某水电站闸坝防渗墙工程施工难点及对策分析

摘要：该水电站闸坝防渗墙地质条件复杂，河床覆盖层深厚，岩性复杂，卵漂（块）（碎）石、砂质粉土密布且局部存在透镜体，施工中遇到了泥浆漏失严重、掉（卡）钻频繁、孔斜难于控制、施工场地狭窄等诸多难题。本文介绍了解决难题的途径，保证了工程的顺利完成。

关键词：水电站；闸坝防渗墙；难点；对策

中图分类号：[TM622]文献标识码：A文章编号：

1工程概况

该水电站是中下游河段梯级开发的第五个梯级电站，也是该河段最后一级梯级电站，具有发电、防洪、拦沙功能，电站装机容量为330MW（3×110MW）。

拦河闸坝由左右岸挡水坝、泄洪闸、冲砂闸组成，其中泄洪闸、冲砂闸布置在主河槽上。左右岸挡水坝为混凝土重力坝，左岸挡水坝总长45.9m，右岸挡水坝总长65.0m，坝顶高程1799.5m，最大坝高32m，枢纽坝顶总长185.9m。闸坝建基于河床覆盖层上，拦河闸坝基础做灌浆处理，河床覆盖层基础防渗采用封闭式混凝土防渗墙，两岸坝肩采用水泥灌浆帷幕防渗。拦河闸坝及右岸布置了两道防渗墙，防渗墙在河床部位为悬挂式，深入砂质粉土5.0m，两岸侧嵌入基岩约1.0m，防渗墙最大深度44.7m，最大成槽深度约58.0m。

2工程地质条件

河谷段基岩面高程1707.3～1747.99m。河床第四系覆盖层深厚，岩性较为复杂，勘探揭示最大厚度109.2m（ZK15孔揭露），自上而下依次为：

崩坡积（Q4col+dl）碎石土层，厚度2.0～18.6m。

河床冲洪积（Q4al+pl）漂（块）卵（碎）石层，厚度9.0～40.7m，以漂块卵碎石为主，充填砂砾，局部含块石较大，总体结构较均匀，以中密为主，该层中含有泥质粉砂透镜体。

冲湖积（Q4al+l）砂质粉土层，厚度6.2～48.49m，最厚达66.3m，结构中密～密实，以密实为主，粉砂的含量较高，局部由于粉砂集中形成透镜体。

冲洪积（Q4al+pl）卵（碎）砂砾层，分布于古河道河槽内，厚11～15.3m，以砂砾为主，含少量卵（碎）石，局部砂砾成份不均匀，结构密实，但未胶结。

冲洪积（Q4al+pl）卵（碎）石层，分布古河道两岸，厚度9～20m，以卵（碎）石为主，结构中密～密实。

基岩，为二叠系下统甲黄沟群（P1jh）深灰色黑云母石英片岩。

闸址地下水主要为第四系孔隙性潜水和基岩裂隙水，左坝头地下水位高程1779～1781m，右岸堆积台地区地下水位高程1777.3～1781m，右坝头地下水位高程1781～1797m。

3工程难点及对策

3.1漏浆、塌孔频繁

3.1.1漏浆、塌孔分析施工过程中，我们及时对漏浆、塌孔进行了总结、分析，主要有以下几种情况：

a孔壁漏浆。由于防渗墙在深厚的覆盖层中施工，地质条件复杂，卵漂（块）（碎）石、砂质粉土密布，施工过程的正常扰动导致孔壁失稳，又泥皮护壁效果差，槽孔中部易产生塌孔埋钻。

b孔底漏浆。由于防渗墙河床段为悬挂式，因此孔底漏浆多发生在河床段，特别是在钻凿主孔过程中遇到原始地层中的渗流通道时，会发生全孔大面积漏浆。

c孤石漏浆。发生在重凿处理孤石、探头石、打小墙的过程中，在重锤的冲击下，孤石发生位移或者破碎使原本孤石堵住的渗流通道重新暴露而发生漏浆。大部分漏浆发生时渗漏通道贯穿，由于泥浆供应不及时槽内浆面下降过快，极易发生塌孔。

3.1.2漏浆、塌孔的处理

a少量漏浆时，在提高泥浆稠度的同时向孔内加入黏土、膨润土、水泥、锯末、秸秆等。黏土、膨润土、水泥可直接撒于孔内，不必整袋投入；纤维材料尽可能事先与其他材料混合。b大量漏浆时，采取直接填堵，即先投放袋装黏土，然后用装载机快速向孔内投放直径30cm左右的碎石、黏土堵漏，同时大强度补浆，直至浆面回升至导墙内，泥浆不够或流量不足时应同时补水；若无明显效果或土、石材料不够，可浇筑混凝土堵漏。

3.1.3漏浆、塌孔的预防

防渗墙施工过程中漏浆、塌孔现象频繁，严重影响了施工进度；施工过程中泥浆和粘土、膨润土、锯末、块石等堵漏材料消耗量巨大，仅EL1805.5m和1812.5m两个施工平台的八个槽孔，施工过程中就发生塌孔漏浆75次，处理过程中消耗泥浆3150m3，粘土2200m3，锯末5.5t，膨润土200t，砂石料400m3，水泥6t。其中32#槽孔和34#槽孔在1770.0m―1770.5m高程形成了贯穿的渗漏通道，两分钟内槽内浆液下降了近20m，造成两槽孔大面积坍塌。

为保证工期，降低施工费用，造孔过程中采取以下方法进行预防：

a施工过程中缩短槽孔长度。通过对地质状况的了解，将槽孔长度由7.3m改为6.5m，尽量减少造孔过程中槽壁的临空面，缩短施工时间，保证槽段安全。

b钻进时在保证分阶段加膨润土浆的情况下，向孔内加黏土、碎石，同时要求在施工容易漏浆部位采用小冲程缓慢钻进，尽可能将孔内的黏土、碎石挤入孔壁，并保证孔底泥浆有较高的粘度，这样既能密实孔壁，堵塞渗漏通道，又可在发生漏浆时自行堵漏。

c对于经常使用的堵漏材料如黏土、膨润土、锯末、碎石、水泥等必须保持足够的储量，以备使用。

3.2孔斜难于控制

本工程地层结构松散、覆盖层深厚、均一性差，地层内多含漂（块）卵（碎）石等坚硬块体，孔斜控制也是一大难点。当槽孔施工发生孔斜时，将使墙体的有效搭接厚度减少并影响墙体的连续性。本工程主要采取下列措施来控制孔斜：

3.2.1改变钻头形状扩孔

冲击（反循环）钻机施工中要勤测量，及时掌握孔形情况，如发现偏斜，可在钻头上加焊一圈钢筋进行扩孔或在孔斜的相反方向加焊耐磨块进行修孔。

3.2.2回填石料修孔

冲击（反循环）钻机造孔中如果发生孔斜，可用10～25cm石料回填至偏斜段顶部，重新进行该段造孔，并加大造孔过程中的测斜密度，严加控制进行修孔。

3.2.3定位、定向聚能爆破处理探头石

造孔过程中遇到探头石孔斜极易超标，可采用定位、定向聚能爆破炸掉探头石后继续钻进。

3.3掉（卡）钻、埋钻频繁

本工程采用了通用的“绳套法”、“移位法”或将两种方法相结合的方式进行卡埋钻处理，同时在施工中积极采取预防措施，如经常检查钻头梁子和大绳，密切关注孔内情况，防止人为情况的掉（卡）钻、埋钻事故；遇到掉（卡）钻、埋钻事故时，针对具体情况，及时反冲、移位或用专用工具（如边铲、加重杆、抽筒）处理等。本工程在掉（卡）钻、埋钻事故多发的情况下，处理及时、方法得当，所有掉（卡）钻、埋钻事故都得到了及时、成功处理。

3.4施工场地狭窄

右岸防渗墙33号槽孔分别坐落在1805.5和1812.5两平台，由于施工场地狭窄，相邻Ⅰ期槽孔32号和34槽分别正在处于紧张的抢工期施工阶段，在相当严峻的工期条件下，如何快速提供33号槽的安全工作面是一个非常棘手的问题。经过项目部会商初步讨论有两套方案，第一个方案是开挖回填，第二个方案就是做混凝土挡土墙。经过多次讨论并考虑场地、工期等实际情况，我们采用了第二个方案。事实证明，我们的选择是对的，节约了工期，节省了工程费用。

4结语

水电站闸坝防渗墙工程安全顺利完成，成功解决了大面积漏浆、塌孔及频繁掉钻、卡钻、埋钻等，为类似复杂条件下的防渗墙施工积累了经验。