2　超深防滲墻技術

2.1　概述

在各項地基處理和基礎工程技術中，混凝土防滲墻是一項成熟的技術，僅在水利水電行業，我國現已建成數以萬計常規深度的防滲墻工程，但深度超過70m的防滲墻工程屈指可數。防滲墻深度的增加使施工難度、各道工序的質量標準、發生缺陷甚至事故的可能性都大大增加。因此，對于超深防滲墻施工設計中的關鍵技術進行研究探索勢在必行。我國目前已建或在建的深度超過70m的防滲墻工程統計見表1。

2.2　關鍵技術

在深厚覆蓋層條件下建造防滲墻，孔壁穩定、清孔、接頭處理等是問題的關鍵，也是制約超深防滲墻施工進步的技術難點。西藏旁多水利樞紐158m超深防滲墻是中國乃至世界現今最深的防滲墻，在施工及技術研究工作中，技術人員特別注重深厚覆蓋層防滲墻施工工藝的探索及關鍵技術研究，為日后我國超深防滲墻施工提供了寶貴經驗及技術支持。下面，本文結合西藏旁多水利樞紐防滲墻工程介紹超深防滲墻施工的關鍵技術。

2.2.1　工程概況

西藏旁多水利樞紐工程壩址位于西藏拉薩河中游，為碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩，Ⅰ等大（1）型工程，最大壩高72.30m。旁多水利樞紐壩基覆蓋層深度超過424m，防滲墻深度達158m。該工程存在高寒缺氧、地層深厚復雜、施工干擾多等困難，創造防滲墻建造3項世界紀錄——試驗槽孔最大深度201m、防滲墻接頭管拔管158m、防滲墻水下201m混凝土澆筑。防滲墻墻體設計厚度1.0m，完成防滲墻12.1萬m2。圖1為旁多防滲墻工程現場施工圖。

2.2.2　氣舉反循環清孔技術

清孔質量的好壞影響著槽孔澆筑能否順利進行，而槽孔澆筑又是控制防滲墻質量最關鍵的一道工序。

氣舉反循環利用密度差產生工作壓力來升揚排出孔底的沉渣，而工作壓力大小取決于空壓機的排氣量和沉沒比m[15]。因此，清孔深度不受大氣壓力限制，孔深越大排渣效率越高，適合超深防滲墻工程中對于清孔的要求。氣舉反循環法排渣清孔示意圖如圖2所示。

旁多水利樞紐防滲墻施工使用MMH正電膠泥漿，在槽孔底部由于長期膨化和鉆具的副作用使得槽底泥漿較為黏稠，不宜直接使用氣舉反循環清孔。工程人員利用抽桶法將底部鉆渣及漿液抽出，同時加注新制泥漿，待泥漿較稀時，抽測孔底淤積及泥漿指標，一般控制在含砂量不大于6%，淤積厚度不大于1m為準，再使用氣舉反循環法進行清孔，大大提高了清孔效率和清孔質量[16]。

根據旁多水利樞紐工程防滲墻槽孔清孔方式均選用氣舉反循環法施工，經過工程驗證，該法清孔效果良好，在超深槽孔清孔時運用氣舉反循環法清孔效果尤為明顯，可以提高施工效率、成槽質量好，使槽孔較快具備混凝土澆筑的條件，為超深防滲墻施工提供了有力的質量保證，值得推廣。

2.2.3　接頭管起拔技術

在超深防滲墻工程中，運用接頭管法進行墻段連接是現行最為先進的一種技術。而接頭管的成功起拔與否是影響超深防滲墻施工的又一項關鍵技術，拔管的成功與否通常與起拔時間和起拔壓力的掌控有關。但是對于超深防滲墻工程來說影響因素還包括孔形、孔斜、清孔效果、泥漿的靜切力（懸浮巖屑能力）等。

（1）起拔力大小的主要影響因素。接頭管與混凝土的接觸特性及孔斜是拔管力大小的主要影響因素。為了更好地為旁多超深防滲墻接頭管起拔提供支撐，針對旁多防滲墻，工程人員前期在試驗槽段共統計了30組拔管力數據[17]，如圖3、圖4所示。圖4表明了孔斜對于拔管力的大小影響十分明顯。

拔管力大小的影響因素非常多，導致監測數據離散型比較大，但是從圖3中可以看出隨著拔管時間的推后，拔管力增大趨勢越明顯；從圖4也可以看出隨著孔斜增加，拔管力呈現較為明顯的增大趨勢，在孔斜為0.10%情況下與孔斜為0.05%相比，拔管力增加了1倍左右。

（2）限壓拔管法理論。限壓拔管法是將拔管力限制在一定范圍內、用以保證拔管成功的一種方法。在瀘定水電站大壩超深防滲墻施工中采用了這一拔管技術。這一技術的關鍵是準確確定最小拔管力與初拔時間。拔管時間的確定是以實驗室給出的混凝土初凝時間為基本數據，再通過現場試驗而確定的一個重要數據[18]。初凝時間確定之后再進行初拔試驗確定最小拔管力。最大拔管力根據設備能力確定，一般情況下不應大于設備能力的1/2。

（3）補漿。在接頭管起拔過程中，會使得泥漿液面下降。在帶接頭箱的接頭管拔管施工時，帶接頭箱的接頭管每拔出1m，接頭孔中幾乎形成等體積的空間，泥漿液面下降速度更快。這種情況會造成泥漿對孔壁壓力迅速減小，在外界地下水對孔壁的作用下，容易造成塌孔。因此帶浮箱的接頭管每拔出一根都必須對接頭孔內補充漿液。在旁多水利樞紐防滲墻接頭管拔管施工時，采用的是邊拔邊補的方法。

2.2.4　特種重錘

當混凝土防滲墻的深度超過80m時，用普通沖擊鉆頭造孔的工效很低，特別是劈打副孔十分困難。在瀘定水電站防滲墻工程中，特種重錘研發并成功運用，大大提升了副孔鉆進工效[19]。

在超深防滲墻造孔施工過程中，由于孔深過大主孔多少存在孔斜，副孔的實際位置發生了較大的變化，造孔施工中圓形沖擊鉆頭很難找準副孔中心，劈打副孔難以取得有效進尺。應用專門研制的特種重錘有效地解決了這些問題。副孔專用重錘結構圖如圖5所示。

（1）導向問題的解決。重錘的導向板起一次導向作用，其工作部采用倒“V”字形底刃起到二次導向的作用，利用底刃斜面與副孔接觸時產生的橫向推力將重錘的重心引向副孔頂部，有效保證了重的集中率。

（2）孤石的處理。圓形鉆頭劈打副孔一般在孤石處受阻，重錘采用二次底刃，下階底刃厚度較小，單位面積上沖擊力較大，可率先破巖開槽；上階底刃將孔擴至設計要求的槽孔寬度。對于含有漂石和孤石的堅硬地層，這種掏槽擴孔工藝能大幅度提升鉆進功效。