具有下列物理和力学性质：最大骨料20mm，浇筑时塌落度为18～22cm，扩散度34～40cm，28d龄期最小抗压强度为10MPa，混凝土弹性模量为17000MPa。

2.2 混凝土截渗墙施工

2.2.1 施工准备

槽孔上部必须支护，支护深度1.05～1.20m。支护槽口的护槽板可选用钢制、木制或现浇混凝土板等。护槽板宜插入地基10～20cm，板与板之间接缝要良好，必要时采取封水措施，以免漏浆。地基土质较差时，护槽板外侧应用粘土回填夯实后再进行施工。地基软硬差别大时，应对地基处理后，再铺设枕木和钢轨。枕木截面尺寸20cm×20cm，长度0.80～1.10m，钢轨应使用38#以上规格产品。

液压开槽机行走，其轨道高差不得超过5mm，轨道间距允许差不得超过10mm。曲线段施工时，曲率较大时，开槽机行走轨道转弯半径应>50m，必要时也可以转动开槽机行走轮子予以调整。曲率较小时，应按折线施工。白龟山水库除险加固工程截渗墙选择的是折线施工。导孔施工时，应严格控制其垂直度，导孔斜率≤0.40%，墙深在20m以内的，导孔直径可选用Φ860mm；墙深>20m的，导孔直径可选用Φ1200mm。

2.2.2 开槽施工

刀杆连接长度应保证在最大斜度工况下，满足设计墙深要求。刀杆斜度一般应控制在3%～7%范围内，刀杆斜度≤8%。槽宽尺寸允许偏差±10mm。开槽速度应根据地层软硬进行控制操作。每次允许扳动一个工作行程，操作时间同时观察液压表，若压力增加太大，每个工作行程应分二次或三次操作，严禁液压系统超负荷运行。地层软且槽孔又深时，开槽速度不宜过快，以减少沉淀和清槽工作量，应根据现场试验确定合理的开槽速度。遇土质较硬，应以减少吃刀量或调小刀杆斜度降低工作负荷。在砂性地层开槽施工时，应采取改善泥浆性能措施，提高泥浆密度，还应储备一定量的粘土和堵漏材料备用。

开槽作业时，开槽机油压应控制在10MPa以下，允许油压瞬时超过10MPa,不允许液压系统在此值以上长期工作。油温一般控制在50℃以下，不得超过60℃，油温过高时，应采取有效的降温措施，必要时应拆检并更换泄漏量大的阀件及其他零件。遇到块石或较粗的树根时，应探明情况后，采取相应措施处理。因故停止施工，应有专业人员保持槽孔内的泥浆液位，防止槽孔坍塌，如遇砂土层，要定时启动开槽机和砂土泵，清除槽底沉淀，防止刀杆预埋事故。

2.2.3 隔离体施工

土工布隔离体，用前必须经过外观检查，发现有破损、断丝、编织不匀及其它降低自身强度缺陷的，禁止使用。隔离体设置时不得偏斜，且应下到槽底部，下设深度应用量具测定并记录。采用悬重法沉放土工布隔离体时，重物的长度应大于槽宽尺寸的2～3倍，其宽度应小于槽宽尺寸；重物的重量应大于土工布本身在泥浆中的浮力。土工布隔离体内混凝土浇筑与水下混凝土浇筑相同，必须保证导管底口下至隔离体底部，并自始至终保证导管底口埋入混凝土1～6m；混凝土浇筑时，应与墙体浇筑协调，并保证隔离体内混凝土面高于槽内混凝土3～5m以上，防止隔离体移位。不得提前将土工布隔离体浇筑完成后，再浇筑墙体混凝土，二者应同时协调进行。

撤除隔离体时间应根据混凝土的初凝周期经实验确定；撤除时应由下向上缓慢撕开，禁止由顶部向上整体拉开。隔离体与开槽机之间应留有足够的安全距离，一般槽深20m以内时，宜取3～7m。

2.2.4 混凝土截渗墙施工

应严格按照设计的混凝土配合比配料，材料应进行检查，各项指标应符合设计施工要求。水泥应按规定存放，严禁使用受潮及结块水泥。砂石料粒径均匀，差别较大时，应筛选后使用。根据规定应在机前或槽口对混凝土取样，进行检测试验，应符合下列指标要求：塌落度18～22cm，扩散度34～40cm。

混凝土拌和及运输设备，均应有备用，以保证混凝土浇筑能连续进行，若因故中断，时间不宜超过40min。翻斗车运送混凝土时，运距以不超过200m为宜，且道路应平整。当运距超过200m时，应采用其他运输方式。运至槽孔的混凝土，应有良好的和易性，若发生离析现象，应予二次拌和符合要求后再用，离析严重的，不得用于浇筑。

浇筑前应清除槽底沉淀，清槽后槽底沉淀≤10cm。槽孔开好经清槽后，应及时进行混凝土浇筑，防止槽孔坍塌。浇筑段长度应根据施工单位的浇筑能力合理确定，保证混凝土上升速度>2m/h。

多套导管浇筑时，导管间距可控制在3.50m左右，浇筑时各导管应轮流均量下料，使槽内混凝土面均匀上升，各处混凝土面高差≤50cm。混凝土浇筑过程中应对隔离体两侧进行经常性的测量，发现有漏浆现象，应及时判断漏浆发生的原因及漏浆部位的高程，并详细记录和上报有关人员。经测量，漏浆不严重或不危机刀杆安全时，可继续开槽作业，否则应及时停止开槽作业，将刀杆撤出槽孔。对漏失的混凝土应及时采取措施清出槽孔。

3 结语

混凝土截渗墙施工的优点是振动小、污染少、对周围环境影响小；适用地层范围广，可以适应从软地层到卵石层，从风化岩到坚硬的花岗岩等各种复杂地层施工；墙体质量好；施工能力范围大。切槽法造截渗墙更能保证墙体质量，消除传统防渗墙施工工艺易形成的集中渗流通道，工程质量很难保证的弊端。总之采用切槽法施工技术对堤坝进行防渗加固处理，将产生巨大的防洪减灾效益。