抓斗法混凝土防渗墙施工技术在宁夏沙坡头水利枢纽工程中的应用

摘 要：液压抓斗法防渗墙施工技术在我国最早出现于20世纪90年代，采用抓斗法施工塑性混凝土防渗墙技术在宁夏沙坡头水利枢纽工程中成功应用，重点介绍抓斗法在30混凝土防渗墙的施工技术措施和质量控制措施要点。

关键词：宁夏沙坡头水利枢纽 抓斗法 混凝土防渗墙

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）012-007-02

1工程概况

宁夏沙坡头水利枢纽是黄河干流龙羊峡至青铜峡河段规划开发的二十五个梯级枢纽之一，是我国第一座多泥沙河流上兴建的大型灯泡贯流式机组电站工程，主要建设任务是灌溉和发电。最大坝高37.8米，坝顶长868米，工程总控制灌溉面积为134万亩，总库容量2600万立方米，总装机容量12.03万千瓦，设计年发电量6亿度，枢纽总投资12.8亿元。工程的建成结束了卫（中卫）宁（中宁）平原两千多年无坝引水的历史，每年可节灌5亿立方米的黄河水，减少净耗水量1.6亿立方米。

2抓斗法混凝土防渗墙施工技术

桩号左0+160.80～左0+543.122坝段为30cm厚的塑性混凝土防渗墙，防渗墙轴线布置在距外坝肩1.5m，需完成工程量3500m2。均采用液压抓斗造孔、直升导管法泥浆下浇筑混凝土、槽段连接采用接头管法的施工方案。

2.1防渗墙导墙及施工平台

沿防渗墙轴线建造导墙，导墙采用钢筋混凝土结构。抓斗行走平台（i=0.01）布置在防渗轴线背水一侧，其结构为30cm厚碎石垫层，其上铺设10mm厚钢板。导墙及平台结构见图1所示。

2.2防渗墙施工主要工序

塑性混凝土防渗墙施工工序见图2所示。

2.3抓斗法施工技术要点

2.3.1成槽方法

考虑本工程的地层特点、工期要求和施工条件，本段防渗墙拟使用液压式抓斗设备，采用“三抓成槽法”施工技术，即每个槽孔均采用抓斗分三阶段直接抓取成槽。Ⅰ期槽孔，先抓两端，后抓中间；Ⅱ期槽孔，先抓中间，后抓两端。对于基岩部分的成槽，根据地勘资料反映的基岩强度可用抓斗直接抓取。

槽孔分I、II两期进行施工，先行施工Ⅰ期槽孔、后进行Ⅱ期槽孔施工。成槽方式均采用“纯抓法”，即采用液压抓斗直接抓取需要成槽位置的地层，第Ⅰ、第Ⅱ期槽孔均采用三抓成槽。

Ⅰ期槽施工时，先用液压抓斗抓取边单元，再抓取中间单元，然后清孔（墙宽80cm），接着下接头管，利用直升导管法浇筑墙体材料，浇筑后起拔接头管即可。

Ⅱ期槽施工时，则用液压抓斗先抓取中间单元，再抓取边单元，然后清孔换浆（墙宽80cm），浇筑混凝土即可。

塌孔的前提下，尽量使槽孔长一些，有利于减少各槽段之间的连接接缝，在保证了墙体质量的同时，加快了施工总体进度。

2.3.2槽段连接

沙坡头水利枢纽外坝肩采用“接头管”法连接各槽段，“接头管”法即在第Ⅰ期槽清孔合格后，埋设接头管，槽内混凝土浇筑并初凝后起拔接头管，以形成接头。

2.3.3槽孔划分

Ⅰ期槽孔长度初步拟定为7.0m，Ⅱ期槽孔长度初步拟定为9.0m。槽段划分见图3。施工前期做生产性试验，根据实际情况予以调整，采用“接头管”法进行墙段连接，可有效的保证墙体的连接。采用汽车起重机拔管，抓斗辅助。

2.3.4槽孔浇筑

采用泥浆下直升导管法浇筑。混凝土浇筑导管内径以18～23cm为宜。Ⅰ期、Ⅱ期槽孔内槽孔内的浇筑导管距离孔端的距离均有一定的要求，其中Ⅰ期槽孔的距离应小于1.5m，Ⅱ期槽孔的距离应小于1.0m，直升导管之间的距离小于3.5m。导管底部与槽孔底部之间的距离应小于25cm；当各期槽孔孔底高差大于25cm时，浇筑导管应深入该套导管控制的浇筑范围的最低处。

开始浇筑前，应将适量的水泥砂浆先注入导管，并事先备制足量混凝土，在导管底口挤出隔离球以后，其底端须埋入混凝土内部。

防渗墙混凝土应连续浇筑，浇筑速度须满足一定的要求，即槽内混凝土面上升速度须于在2m/h以上，最好大于4m/h。各套浇筑导管应投料均匀，以保证混凝土面各部位均匀上升，浇筑过程中各部位高差不得超过0.5m。

2.3.5施工注意事项

（1）建造足够强度的导墙，以满足拔管需要。

（2）导管外表平滑光顺，并在每次下设之前涂抹脱模剂，以减少阻力。

（3）经现场试验，根据混凝土特性、浇筑面上升的速度等因素，来确定导管起拔时间与起拔速度。

3施工质量控制要点

3.1质量保证措施

3.1.1成槽精度

抓斗抓槽过程中，必须注意观察抓斗钢绳的偏斜情况，随时对孔斜进行测定，发现异常及时修孔；保证设计的成槽精度，以使接头管的顺利下设和起拔，以保证I、II期墙体搭接正常。

3.1.2混凝土浇筑质量

首先应保证清孔质量；其次应按要求进行混凝土原材料的检验检测，并保证按设计的配合比进行配料。建筑时保证墙体材料的供应速度，从而保证浇筑的上升速度。浇筑过程中严格按照技术要求进行施工，确保全过程处于有效控制之中，以保证混凝土质量。

3.1.3接头管

接头管下设前进行外观质量的检验；通过试验确定起拔的时间，以免过早起拔造成墙体材料坍塌，或起拔过晚造成铸管事故。

3.2墙体质量检验

3.2.1新制混凝土的检验

混凝土浇筑时，每隔2h取样进行坍落度、扩散度的现场检测。

3.2.2混凝土物理力学性能检测

每班浇筑时在槽口处取样，进行28天室内试验检测，按设计要求进行抗压强度、弹模和渗透系数试验，以评价墙体质量。

取样原则：抗压强度试验每3～4个槽孔取一组，抗渗试块整个工程取3组，弹模取1～2组。

3.2.3 质量检查合格标准

根据规范的相关要求，防渗墙物理力学强度指标、抗渗标准应合格率须达95%以上，物理力学指标不合格的部分，须超过设计值的70%，且不得集中分布在任何相邻槽孔中。检查不合格的槽段，将按监理人的指示进行处理，直至达到合格为止。

4结语

宁夏沙坡头水利枢纽成功的运用了液压抓斗法造防渗墙施工技术，根据工程施工后检查检测的情况来看，液压抓斗在类似沙坡头水利枢纽的均质土壤或者砂砾石中抓土成槽，施工速度较快，设备使用效率较高，施工成本相对较低，并可用于高强度施工作业。此项技术可在国内外水库防渗工程中推广运用可达到较好的运用效果。