双塔堡水库坝体防渗墙入岩深度控制要点

王 平 李晓东

(甘肃省疏勒河流域水资源管理局双塔灌区管理处，甘肃 酒泉 736100)

双塔堡水库坝体防渗墙入岩深度控制要点

王 平 李晓东

(甘肃省疏勒河流域水资源管理局双塔灌区管理处，甘肃 酒泉 736100)

双塔堡水库除险加固工程建设过程中,坝体防渗墙质量控制是重点，本文详细介绍了坝体防渗墙入岩深度控制方法及控制要点，供类似工程施工参考。

双塔堡水库；防渗墙；入岩深度；控制要点

1 工程概况

1.1 工程现状

双塔堡水库位于酒泉市瓜州县城以东约48km的疏勒河中游河段上，始建于1958年，1960年3月蓄水。主要建筑物包括：主坝,1号、2号副坝，输水洞，正常溢洪道，非常溢洪道，泄水渠，输水渠等。1978—1984年、1996—1998年、2002—2005年分别进行了除险加固。

除险加固工程主要内容包括：主坝和副坝坝体内增设混凝土防渗墙和坝基帷幕灌浆；拆除下游坝坡原干砌石，采用夯填砂砾石进行培厚及干砌石铺设；上游坝坡1327.00m高程以上浆砌石护坡拆除，改用现浇C25混凝土板护砌；加宽坝顶2m，设沥青混凝土路面；新建“L”形混凝土防浪墙；新建2号溢洪道，采用闸门控制；改造主坝观测设施，增设副坝观测设施；更换正常溢洪道工作闸门启闭机的电器控制柜、输水洞事故门导轨；完善库区抢险道路3km；新建3座公路桥；增设库区安全防护围栏。

1.2 工程地质

双塔堡水库位于疏勒河中游“U”形河谷上游低中山丘陵区，为河谷盆地型水库。主坝区河谷宽约1.10km，谷底宽约0.70km，水库坝址地处疏勒河中下游的基岩剥蚀丘陵与洪积倾斜平原交接地带，主坝置于疏勒河主河槽中，河槽底宽315～327m，两岸为低缓的丘陵，左岸地势相对较高，右岸低缓且垭口地形较多，各垭口段相连形成1号、2号副坝区。工程区内前震旦系片麻状花岗岩为枢纽区分布的主要岩性；新近系上新统疏勒河组土黄—砖红色砂质泥岩夹泥质砂岩主要分布于库区北岸，下伏于戈壁滩之下；第四系各种成因的堆积层岩性主要有洪积砂砾碎石土、洪积含砾粉质壤土、粉质黏土等，广泛分布走廊地带，三者呈不整合接触。

2 混凝土防渗墙施工设备选择

坝体、坝基渗漏是水库常见的除险加固项目。坝体、坝基防渗处理是除险加固工程整体成败的关键。其中，防渗处理中应用最多和效果最好的为防渗墙及帷幕灌浆两种方式。在混凝土防渗墙施工中成槽施工是混凝土防渗墙成败的关键，见岩和入岩深度是重中之重。

2.1 成槽机械设备选择

根据双塔堡水库除险加固工程混凝土防渗墙的设计和实际情况，成槽机械选择BAUER GB34型液压抓斗和SG60A型液压抓斗，钻机选择为CZ-30型冲击钻机。

2.2 成槽机械设备主要性能参数

SG系列和GB系列液压抓斗配合冲击钻机是广泛用于基坑围护、堤体防渗等形成地下连续墙的专用设备。主要性能参数见表1、表2。

表1 SG60A型、BAUER GB34型液压抓斗主要性能参数

续表

表2 CZ冲击钻机主要性能参数

2.3 成槽机械设备特点

SG系列液压抓斗具有较强的施工机械化程度，便捷的整机移位方式，安全舒适的操作环境，作业稳定性高，斗体复位方便、快捷，开挖的墙体垂直度较高，质量稳定可靠，成槽速度快。

BAUER GB34型液压抓斗成槽精度高，抓得准，垂直度好；挖掘速度快，抓得快，提升速度快，闭斗速度快，遇到坚硬的地层可以冲击；燃油消耗低，抓得省，钢丝绳消耗低，柴油消耗低，设备故障率低。

CZ冲击钻机具有结构简单、地层适应性强的特点，钻头磨损后可补焊修理，特别适应于砂卵石层、风化岩层、卵石、漂石及基岩等。

3 混凝土防渗墙施工指标及判别

3.1 混凝土防渗墙的类型及设计参数

双塔堡水库除险加固工程混凝土防渗墙为嵌固式槽孔型防渗墙，设计采用强度为1～5MPa塑性混凝土，按照设计要求，防渗墙入岩深度为0.50～0.80m。为保证入岩深度，以抓斗抓不动为入岩起始面，然后改用冲击钻进行造孔。

3.2 混凝土防渗墙入岩深度判别

抓斗只能抓土层、砂砾石层和强风化岩层，对弱风化层和完整岩石无能为力，因此，抓斗抓到抓不动时，就表示已经见岩了，可根据抓出的岩石样本进行判定，量取槽深，作为判别入岩深度的依据。

见岩后，采用钻机和抓斗配合成槽，先用钻机钻进，后用抓斗抓取，属于钻挖成槽防渗墙。双塔堡水库坝基岩性为前震旦系片麻状花岗岩，属于硬质岩。见岩后，钻机钻进速度比较快，每小时可达30～35cm，而后逐渐减少，到每小时10～20cm时，趋于稳定，这与岩石风化程度有很大关系，上层岩石风化程度大，钻进速度快，下层岩石比较完整，钻进速度慢且稳定。这时利用抓斗抓取剩余岩石，量取深度，就能判别入岩深度。

4 混凝土防渗墙入岩深度控制要点

4.1 孔型控制

孔型控制是防渗墙入岩深度控制的关键一步，主要控制深度、厚度和孔斜。

4.1.1 孔斜控制

按照设计要求，孔斜率不大于0.40%；遇有含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大时，其孔斜率控制在0.60%以内；孔斜测量采用重锤法进行，主要利用钻头或抓斗斗体，采用相似三角形法进行计算。

将抓斗的斗体或冲击钻头放置于孔口导墙下，稳定后，通过架立于导墙上的十字钢筋，设置一个相对基点，然后缓慢下放斗体或钻具，每下放2～6m测量1次，若量测为2cm，即孔口偏差为2cm。

施工过程中应全程进行孔斜控制，及时进行孔斜测量，当遇地层变化时，应加强测量频次，出现偏斜时及时纠偏，终孔验收时应测量孔斜。

4.1.2 位置和厚度控制

开工前，在槽孔两端设置测量标桩，根据标桩确定槽孔中心线并且始终用该中心线校核、检验所成墙体中心线的误差，孔位误差不大于3cm。一、二期槽孔套接孔的孔位中心线在任一深度的偏差值应能保证搭接墙厚要求，不得大于墙厚的1/3，槽宽不小于设计墙厚，施工中根据抓斗和钻头尺寸检测(钻头直径和斗体厚度不小于78cm，槽孔宽度不小于80cm)，采用在导墙上标记油漆的方式控制抓槽长度。

4.1.3 孔深及入岩深度控制

孔深测定采用专用测绳进行，使用前要对测绳进行检查校准，测绳下面放置一个测针，测绳每隔1m设置一个刻度。测量时，将测针下放至孔底，并慢慢提升至测绳顺直，此时测取的数值即为终孔孔深。测量终孔孔深减去见岩孔深就是入岩深度。

4.1.4 孔底基岩鉴定

孔底基岩鉴定十分重要，只有准确地鉴定基岩面，才能保证混凝土防渗墙确实嵌入基岩。

4.2 清孔换浆控制

清孔换浆工序对防渗墙入岩深度有直接影响，清孔不彻底，会造成孔底淤积过多，厚度达到一定程度后，入岩深度就得不到保证，因此，清孔换浆是保证入岩深度的一个重要环节。

清孔方法有抽筒出渣法、泵吸排渣法、抓斗捞取法和气举排渣法。该工程采用气举排渣法进行清孔，同时不断地向槽内补充新鲜泥浆，以改善泥浆性能及有利于混凝土浇筑。如果单元槽段内各孔孔深不同，清孔应先浅后深。

清孔换浆结束1h后，在槽孔底部0.50m部位取样进行试验，当槽孔内淤积厚度不大于10cm、泥浆密度不大于1.15g/cm3、泥浆黏度在32～50s之间和含砂量不大于4%时，即可结束清孔换浆工作。否则，继续清孔，至达到上述标准。

4.3 导管下设控制

导管的下设虽然对已完成的槽孔入岩深度没有大的影响，但导管底部下设的位置却非常重要，它直接关系到入岩混凝土浇筑质量。导管下设按配管图依次进行，每个槽段布设2根导管，一期槽端距离导管不大于1.50m，二期槽不大于1m，导管中心距不大于4m，导管底端距孔底一般为10～25cm，当孔底高差大于25cm时，导管中心置放在该导管控制范围内的最深处。

4.4 混凝土浇筑控制

混凝土浇筑是保证防渗墙入岩深度的最后一关，也是最关键的环节，对成墙质量至关重要，一旦失败，整个墙段将全部报废，经济和时间的损失是很大的，因此，应当十分重视，周密组织，细心准备，把握好每一个环节，做到万无一失。

5 结 语

通过对以上各个过程严格控制，混凝土防渗墙才能准确深入岩石，且保证入岩深度达到80cm以上，这是混凝土防渗墙成败的关键一步，也是整个除险加固工程成功的重要环节。

Control Points of Rock Penetration Depth of Cut-off Wall in the Dam of Shuangtabao Reservoir

WANG Ping, LI Xiaodong

(ShuangtaIrrigationDistrictManagementOfficeofGansuShuleRiverAdministrationofWaterResources,Jiuquan736100,China)

In the reinforcement construction process of Shuangtabao reservoir, the quality control of dam cut-off wall is the key point. This article elaborates on the control methods and control points of rock penetration depth of dam cut-off wall and aims to provide for similar projects for construction reference.

Shuangtabao Reservoir; Cut-off Wall; Rock Penetration Depth; Key Control Points

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.02.005

TV640.31

B

1673-8241(2017)02- 0031- 03