双塔水库输水洞防渗墙施工塌孔事故处理分析

王国辉

(张掖市金水水利水电监理有限责任公司，甘肃 张掖 734000)

双塔水库输水洞防渗墙施工塌孔事故处理分析

王国辉

(张掖市金水水利水电监理有限责任公司，甘肃 张掖 734000)

双塔水库除险加固工程1号副坝混凝土防渗墙施工，是此次除险加固工程的关键分部工程。在工程实施前，坝体主河道段存在三个渗漏点，在防渗墙施工过程中，严把工程程序验收关，尤其在坝体最大渗流点的老输水洞部位防渗墙施工中，成功处置了塌孔事故，为同类防渗墙工程施工提供了参考。

缩短槽孔法；老输水洞；防渗墙施工；塌孔处理

1 工程概况

双塔水库位于甘肃省酒泉市瓜州县城以东约48km的疏勒河中游，主要枢纽建筑物有主坝、1号副坝、2号副坝，输水洞、1号溢洪道(原称正常溢洪道)、2号溢洪道(原称非常溢洪道)、泄洪渠、输水渠等。主坝为黏土心墙砂砾石坝，坝顶长1040m、宽8m，最大坝高26.8m，坝基防渗型式为黏土截水槽及混凝土防渗墙。双塔水库是一座以灌溉为主，兼顾城乡和生态用水、防洪、发电、养殖等综合利用的大(2)型水库。双塔水库正常高水位为1330.30m，应急处理前限制水位不得超过1329.80m，两水位间库容为1300万m3。原设计库容2.4亿m3。

该水库始建于1958年，1960年3月建成蓄水。曾先后进行三次除险加固设计、施工。双塔水库主坝虽经三次加固处理，但在2013年9月27日，当库水位达到1330.21m时，却出现了多处渗漏点，目前采用降低水位的运行方式。由于双塔水库降低水位运行，严重制约了水库效益的发挥，因此，此次对坝体再次进行除险加固设计、施工。1号副坝工程的主要建设内容是：对1号副坝进行加固处理，加宽坝顶，培厚坝体；完善防渗体系，坝体增设混凝土防渗墙，坝基进行帷幕灌浆，修复上游护坡，增设坝后反滤体和排水沟等。

2 老输水洞情况简介

老输水洞位于1号副坝主河道0+240～0+262处，始建于1958年，在1984年的第二次除险加固时予以废除，新建输水洞位于主坝右坝肩处，老输水洞用混凝土填塞。

3 混凝土防渗墙设计

此次除险加固工程混凝土防渗墙设计：防渗墙采用柔性材料，28天抗压强度为1～5MPa，弹性模量小于1000MPa，混凝土渗透系数不大于1×10-7cm/s，抗冻等级F200；桩号0+175～0+334段采用C10抗硫酸盐塑性混凝土，其余坝段为C10普通硅酸盐塑性混凝土，墙体宽度60cm，入岩深度1.0m，设计采用塑性混凝土防渗墙结合墙下帷幕灌浆的防渗体系。此次设计加强了对原输水洞部位的防渗处理，在0+240～0+262段下游增设了副帷幕灌浆。

4 防渗墙先导孔勘探及施工方案

为了复核1号副坝地质情况，2016年3月工程主体开工后，根据规范要求，建设项目部及监理部立即安排地质勘察承建单位对1号副坝的地质情况进行了复勘，重点对原输水洞部位做了详细的复勘，全坝段共布设先导孔12个，其中在老输水洞部位布设了2个先导孔。复勘成果表明：原老输水洞洞顶为圆拱形，洞顶及侧墙均采用钢筋混凝土浇筑，两侧墙宽度在1～2m左右，高度在2m左右。输水洞封堵施工时只封堵了洞内，对洞外没有采取防渗处理等措施，由于水库已带病运行多年，原输水洞部位渗漏主要集中在输水洞和坝体、输水洞和基岩的结合部位，该处岩石裂隙比较发育，渗漏严重，坝基渗水均排入下游的老输水渠。

2016年4月24日，结合输水洞的现状渗漏情况，监理部组织了由业主代表、设计项目负责人、地质代表及施工单位参加的防渗墙施工专题会议，共同对主坝及副坝防渗墙的入岩标准进行了确定，同时对1号副坝老输水洞防渗墙施工方案进行了讨论。决定采用抓斗和冲击钻机结合的施工方法，将1号副坝桩号0+244.32～0+251.82段混凝土防渗墙贯穿原输水洞后深入基岩，将渗漏通道彻底切断，并确保防渗墙入岩深度不小于1m。

5 防渗墙设计配合比

1号副坝总长度662m，坝顶高程1332.80m，设计防渗墙顶部高程1332.30m，桩号0+422.83～0+458.71段为1号溢洪道，该溢洪道两侧墙均为浆砌块石结构，考虑到防渗墙与浆砌石的连接难度，决定两侧采用高压旋喷进行防渗墙连接施工，桩号0+514.60～0+539.60段为此次新建的2号溢洪道。整个坝段共布设84个槽孔，最大槽孔宽度8.07m，最小槽孔宽度2.53m，绝大部分槽孔宽度为7.50m，老输水洞位于桩号0+244.32～0+251.82处，中心桩号0+248.07，对应防渗墙35号槽孔，槽孔宽度7.50m(见下图)。

防渗墙施工采用抓斗机和冲击钻机钻孔成槽、膨润土泥浆护壁、泥浆下直升导管法浇筑混凝土的施工方案。导向槽采用C20混凝土浇筑，平均口宽68cm，深度1.40m，导向槽侧墙厚度50cm，为保证防渗墙施工中抓斗及冲击钻的正常作业，根据《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》(SL 174—2014)的规定，导向槽采用钢筋混凝土结构，桩号0+175～0+334段防渗墙轴线在原坝体壤土心墙上，其余坝段无心墙。

1号副坝防渗墙施工示意图(单位：m)

塑性混凝土技术指标：抗压强度R28=1～5MPa；弹性模量E28≤1000MPa；渗透系数K28≤1×10-7cm/s；渗透比降J>80；初凝时间不小于6h，终凝时间不大于24h；混凝土密度不小于2100kg/m2；泌水率为2h<4%。

混凝土采用一级配，为水下自密实大流动性混凝土(水下导管自下而上浇筑法)；坍落度180～220mm；扩散度340～400mm；坍落度保持在150mm以上的时间应不小于1h；黏土粉采用干掺法施工。

水泥采用P.MSR 42.5中抗硫酸盐硅酸盐水泥；细骨料采用天然砂，粗骨料为粒径5～20mm的卵石，均由双塔水库附近石料厂生产；黏土粉为附近公司产品；外加剂为FL-HPC型聚羧酸高性能减水剂；拌和用水为水库水。

配合比在防渗墙施工前40天委托具有甲级资质的单位设计，经多方案比较推荐的设计配合比见表1。

表1 推荐施工配合比

6 塌孔处理措施

6.1 塌孔发生过程

根据防渗墙施工技术要求，施工单位先期上报了防渗墙施工专项施工方案，监理单位认真进行了审核并批复了意见，在进行防渗墙生产性试验后，2016年5月22日，1号副坝防渗墙施工正式开始。6月9日，老输水洞处防渗墙35号槽孔在开挖到15m深度时发生塌孔，固壁泥浆在5min内流失殆尽。

6.2 处理方案

为保证施工安全，决定在回填35号槽孔后，先进行左右两侧37号、33号槽孔的施工，在33号槽孔完成后按“赶羊法”逐渐靠近35号槽孔，初步决定采取缩短槽孔的方案。

该槽孔防渗墙浇筑至老输水洞洞顶，后期采取加密灌浆，若在抓斗机开抓成槽过程中仍有塌孔形象，可对导墙(导向槽)两侧的钢筋混凝土进行固壁后再开抓，并将该槽孔宽度由7.5m缩短至2.8m(抓斗机的斗宽)，将原长度为7.5m的35号槽孔，分为长度2.8m的35号槽孔和长度4.7m的35-1号槽孔进行施工。

6.3 实施过程

6月16日，开始对缩短长度的35号槽孔进行施工，槽孔宽度2.8m，在成槽过程中仍有漏浆现象发生，经回填约15m3黏土后，成槽工作顺利完成。经基岩面确定，终孔深度20.74m(设计深度21.79m)，经清孔验收合格后进行了混凝土浇筑。

6月18日，35号槽孔剩余二抓4.7m长度的35-1号槽孔成槽施工开始进行。为保证老输水洞的渗漏封堵效果， 1号副坝老输水洞防渗墙按照设计深度入岩，剩余4.7m长度的防渗墙按照设计贯穿洞顶并深入基岩1m，同时，冲击钻自一抓开始逐步向二抓靠近，若二抓在冲击过程中出现漏浆现象，可用黏土回填挤密后再开抓。经过现场全过程跟踪指挥，成功成槽并入岩。至此，1号副坝老输水洞混凝土防渗墙施工圆满结束。35号槽孔的最终成果见表2。

表2 1号副坝混凝土防渗墙35号槽孔成果 单位：mm

6.4 实施效果

1号副坝混凝土防渗墙施工结束后，经2016年7月8日—10月15日的帷幕灌浆施工，主河道三个渗流点全部封闭，原来最大渗流部位的老输水洞下游渗流全部截断，无新渗流通道，达到了预期目的，经试验检测，防渗墙抗压、抗渗参数全部符合规范要求。

7 结 语

混凝土防渗墙施工，岩面鉴定是成槽验收的关键，1号副坝老输水洞处混凝土防渗墙施工中，在出现塌孔事故的特殊情况下，本着“质量优先”的原则，采用缩短槽孔长度的施工方法，设法使防渗墙按照设计及既定方案成功入岩，确保了防渗墙的防渗效果，为同类工程的防渗墙施工提供了有益的参考。

Analysis on Hole Collapse Accident Treatment of Shuangta Reservoir Water Conveying Tunnel Cutoff Wall Construction

WANG Guohui

(ZhangyeJinshuiWaterConservancyandHydropowerSupervisionCo.,Ltd.,Zhangye734000,China)

Construction of No.1 auxiliary dam concrete cutoff wall in Shuangta Reservoir Reinforcement Project is a key sub-project of the reinforcement project. The dam main river section has three leakage points before project implementation. Project procedure acceptance should be strictly controlled during cutoff wall construction process, especially in the cutoff wall construction of the old water conveying tunnel with the largest leakage point of the dam. The hole collapse accident is handled successfully, thereby providing reference for similar cutoff wall engineering construction.

slotted hole shortening method; old water conveying tunnel; cutoff wall construction; hole collapse treatment

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.07.002

TV543

A

1673-8241(2017)07- 0004- 03