深覆盖层造孔和孔斜控制技术

【摘要】本文介绍了四川枕头坝水电站深覆盖层造孔和孔斜控制在施工中的应用、配套设备及施工工艺。

【关键词】深层造孔；孔斜；控制技术

1、前言

混凝土防渗墙深覆盖层造孔和孔斜控制在施工施工中的一项技术技术难度和重点，随着深覆盖层造孔和孔斜控制的广泛应用，对以后在混凝土防渗墙施工的发展过程中起到一个非常重要的作用。在常规施工中混凝土防渗墙造孔孔深在40-50m左右，由于枕头坝水电站孔深较深在造孔和孔斜控制就有了一个相当大的难题，，但本文的施工技术在很大程度上解决了这个问题。采用本文章的施工技术在很大程度上解决了这一技术难题。

2、工程概况

枕头坝二期围堰防渗墙轴线长393m（上游172m、下游221m），总计17240m2（上游6883m2、下游10357m2）其中上游最大槽深58.4米，平均槽深40米。下游最大槽深51.3米，平均槽深46.9米。混凝土防渗墙入岩1m，墙厚度1m。上游围堰施工面高程602m，下游围堰施工面高程594m。

围堰地基由河床含漂砂砾石层组成，一般厚35～50m。漂石块径20～70cm，表层靠岸坡一带有大孤石分布，最大块径达5.0m以上，卵砾石粒径一般4～9cm，成分复杂，以白云岩、砂岩、玄武岩及灰岩为主，磨圆度中等～较差，呈次圆状。由中粗砂及少量细砂充填，并间夹有3层相对较连续的砂层分布，据统计，河床砂卵砾石层中，卵砾石约占70%～90%，砂粒约占30%～10%，上部结构属中等密实，下部呈密实状态。

由抽水试验及室内渗透试验测得坝址河床砂卵砾石层的渗透系数K=2.28×10-2～7.5×10-2cm/s，属强透水层，经现场承载力试验，抗剪试验及触探试验并结合工程类比，建议允许承载力0.5～0.55MPa；压缩模量42～60MPa；内摩擦角φ=29°～32°。

围堰下伏基岩顶面高程548～533m，岩性为玄武岩，多为弱风化状态，裂隙中等～较发育，岩体总体较坚硬，基岩浅部呈中等透水性。

两岸堰基仍为玄武岩，其中，上游围堰两岸基岩，多为强～弱风化，裂隙发育，部分裂隙卸荷张开成10～30cm宽缝。推测强卸荷带水平深10～20m，弱卸荷带水平深达50～60m，两岸地下水位低平，受裂隙及风化卸荷的影响，堰肩岩体水平向渗透性较强，下游围堰在600m高程以下均为覆盖层，其物质组成主要为碎块石及阶地砂卵砾石层构成，粘土含量较少，透水性较强。

3、技术难点

（1）本工程深孔地层复杂，孤、漂石较多，极易发生孔斜。

（2）深孔泥浆浮力较大，造孔速度减慢，且易发生孔斜。

（3）成墙的上半部分为回填骨料，透水性较强，极易发生塌孔现行，造成防渗墙施工速度减慢。

（4）孤、漂石、探头石等触碰钻头后极易发生造孔偏斜。

（5）河床下层夹杂有3层相当较连续的粉细砂层，是造孔困难的又一难题。

（6）由于上游发电不稳定，造成上游水位差变化较大，是孔内压差变化较大，造孔时扰动泥浆时容易发生塌孔现象。

4、技术要求

（1）架设钻机轨道侧必须平整，无凹凸面。

（2）沿轴线施工的导向槽最好一次性浇筑成功且导向槽不易发生变形。

（3）要预备足够的新制膨润土泥浆。

（4）钻机在施工过程中加固，防止移动或变形。

（5）在造孔施工中每进尺2m左右测量一次孔斜。

（6）预备足够的纠偏措施。

（7）冲击钻机的钻头要勤补焊。

5、配套设备

CZ-6A冲击钻机、高速制浆机、泥浆泵及相关配套设施。主要施工如下：

6、施工技术要点

针对技术难点，防渗墙的施工做以下技术要点：

（1）冲击钻头要勤补勤焊，防止因钻头部分缺损而造成孔斜。

（2）增加泥浆比重，加大冲击钻头的重量，增加钻机的功率等。

（3）开孔时使用“十字”钻头在开孔10米内尽量少抽取泥浆，加固孔壁。准备充足的堵漏材料。如碎石（直径小于40cm）、石灰、粘土等。

（4）增加泥浆比重，准备充足的粘土、粘土球等遇到沙层时迅速冲过。

（5）在架设钻机轨道侧表面必须碾压密实、平整，无凹凸面。防止钻机架设的不平整，造孔时孔斜较大。

（6）导向槽平面轴线应与防渗墙轴线平行且要控制与轴线的偏差，在施工过程中，应对导向槽的沉降、位移进行观测。

（7）新制泥浆要准备充足，以防泥浆渗漏时新制泥浆准备不充足而发生事故。

（8）围堰内外水头差较大、水位变动很频繁，及易发生塌孔现象，造孔时要保重孔内泥浆的密度，防止泥浆流失而发生塌孔。

（9）造孔施工时必须每2m测量一次孔斜，尤其在较深孔，以便在发生较小偏移时进行纠正。

7、结束语

由于混凝土防渗墙施工工艺本身具有较高水平的质量控制，深层造孔和高精度的孔斜控制是混凝土防渗墙施工的必要发展趋势。