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小浪底水利枢纽工程防渗墙施工技术

1、概况

黄河小浪底水利枢纽由主坝、副坝、泄洪建筑物、引水发电建筑物等组成。主坝为土质斜心墙堆石坝，最大坝高154m,轴线长度1667m,主坝基础的河床覆盖层深厚，最深处达70余米，覆盖层自上而下大致分为四层：表砂层、上部砂砾石层、底砂层和底部砂砾石层。河床基岩为二迭系的P12粘土岩和三迭系的T11、T12砂岩。河床深槽右侧有高约45m的基岩陡坎，左侧基岩形态复杂，呈台阶状，并有反坡(俗称“老虎嘴”)等不良地形。坝基防渗设有主坝防渗墙和上游枯水围堰防渗墙。前者为主坝基础的主要防渗措施，后者为施工期上游拦洪围堰的基础防渗，并并在水库运行后对坝基起辅助防渗作用。见图1。

图1上游枯水围堰防渗墙剖面

上游枯水围堰防渗系统分为三部分，在D0+492.00以右的滩地为水平铺盖防渗。DO+252.59～D0+492.00河床深槽段为塑性混凝土防渗墙，墙厚0.8m。D0+252.59以右为高压旋喷防渗墙。防渗墙总的截水面积22047m2。见图2。

岸披是块

老虎墙

右岸左岸

右岸

二期槽孔防涉墙

一期槽孔防油墙

田2主坝混凝土防渗墙剖面

主坝防渗墙轴线位于坝轴线上游80m处，全长407m,墙厚1.2m,混凝土设计强度

R28=35MPa,施工分两期进行，第一期在前期工程期间施工，桩号DG+397.40以右长256.40m,最大深度81.90m。第二期工程分为槽孔防渗墙和地面以上现浇墙施工，槽孔防渗墙自桩号

DGO+397.40m以左，长151m,最大深度70.3m,截流后施工。现浇墙，即在槽孔墙顶部立模浇筑混凝土，将整个墙体加高至设计高程144m,左端与岸坡接头段长38m逐步加高至152.00m高程，一、二期槽孔墙面积15625m2。如图3。

2.8m×1.2m

2.8m×1.2m横向接头槽孔

虚序

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图3横向接头槽孔示意

2、施工技术

大坝工程的两道防渗墙的施工，使用的施工设备和施工方法均不相同，可分为三部分。

2.1、主坝槽孔防渗墙和上游围堰塑性防渗墙的施工.槽孔开挖采用CZ30和CZ22型冲击钻钻凿主孔，副孔用钻劈法，另有1台液压导向抓斗抓挖部分副孔。槽孔连接用“套打一钻”的方法，底部为活门的抽桶出渣和清孔换浆。钻凿主孔的工效达到1.8m2/(台/日),副孔工效3m2/(台/日)。

造孔泥浆由制浆站供应，用天然粘土制浆，为改善泥浆性能，掺入适量的膨润土。混凝土浇筑采用泥浆下直升导管法。浇筑速度达2.5～8.4m/h。有力地保证了成墙质量。

2.2、主坝防渗墙左岸河床段的施工(二期槽孔防渗墙).主坝防渗墙左岸河床段由法国地基建筑公司施工。全段被划分为23个槽孔和22个接头槽孔，槽孔长2.8～7.371m,按I、II序槽跳槽施工，墙顶高程为131m。采用一台液压铣槽机(俗称双轮铣)和三台双缆式机械抓斗并配以重锤为槽孔开挖的主要设备。施工方法是：使用抓斗对河床覆盖层直接开挖，遇到孤漂石用重锤(11吨)砸击破碎，然后用抓斗抓出。该段防渗墙总面积为5176m2平方米，施工工期用了93天，工效55.7m2/天.岩石开挖和混凝土的凿除用双轮铣进行。双轮铣是一种先进的，自动化程度较高的设备，双轮铣的铣削齿可铣削强度在100MPa以下的岩石，机架下部装有一台大功率的砂石泵，把开挖的废渣连同泥浆自孔底抽出，通过全封闭管道，送至除砂机。经筛分除砂后，泥浆回至储浆池，循环使用。槽孔内泥浆用从法国进口的优质膨润土制浆。

2.3、高压旋喷灌浆法.上游围堰防渗墙左岸河床段用高压旋喷灌浆法施工，这一技术已在许多工程中应用，本工程与其他工程的不同之处是单排桩成墙，且深度在30m以上，最大深度50.3m,其施工难度很大。

旋喷防渗墙施工分两段，右端将已建塑性混凝土防渗墙加高至152m高程。另一段自桩号DO+252.56以左的河床段，与右侧塑性混凝土墙搭接，桩间距1.0m,最大深度50.3m,单排桩成墙。旋喷防渗体的强度R28=1.5～2.2MPa,抗渗系数达到1×10-6cm/s,单个旋喷桩直径均大于1.20m,钻孔偏斜在0.5%以内。

上游围堰防渗墙由意大利SGF公司施工，造孔采用C6和C8两种履带自行冲击回转式钻机。操作自动化程度高，具有跟套管钻进的功能，对地层适应性强，并能较好的控制孔斜率，旋喷钻机