水电站上游围堰防渗墙设计与实施

孙建刚

摘要：在围堰工程开展期间，防渗墙是非常重要的一方面，而且是确保大坝主体施工作业有效实施的关键所在，使用合理的施工方式是促使防渗墙施工作业良好开展的依据。水电站上游围堰防渗墙施工中应用科学的施工方式能够实现各项目标，未来值得推广和进一步应用。文章内主要论述了某项水电站上游围堰防渗墙设计以及实施要点。

关键词：水电站;上游围堰防渗墙设计;实施要点

水电站河床地质条件十分复杂，水电站中的围堰主要是应用灌浆防渗施工技术，产生的效果不佳，对此，围堰防渗技术是創建水电站的一项难题。通过相关探究表明，围堰防渗墙产生的防渗效果良好。文章内以水电站防渗墙施工举例说明，提出了完善策略。

1、工程案例

某项水电站大坝上游围堰是和坝体结合到一起的土石围堰，堰顶高程是656m，围堰上部主要是使用土工膜斜墙防渗，下部和堰基防渗使用C20混凝土防渗墙，墙体厚度为80cm，防渗墙深入基岩0.5m，设计工程量是4580㎡，桩号为0+102.97～0+268.51，最大深度大约是48.0m，防渗墙成墙面积为4334㎡。

2、工程地质条件

上游围堰左岸为3～6m的坡积物以及崩塌堆积物分布，成分是碎石、碎石夹粉土，下伏全风化花岗岩的底界垂直深度大约是10m左右，强风化花岗岩的底界深度大约为20～30m，结构松散，下伏花岗岩风化轻微，全风化岩体分布高程620m，厚度远远小于10m，强风化岩体底界垂直深度为0～20m。河床主流线附近冲积层厚度为8～9m，向朝着两侧逐渐变薄，并且有着二元结构。

3、水电站上游围堰防渗墙设计与实施

其一，整体施工方案的制定。上游围堰防渗墙钻机施工平台设置到施工轴线的上游侧，倒渣以及抓斗平台设置于防渗墙施工轴线下游侧，从堰体和堰基地质情况以及墙体深度和具体工期要求来看，混凝土防渗墙一般是以冲击钻机钻劈方式为主成槽，黏土与膨润土相互混合泥浆护壁，接头管法采取墙段相互连接，泥浆下直升导管浇筑混凝土成墙，防渗墙成槽之前，展开围堰填筑层的预灌浓浆处理作业。

其二，进行预灌浓浆施工作业。结合基本试验作业来看，为了避免防渗墙造孔期间出现泥浆大面积漏失和槽孔塌陷现象的形成，确保抓斗可以有效地进行抓槽，加快防渗墙施工进度，满足标准工期要求，就需要做好堰体填筑层等大孔隙地层的预灌浓浆处理作业，将渗透通道堵塞。①布孔形式。按照以往施工经验和前期防渗墙试验施工情况，考虑全线布孔，双排进行布设，上游围堰防渗墙预灌浓浆总孔数。预灌浓浆孔位布置图如下所示。

②预灌深度。按照防渗墙结构设计图纸和地质资料对预灌处理深度进行有效的确定，超出30m的深槽位置预灌处理深度大约是25m，浅槽位置的预灌处理深度是地下水位之下或者是强风化基岩石表层。③采取的施工工艺。钻孔和灌浆方法：一般是采用潜孔钻机跟管钻进钻孔，钻孔直径表现为φ146～φ168，当钻进预定深度以后，需要应用自下而上孔口封闭纯压灌浆法分段展开灌浆作业。将钻孔护壁套管当成一项注浆管，完成一段以后起拔一至三根，然后封闭孔口灌注下一段，一直到全孔结束为止。④灌浆压力及段长：灌浆压力主要是采用0～1.0MPa，段长以套管长度为单位，大约表现为1.5m、3m和4.5m。其中，遵循的结束标准是当孔内浆液灌注量达到1000kg/m时，或者是灌浆压力远远超出了1.0MPa时，即结束灌浆。

其三，基岩鉴定。当前阶段，结合实际情况，依照防渗墙造孔工艺特点，防渗墙孔底基岩鉴定以可以采取抽筒抽砂取样和地质钻孔取芯相结合的方法进行。一般情况下每隔20m施工先导孔，槽段冲击钻机主孔造孔过程中，和基岩面相接近的情况时，利用地质钻机钻孔取芯勘探，需要施工、设计、监理、业主四方相互合作完成基岩鉴定工作，确定基岩面。针对具体的勘探孔布孔具体位置来讲，则是由设计地质工程师依据现场施工实际情况加以确定。在防渗墙轴线上，上游围堰钻孔取芯选定7个部位。防渗墙设计嵌入基岩0.5m，开展槽孔施工时，以抽筒抽出的地层钻渣含岩成分以及钻孔取芯成果确定岩面。槽孔主副孔均进行基岩鉴定，小墙部位深度依据相关要求确定。

其四，槽孔终孔检验及清孔验收。完成槽孔终孔后，动态性的检验槽孔各部位深度和孔斜检验，孔斜利用重锤法进行检测，孔斜合格标准完全遵循标准的施工规范。槽孔清孔使用抽筒法和气举反循环清孔法全面结合。

4、围堰防渗墙技术的具体施工原则

4.1建立稳定的围堰防渗墙构筑物

在一项水利水电工程建设中，围堰防渗墙是一项工程的开端，因此围堰防渗墙结构的稳定性是特别重要的，甚至会直接影响到整个水利水电工程的建设。在围堰开始的建造阶段，需要结合围堰建设地区的具体情况选择合理的建设方式，例如，通过建设地区的实地考察确定选择横向或者纵向围堰以及其他类型的围堰防渗墙方式，需要依照因地制宜的原则进行围堰的建造。另外，所选取的建造原材料需要符合土质以及水流的特点，在大多数情况之下，需要结合具体的情况选取所用的材料，通过这种方式避免围堰防渗墙在使用期间不会发生质量问题，从而保障水利水电工程的顺利开展。

4.2在围堰防渗墙设计中做好设备管理工作

在水利水电工程中选用设备的同时，必须根据水利水电工程特点和设备特点设计和选用施工工艺，有条件时，可以结合水利水电工程进行生产性试验，这样才能保证设备发挥良好效果。在上游围堰防渗墙深槽段施工中所采用的定位钻孔爆破、清孔换浆方法、槽孔精度检测、灌浆管埋设等新工艺，这对其它工程也有借鉴意义。

4.3围堰建设工作需要综合考虑建设地区

在进行围堰防渗墙建设的过程中，需要综合考虑水流的具体流向以及地质条件的影响，因此，在围堰施工中需处理好围堰防渗墙主体与水流的关系、围堰与土质压力以及水流冲击的影响等相关问题。在进行围堰防渗墙设计的过程中，考虑到当地的土质以及水流的流向以及其他作用力的影响因素，进行实地勘察并且进行精确地测量，从而进行科学化的围堰防渗墙设计。

5、防渗墙技术的具体应用

5.1防渗墙施工时采用导流管降低水位

在防渗墙施工期间，采用导流管降低水位根据上游围堰施工进度情况，围堰施工工作面被导流明渠占用，为了能够保证上游围堰防渗墙的正常施工，导流明渠需要改道，因上游围堰上游側一直保持高水位形成渗流，再加之防渗墙槽段施工进行，导致渗水集中到SQ-16槽段处原有的明渠中，测得平均渗流量约1.0m3/s。为了确保上游围堰的正常施工，导流采用敷设导流管进行引排，进而在进行上游围堰上部结构时进行封堵。

5.2水利水电工程施工中防治围堰渗漏、水流冲击的措施以及接头处理的方法

在水利水电工程当中，围堰防渗墙所起的主要作用就是截水，所以，如果想要进行围堰建设，首先就需要进行防渗漏处理，然而由于水利水电工程自身有着非常特殊的性质，因此在进行围堰工程的施工过程中，还需要特别注意围堰工程自身的防冲击的性能，还包括接头处理的质量等等，这些都是围堰防渗墙防止渗漏以及防止冲击的有效措施。为了提高围堰的防渗漏性能，在进行围堰工程的施工中，还需要进行防渗漏的检测，并且，还需要在围堰施工中确保围堰具有良好的侧向刚度以及抗击水流冲击的性能，在处理接头的时候需要依照严格的施工标准进行操作，并且在验收围堰工程时，也需要按照相关的标准，从而可以保证围堰自身具有一定的防渗漏以及防冲刷的能力。

5.3水利水电工程中进行围堰施工的具体操作流程

在水利水电工程中进行围堰施工时，需要依据具体的水利工程实际情况进行确定，然而，其主要的流程包括测量防线。护坡木桩的设置、准备人工堆码袋装黏土、设置彩条布、钢板桩的设置等等。首先进行测量防线，依据工程具体的情况设立对应的工程控制点，设置施工标志来测定围堰体的轴线，另外还需要依据不同的控制点来确定围堰体的外廓。在一般情况下，围堰体会建设在淤泥之中，因此会经常出现围堰体滑坡的情况。为了保证围堰体自身的稳定性，会在围堰体的内侧以及外侧设置一定数量的护坡木桩，在安装木桩时，可以采取人工进行打桩，与此同时，也可以进行机械施工，护坡木桩的深度需要根据具体的工程情况以及淤泥层的厚度进行确定。另外，为了确保围堰体的稳定性，还需要采取人工堆码的方式将袋装黏土进行堆码，在内侧坡设置钢板桩打入土中合理的深度，并且需要将袋装黏土填充到钢板桩之间。

6、结语

在水利水电工程中围堰技术有着特别广泛的应用，通过围堰防渗墙可以有效地提高水利水电工程的质量，避免施工质量问题的出现，确保水利水电工程的作用得以充分地发挥。在当前阶段，需要合理地利用围堰防渗墙技术进行水利工程建设，以此不断地提高建设质量，从而进一步推进水利水电工程的建设发展。

参考文献：

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