论述复杂地质条件围堰截渗施工工艺

1、论述复杂地质条件围堰截渗施工工艺 论述复杂地质条件围堰截渗施工工艺 【摘要】本文主要针对在水电工程施工导流中所采用的截渗施工措施进行阐述。在本工程中主要采用高喷灌浆施工工艺进行截渗施工，同时由于地下地质条件较为复杂，在实际施工过程中结合实际情况采取了其他适用本工程地质条件的施工工艺，快速有效的找出渗点位置，查清地下情况，采取可靠实际的截渗方法最终完成截渗。 【摘要】一期围堰截渗断层高喷截渗墙 中图分类号：U215.14 文献标识码：A 1工程概况 波波娜水电站位于-和田地区喀拉喀什河上，为引水式电站。一期纵横向围堰围左岸，形成左岸基坑，右岸导流明渠过流，一期围堰总长约306.265m。一期围堰

2、采用土石围堰，堰顶宽为8m，迎水面边坡12.0，背水面边坡11.5。一期纵向围堰位于坝体桩号0+114.252处，上游横向围堰堰顶设计高程为1849.0m，下游横向围堰顶设计高程为1846.0m，围堰防渗结构由砂粒石层，反滤层及粘土心墙组成。结合现场实际情况对一期围堰防渗结构更改为振孔高喷灌浆防渗。 2高喷灌浆截渗施工概况 在顺利完成一期围堰上下游龙口合拢施工后，开始进行围堰闭气施工，设计防渗墙根本情况如下： 一期右岸汛前期上游横向围堰防渗墙施工轴线长106.855m，下游横向围堰防渗墙施工轴线长88.672m，纵向围堰防渗墙施工轴线长110.738m，高喷灌浆的总灌浆工程量为2250m。 设

3、计墙厚：高喷灌浆防渗墙厚度不小于20cm。 2.1围堰灌浆施工 在进行了前期各项施工准备后，开始对上游横向围堰进行高喷灌浆施工，施工前按照已批复的高喷灌浆措施中的技术参数进行了7个试验孔施工，并对此段施工墙体通过开挖检查，检查结果符合设计要求，成墙连续密实。随后开始按照试验孔所确定的技术参数对一期上、下游横向围堰进行高喷灌浆施工。 振孔插管至预定深度后，将水、气调到设计值，在孔底喷射灌浆，待孔口返浆正常后，按设计参数摆喷提升灌浆至终喷高度。在喷射结束而浆液析水后，凝固体顶部会出现凹陷，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直至孔内液面不再下沉将冒浆回灌至孔内。喷射完毕后，及时将各管路冲洗干净，不留残

4、渣，以防堵塞，并将泥浆管路中的浆液换成水，进行连续冲洗，直至出现清水为止。 高喷灌浆全孔连续作业，在拆卸喷射管时及遇到其他特殊情况时，以最短时间进行问题处理，恢复喷射时进行复喷，复喷长度大于0.2m。 2.2施工效果 围堰高喷灌浆施工采用振孔摆喷工艺进行施工，灌浆历时23d，该工艺具有造孔精度高、速度快、墙体连续性好、质量可靠等显著特点，能够建造优质防渗墙。施工成墙效果较好，施工工期较短，同时较原图纸防渗结构设计减少了施工工序，已到达工程变更要求及目的。 3基坑排水及渗点分析 3.1初期排水及渗点堵漏 围堰形成闭气后开始对基坑进行初期抽排水施工，在抽排水施工过程中上游围堰与左坝肩结合部位处出现

5、渗漏点，在经过详细分析后得出是由于龙口左岸山体水下冲沟倒悬体所产生，经现场确定采取对上游围堰龙口上游侧冲沟倒悬体进行了土料铺盖的施工措施。 在处理结束后基坑开始进行了长达24h的连续抽水，前期水位下降迅速，由此说明渗漏点准确、处理方法得当，铺盖的土料对于冲沟堵漏起到了一定效果。当水位下降到围堰内外水位差为1.5m时抽水效果开始下降。说明渗流通道再次形成，随着基坑水位的不断下降，渗透水压力也逐渐增大，加之所填土料的粘性较差，颗粒较小，在高水头的作用下不断流失，再次形成渗流通道，因此后期抽水变得比拟缓慢。 施工效果：在一期上游围堰上游侧进行土料铺盖对渗流通道短时间内起到了封堵作用，而且效果明显。

6、3.2对初期渗点堵漏 为了对冲沟倒悬体进行彻底封堵，将基坑水位降至开挖高程，同时为进一步查明渗点提供依据，对已查明的倒悬体段进行二次高喷灌浆施工，在龙口倒悬体外侧实施高喷灌浆对其进行包裹封堵，共施工32孔，为了与上游横向围堰已施工防渗墙结合，在桩号为Y0+010处防渗墙上游侧，垂直于原墙体施工3孔,并且调整了振孔高喷机的摆喷角度。 在封堵的同时基坑水位不断下降，说明此处存有渗点，同时在基坑坝基段附近内不断涌现水泥浆液，为了加快施工进度及基坑抽水施工，对此段施工墙体参加了速凝剂，保证了在高水头施工条件下的成墙质量。 当进行到孔号BK40时，未进行人工填砂堵漏底部喷灌已返浆，说明此处没有渗漏点，但

7、围堰基坑内仍有浆液渗出，推测此处岩石倒悬体存在延伸路径，准备将灌浆机向上游侧平移1m进行勘探，随后在孔号为BK40的上游侧1.5m处进行了8个勘探孔施工，在第二、第三个孔处发现基坑内有泥浆混水返出，第五、第六孔处渗流明显，证实此处冲沟倒悬体存在延伸路径，准备在已增设的墙体上游侧对冲沟倒悬体进行第三次高喷处理。 施工效果：龙口及龙口上游侧冲沟倒悬体渗流量已减小，但仍未到达全面封堵。基坑水位最终下降到高程为1841.53 m时进出水量重新平衡。 3.3地下断层带的存在 鉴于以上因素在已施工防渗墙上游侧进行了勘探施工，在基坑内出现浑水，为了减小基坑内外水位差，停止对一期围堰基坑抽排水施工，为施工堵漏

8、做好施工准备。随后对冲沟段倒悬体进行了补喷灌浆，共施工31孔，并与山体进行了横向封闭。为了能够到达预期效果，保证成墙质量，防止高水头对新墙体的破坏，同时基于此次施工水泥强度高，下游侧已施工一道防渗墙的原因，决定在施工结束3d后，待墙体到达一定强度再进行排水施工。 在完成上述工作后恢复基坑抽排水施工，基坑内外水位高差到达4.8m，较前次有明显效果，随着水位不断下降在上游横向围堰桩号为坝0+043距围堰施工轴线约下游侧15m处出现三处涌水点，浑水不断从下部返出，推测存在地下泉眼或者空洞等不良地质现象。 施工效果：龙口及龙口上游侧冲沟倒悬体渗流量已可以忽略不计。 渗点原因分析：上游横向围堰龙口倒悬体

9、堵漏成功，对桩号坝0+025处的渗流点左右进行了勘探，具体位置为在已施工防渗墙上游侧，共6孔，孔深分别为：15.4m、15m、13.6m、13.8m、13.5m、12m。其中孔深为15.4m的位置仍未到基岩面，同时在勘探孔施工过程中，基坑内不断有浑水涌现，由此证明此处可能有断层且基岩面底高程远远低于施工蓝图提供的基岩面高程，估计水下通道宽度至少为80cm，致使此处无法高喷成墙导致此处出现渗漏。 4其他截渗施工方案 根据以上施工过程所发现的渗流点分析，渗流原因来自水下断层带，初步确定位置在桩号范围内，但深度无法确定，为了不影响工期尽早明确渗流位置，以便采取有效施工措施对其进行封堵，采取在加大水泵

10、投入的同时分别对上、下游渗点进行单独截渗施工，在上游围堰内侧开挖截流沟、集水井，浇筑防渗混凝土墙；在下游围堰内侧开挖截流沟回填粘土等施工措施。 4.1开挖截流沟 沿上游横向围堰内侧底部开挖一条宽1m的截水沟，同时在截水沟下游侧修筑一条宽4m的截流堤，将上游渗流与下游基坑水进行了分割，对两局部进行单独抽排。 施工效果：通过此项方案，上游渗流根本得到了控制，重力坝段根底同时具备了开挖条件，到达了预期的施工效果，但随着水位下降仍有其他地下渗流通过已填筑的截流堤，仍然影响下一步根底开挖施工。 图1上游围堰截流沟 4.2土袋土截渗施工 为了将上游渗流最大限制的堵截至已开挖形成的截流沟，同时考虑下一步混凝

11、土防渗墙截渗施工，结合现场实际情况在基坑开挖边线上游1m，高程为1834.66m的位置，人工修筑了一道高2.0m的土袋土截渗墙，横向延伸至纵向围堰及左坝肩处岩石面，最大程度将上游渗水堵截至上游侧截流沟，减小渗水对根底开挖的负面影响，为下一步的防渗墙施工做好准备。 施工效果：到达了预期的施工效果，基坑渗流量减小，加快了开挖施工进度。 图2下游围堰土袋土施工 4.3阶梯式混凝土防渗墙施工 随着基坑的下挖深度的增加，在上游土袋土位置下游侧，机械开挖一道沟槽，人工浇筑一道混凝土防渗墙，开挖至基岩面，浇筑高程至子围堰堰顶。具体施工为： 分层开挖深度不宜过深，每次开挖深度2m，随后进行人工浇筑一道阶梯式混

12、凝土截渗墙，横向延伸至纵向围堰岩石面及左坝肩处岩石面，防渗墙底部高程为1832.0m，形成第二道子围堰，并设置水泵，将渗水排至导流明渠。 施工效果：通过两道混凝土截渗墙的截渗措施，在基坑与上游围堰之间形成一个集水坑，有效地减轻了基坑内的渗流量，保证了子围堰处混凝土截渗墙的继续向下浇筑至建基面高程和左岸高边坡的正常下挖。 4.4可控灌浆施工 通过以上几项施工措施，基坑开挖到设计高程后前期所推测的断层带开始显露，实测上口边线范围为坝0+024坝0+055，纵向延伸至下游围堰。为了明确重力坝上游侧断层走向及深度等情况的因素，在已形成的子围堰上浇筑一块可控灌浆施工平台，对狭长的断层带进行可控灌浆施工，

13、与基岩面良好结合，为断层带的开挖提供施工环境，灌浆底高程已到达1823.8m。 施工效果：在进行了可控灌浆后，渗流量明显减少，基坑内水量采用2个6寸水泵即可排出，已具备建基面开挖条件。 5对围堰截渗施工全过程的综合分析 5.1渗点分析 在进行第一次灌浆之后进行抽排水施工发现仍有较大的渗流，判断是由于左岸岩石倒悬体所致，随后进行了第二次灌浆施工，渗流量逐渐减小，但随着水位的不断下降，新的渗漏点开始显现，同时根据在对一期围堰的补喷灌浆及局部勘探孔，在对龙口上游侧冲沟倒悬体第一次灌浆施工中发现相邻孔孔深相差甚大，再次说明地下岩石面较为复杂，起伏明显，可能存在断层带。在施工过程中，随着截渗堵漏以及基坑

14、水位的不断下降，水下地形逐渐现露，具体渗漏点明了化，具体表现为： 上游围堰右侧悬体下存在淤积层，其中含有大量的腐烂杂草树枝等杂物； 下游围堰左岸岩石倒悬体，与纵向围堰连接处存在分布不均的孤石； 重力坝段局部纵向围堰处岩石面渗水； 重力坝段基坑存在断层带，纵向贯穿。 5.2施工效果 振孔摆喷灌浆施工技术以它特有的成墙质量好、施工速度快等工艺优点成为本工程所采用的一个重要原因，在实际操作中也显示了其明显的施工效果，到达了预期的工程要求。而在实际施工过程中高喷灌浆施工为迅速查明渗点、探明地下情况提供了依据，同时为下一步采取的其他施工方法赢取了施工时间。 针对前期初判的渗点位置，结合后期随着水位降低所发现的不良地质条件，在本文中所阐述的其他几种截渗施工方法均起到了事半功倍的效果，具有很强的可操作性，在其他工程中同样可以借鉴应用。 6结束语 一期围堰的成功合拢是水利水电工程的一个里程碑，同时如何采取针对性的措施有效地对围堰进行截渗施工措施，对于工程的后续施工也尤为重要。在本