土石围堰粘土心墙防渗施工技术论文

土石围堰粘土心墙防渗施工技术论文

【摘要】本工程土石围堰防渗处理施工方法在一期子围堰施工完成后，基坑开挖时，围堰除了局部有小量渗流外，未发现有大量渗漏出现，说明粘土心墙防渗施工方法和技术措施是成功的、有效的、该处理方案且工艺简单、质量可靠，与原设计的高压喷射灌浆相比不仅降低了成本，而且缩短了工期，为同类工程累积了丰富的经验。

一、工程概况

越南占化水电工程位于越南宣光省占化县安立、雄美两乡内的锦江主流上，距离相邻上一梯级宣光水电站约20km，距离县城中心约15 km。占化水电站为低水头、大流量的水电站，总装机容量为48MW，是以发电为主的枢纽工程。工程属三等工程，永久建筑物为三级建筑物，相应的导流建筑物级别为V级。根据越南建设标准TCXD VN285：2002规范规定，V级临时建筑物采用的洪水设计频率标准为10年一遇。

二、施工导流方案

综合坝址地形地质条件、枢纽主要建筑物的布置特点、围堰布置形式及施工进度等因素对本工程采取两期两段的导流方式。

导流方案：一期首先在左岸填筑一期土石子围堰将河床一分为二，此时由右岸河床导流，在一期子围堰保护下，施工纵向混凝土围堰、一期上下游土石围堰，第一个枯水期末，将一期子围堰拆除，形成上下游土石围堰与纵向混凝土围堰组合的一期基坑面貌。横向土石围堰为过水围堰，可以在洪水间隙，施工厂房和2#～3#闸门坝段。第二个枯水期继续施工左岸厂房、2#～3#闸门坝段。第三个枯水期，开

始填筑二期上下游土石围堰，用右岸二期上下游土石围堰与一期已施工的纵向混凝土围堰组合形成二期基坑面貌。此时由左岸已建2孔泄水闸坝过流，施工右岸4#～10#坝段及左岸剩余部分。

三、围堰的施工

依据原设计在填筑好围堰后要进行高压喷射灌浆，经过改用粘土心墙的施工方法不仅节省了成本而且缩短了工期。

一期子围堰围左岸，采用土石围堰型式。围堰顶宽7.0m，上游堰顶高程43.60m，下游堰顶高程41.00m，迎水面坡比为1：2.0，背水面坡比为1：1.5，粘土心墙防渗；一期子土石围堰轴线全长为481.61m，上游围堰轴线长122.37m，下游围堰轴线长117.96m，纵向围堰轴线长为241.28m。纵向围堰迎水面用块石护面，防止水流淘刷围堰，以保证围堰堰脚及坡面的稳定。围堰填筑土方主要利用一期工程改道公路开挖料，钢筋笼就近在围堰上安装抛护。

1、 围堰堰体填筑

土料主要来自库区附近的土料场，均为均质粘土，块石料的块石粒径为0.3m～0.7m，块石料应强韧、密实、坚固与耐久，无明显风化剥落和裂纹及结构缺陷。碎石料的粒径为1～40mm。填筑铺设厚度一般为30～40cm，用压路滚垂直于水流方向来回碾压，压实度应大于90%～93%。

（1）抛投填筑时应注意以下几点：

a、要确保“连续施工，快速抛填”的原则施工。

b、合理抛填速度应满足从土体抛入水中到被上层土覆盖时间等

于或快于粘土基本被水浸透软化所需的时间。

（2）截流时，应充分考虑水流的控制指标如流速、落差对抛投料的要求，适时地更换主要抛投料的控制粒径，减少抛投料的流失。备料时应留有一定的富余。

（3）土料中不允许夹杂草、木等有害物质。

2、 粘土心墙填筑

粘土心墙是土石围堰施工的一个重要环节，故在粘土心墙施工时，粘土的选择、填筑施工过程均需要严格的控制实施。

2.1 粘土料场的选择

围堰防渗粘土料场选择在左岸，料场的选择遵循业主、监理的要求，进行现场取样试验，渗透系数不大于1×10-5cm/s，干容重

1.79g/cm3，有机质含量（按质量计）：均不大于5%，有较好的塑性和渗透稳定性，浸水与失水体质变化小等。确保围堰的防渗安全。

2.2 粘土心墙填筑

本工程当围堰戗堤进占高程达到36.0m时，长度每进占15～20m，粘土心墙防渗施工一次，施工前，首先对心墙部位进行平整，并用旗杆或白灰对心墙的轴线进行标示，心墙的施工采用长臂反铲挖掘机挖槽，2.0m3反铲挖掘机填筑粘并压实，挖槽和粘土回填采用连续作业的方式，防止挖槽完成后两边坍塌影响围堰的防渗效果，连续作业可以保证心墙的连续性，且可以避免齿槽长时间暴露而坍塌，齿槽的开挖中，根据工程部的技术交底进行施工，开挖至基础岩石面为准，根据河床砂砾石的覆盖层的厚度计算，最大挖深为7.6米，且齿槽底部

的开挖宽度不小于设计的心墙宽度的1.5倍。心墙在填筑时，由于水下部分无法用碾压设备进行碾压，因此采用挖掘机挖斗进行夯实。水上部分采用碾压设备碾压。

2.3 填筑时应注意以下几点：

（1）铺土厚度一般为30～40 cm ，不得超厚，振动碾碾压4～6遍。对使用不同的压实工具，铺土厚度和碾压遍数需通过现场生产性试验确定。

（2）填筑部分，压实度大于90%～93%。

（3）填筑碾压部分应严格控制防渗土料的含水量。当料场土料的天然含水量大于或小于施工填筑含水量时，应根据土料开挖方式、装运卸流程以及气象等条件对料场土料含水量进行调整，调整方法以翻晒或加水为主。含水量一般应控制在最优含水量附近，其上下限偏离最优含水量不超过2%～3%。具体措施应通过现场试验确定。

（4）粘性土的铺料和碾压必须连续进行。如需短期停工，其表面风干土层应经常洒水湿润，保持含水量在控制范围内，如需长期停工，应根据气候条件铺设保护层，复工时予以清除，经监理工程师批准后方可继续施工。

（5）为保持土料正常的填筑含水量，日降雨量大于5mm时，应停止填筑。

（6）当风力或日照较强时，承包人应按监理工程师的指示，在坝面上进行洒水润湿，以保持合适的含水量。

四、施工技术难点及解决方法

粘土心墙防渗主要施工技术难点为：围堰在水下部分砂卵石挖除施工时，局部不能挖除彻底或遇到溶槽、溶洞等现象，无法挖至基础岩石面，导致围堰在闭气后局部出现渗流现象，这部分薄弱层将成为围堰的渗流通道。

解决渗流的主要方案为：在围堰闭气后，对局部未挖除到基础岩石面且发生渗流的部位用长臂挖掘机在该部位的上下游分别掏槽，灌入粘土制成的高浓度泥浆进行搅拌，使得泥浆流入渗流的缝隙已达到防渗的效果。

五、施工成果分析

本工程土石围堰防渗处理施工方法在一期子围堰施工完成后，基坑开挖时，围堰除了局部有小量渗流外，未发现有大量渗漏出现，说明粘土心墙防渗施工方法和技术措施是成功的、有效的、该处理方案且工艺简单、质量可靠，与原设计的高压喷射灌浆相比不仅降低了成本，而且缩短了工期，为同类工程累积了丰富的经验。