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【摘 要】 本文详细介绍了“两钻一抓”法在北京市大宁水库防渗墙工程中的成功运用，提出了合理的参数，为后续防渗墙的施工提供了科学的依据。
【关键词】 两钻一抓；防渗墙；施工；大宁水库；防渗
1 工程概述
大宁水库位于北京市房山区大宁村，与南部的稻田水库及马厂水库组成永定河滞洪水库。水库防渗设计为塑性混凝土防渗墙，轴线沿水库中堤、西堤、副坝及库尾橡胶坝底部布置，长约7.84km。施工第三标段防渗墙轴线全长898m，墙厚0.8m，起止桩号：ZD2+200～ZD2+738及ZD2+999～ZD3+359。成墙面积约30163m2，塑性混凝土浇筑28634m2。地层情况自上而下分为：素填土、砂卵砾石、漂石层，局部夹中细砂、粗砂，下伏基岩为泥岩、砂岩和砾岩。
2 工程地质
场区岩土层自上而下分为：
①堤身填筑层：由砂卵石及中砂组成，中密～密实，具强透水性，堤高6.50～10.14m，堤身高程56.68～54.86m。
②中细砂层：中密，分布不连续，局部夹粉土，厚度0.6～3.5m，层底高程52.55～54.60m，属强透水层。
③卵砾石层：中密～密实，分布连续稳定，层厚14.60～25.00m，层厚高程28.96～40.10m。卵石含量30～60%，含漂石，漂石粒径一般25～30cm，大者达50cm。属强透水层。
④泥岩、砾岩：紫红色，半胶结，分布于松散覆盖层之下，钻孔揭露岩性以泥岩、砾岩为主。钻孔泥岩取芯完整，以柱状为主：砾岩取芯基本无柱状，多呈卵砾石状，泥质钙质胶结。基岩埋深24.2～36.8m，岩面高程38.98～25.16m，岩面平均高程约32.0m。
3 防渗墙施工方法及工艺要求
根据本工程的工程地质条件，本工程防渗墙施工采用“两钻一抓”法成槽，采用CZ-6型冲击钻机钻主孔，抓斗抓挖副孔；基岩或砂卵石部分若抓斗抓挖困难，采用冲击钻机进行施工。抓斗抓出的钻渣由8t自卸汽车直接运至弃渣场。防渗墙混凝土浇筑采用水下直升导管法。混凝土运输采用8m3混凝土搅拌运输车运至浇筑槽段前的储料罐，再经溜槽分流进入到各根导管。槽段连接采取全孔钻凿套接法。
施工平台建造原则是既要满足设计要求，又要方便施工。防渗墙轴线长为898m，根据本工程的地质条件、施工设备和混凝土浇筑导管埋设、灌浆预埋管埋设和混凝土拌和能力等因素，在划分槽孔时充分考虑到提高抓斗工效，将该段副孔长度确定为一期槽2m，一期、二期槽段长均为6.4m；共划分159个槽段，单号为一期槽，双号为二期槽。一期槽段内分3个主孔，2个副孔；二期槽段内分1个主孔，2个副孔；首先施工一期槽，再施工二期槽。在同一槽内，先钻主孔，后抓、劈副孔。分段作业，依次成槽。施工中根据地层及槽孔孔壁稳定情况可以对槽段划分进行合理的调整。
主孔钻进采用空心钻头或十字钻头，钻头重量3～4.0t，在造孔过程中直接向孔内加粘土，自行造浆。对照设计施工详图，经地质工程师鉴定岩样确定其地层分界线和终孔孔深。所有主孔分层面样和终孔岩样装箱保存，并用数码相机照相存档。相邻主孔施工完毕且孔斜率满足要求后，中间的副孔采用抓斗抓挖施工，当抓斗不能抓挖地层时采用冲击钻施工，副孔深度一般为相邻主孔孔深的1/2～2/3。副孔施工完毕后，再由冲击钻摸、扫小墙直至整个槽段贯通。
其主要控制指标应满足：孔位中心允许偏差不大于3cm、孔斜率不大于0.4%；遇有含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，其孔斜率控制在0.6%以内；对于一、二期槽孔接头套接孔的两次孔位中心任一深度的偏差值不大于施工图纸规定墙厚的1/3，并采取措施保证设计厚度。
混凝土施工物理特性指标、混凝土配合比经过北京市水科所一系列的试验研究工作，最终确定混凝土的配合比
混凝土灌注采用水下直升导管法。槽孔墙体预埋件安装就位后，下设φ250mm钢制导管，导管为丝扣连接。防渗墙分两期施工，Ⅰ期槽采用两套导管，Ⅱ期槽使用三套导管，导管间最大间距不宜大于3.5m，实际一般为3.2～3.5m，导管中心距槽孔端部的距离宜为1.0～1.5米，实际一般为1.0～1.4m。当槽孔底部高差大于25cm时，导管布置在其控制范围的最低处。混凝土在清孔合格后4小时内开始浇注，并连续进行。采用球塞式隔水栓，导管距孔底的距离大于球塞的直径且应控制在150㎜～250㎜范围内，实际控制在200～250mm。混凝土由混凝土搅拌运输车运至储料罐，再经溜槽分流进入到各根导管。在混凝土浇筑过程中，控制各导管均匀下料，使槽内混凝土面高差小于0.5m，实测最大混凝土面高差为50cm。根据混凝土上升速度和导管埋深及时起拔导管，槽孔内混凝土面上升速度控制在2m/h以上，实测混凝土上升速度为2.19～14m/h。
4 防渗墙质量检查
1、抗压强度：组数n=324，强度平均值Rn=3.1，均方差σ=0.825，离差系数CV=0.266，强度保证率90.75﹪，强度最小值Rmin=2.0Mpa，强度最大值Rmax=6.7Mpa，所以依据DL/T5199-2004《水利水电工混凝土防渗墙施工规范》，混凝土试块质量评为优秀。
2、渗透系数：组数n=20，数值1.12×10-8～1.85×10-7cm/s。
3、弹性模量：组数n=20，数值541～1453Mpa。
4、在防渗墙浇筑28天后，按监理工程师指示进行墙体质量检查。共布置8个槽段进行了钻孔质量检测，具体检测结果见表3-1，满足设计透水率<10-7cm/s的要求。
同时本标段防渗墙墙体质量检查还通过业主委托第三方采用孔内CT、孔内影像扫描等先进的检测手段对成墙质量进行了同步对比检测，检测结果为防渗墙质量与常规检测结果相同，满足设计要求。
5 原材料质量控制
本工程防渗墙采用商品砼。所有原材料按照规范要求现场取样送第三方试验室进行检验并经检合格后才使用。混凝土拌和物由项目部专职试验员在现场取样，成型后在工地养护室标准养护。所有取样和试块制作都有现场监理工程师旁站，监理单位和业主单位也按照一定比例进行了现场同步材料抽检，所有检测结果均合格。
6 施工工效分析
本标段防渗墙工程是制约整个工程施工进度的关键，因此选用合理适宜的施工设备、选定适宜的槽孔参数和施工工艺是本工程按期顺利完工的关键。
共完成防渗墙总工程量为31142.5m2，其中抓挖10090m2，抓挖占32.4%。2010年3月9日防渗墙正式开钻，2010年10月4日全部完工。共投入设备：三台抓斗、16台冲击钻机。设备平均功效为：冲击钻机150m2/台·月；抓斗工效统计为1200m2/台·月。
7 质量评定情况
本标段工程完工后，对混凝土拌和物、混凝土粗细骨料、混凝土拌和、混凝土试块质量和防渗墙单元工程质量进行了评定，共评定防渗墙单元159个，优良单元159个，合格率100%，优良率100%。
8 结语
本工程从检测和试验结果看，混凝土防渗墙施工质量是好的，满足设计要求；各种参数选择是合理的，对后续工程施工和其他类似工程具有参考和借鉴作用。
参考文献：
[1]北京市水利勘测设计院.北京市南水北调配套工程基础防渗标施工详图设计图集[M].2008.
[2]北京市水利勘测设计院.北京市南水北调防渗墙工程施工技术要求[M].2008.
【关键词】 两钻一抓；防渗墙；施工；大宁水库；防渗
1 工程概述
大宁水库位于北京市房山区大宁村，与南部的稻田水库及马厂水库组成永定河滞洪水库。水库防渗设计为塑性混凝土防渗墙，轴线沿水库中堤、西堤、副坝及库尾橡胶坝底部布置，长约7.84km。施工第三标段防渗墙轴线全长898m，墙厚0.8m，起止桩号：ZD2+200～ZD2+738及ZD2+999～ZD3+359。成墙面积约30163m2，塑性混凝土浇筑28634m2。地层情况自上而下分为：素填土、砂卵砾石、漂石层，局部夹中细砂、粗砂，下伏基岩为泥岩、砂岩和砾岩。
2 工程地质
场区岩土层自上而下分为：
①堤身填筑层：由砂卵石及中砂组成，中密～密实，具强透水性，堤高6.50～10.14m，堤身高程56.68～54.86m。
②中细砂层：中密，分布不连续，局部夹粉土，厚度0.6～3.5m，层底高程52.55～54.60m，属强透水层。
③卵砾石层：中密～密实，分布连续稳定，层厚14.60～25.00m，层厚高程28.96～40.10m。卵石含量30～60%，含漂石，漂石粒径一般25～30cm，大者达50cm。属强透水层。
④泥岩、砾岩：紫红色，半胶结，分布于松散覆盖层之下，钻孔揭露岩性以泥岩、砾岩为主。钻孔泥岩取芯完整，以柱状为主：砾岩取芯基本无柱状，多呈卵砾石状，泥质钙质胶结。基岩埋深24.2～36.8m，岩面高程38.98～25.16m，岩面平均高程约32.0m。
3 防渗墙施工方法及工艺要求
根据本工程的工程地质条件，本工程防渗墙施工采用“两钻一抓”法成槽，采用CZ-6型冲击钻机钻主孔，抓斗抓挖副孔；基岩或砂卵石部分若抓斗抓挖困难，采用冲击钻机进行施工。抓斗抓出的钻渣由8t自卸汽车直接运至弃渣场。防渗墙混凝土浇筑采用水下直升导管法。混凝土运输采用8m3混凝土搅拌运输车运至浇筑槽段前的储料罐，再经溜槽分流进入到各根导管。槽段连接采取全孔钻凿套接法。
施工平台建造原则是既要满足设计要求，又要方便施工。防渗墙轴线长为898m，根据本工程的地质条件、施工设备和混凝土浇筑导管埋设、灌浆预埋管埋设和混凝土拌和能力等因素，在划分槽孔时充分考虑到提高抓斗工效，将该段副孔长度确定为一期槽2m，一期、二期槽段长均为6.4m；共划分159个槽段，单号为一期槽，双号为二期槽。一期槽段内分3个主孔，2个副孔；二期槽段内分1个主孔，2个副孔；首先施工一期槽，再施工二期槽。在同一槽内，先钻主孔，后抓、劈副孔。分段作业，依次成槽。施工中根据地层及槽孔孔壁稳定情况可以对槽段划分进行合理的调整。
主孔钻进采用空心钻头或十字钻头，钻头重量3～4.0t，在造孔过程中直接向孔内加粘土，自行造浆。对照设计施工详图，经地质工程师鉴定岩样确定其地层分界线和终孔孔深。所有主孔分层面样和终孔岩样装箱保存，并用数码相机照相存档。相邻主孔施工完毕且孔斜率满足要求后，中间的副孔采用抓斗抓挖施工，当抓斗不能抓挖地层时采用冲击钻施工，副孔深度一般为相邻主孔孔深的1/2～2/3。副孔施工完毕后，再由冲击钻摸、扫小墙直至整个槽段贯通。
其主要控制指标应满足：孔位中心允许偏差不大于3cm、孔斜率不大于0.4%；遇有含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，其孔斜率控制在0.6%以内；对于一、二期槽孔接头套接孔的两次孔位中心任一深度的偏差值不大于施工图纸规定墙厚的1/3，并采取措施保证设计厚度。
混凝土施工物理特性指标、混凝土配合比经过北京市水科所一系列的试验研究工作，最终确定混凝土的配合比
混凝土灌注采用水下直升导管法。槽孔墙体预埋件安装就位后，下设φ250mm钢制导管，导管为丝扣连接。防渗墙分两期施工，Ⅰ期槽采用两套导管，Ⅱ期槽使用三套导管，导管间最大间距不宜大于3.5m，实际一般为3.2～3.5m，导管中心距槽孔端部的距离宜为1.0～1.5米，实际一般为1.0～1.4m。当槽孔底部高差大于25cm时，导管布置在其控制范围的最低处。混凝土在清孔合格后4小时内开始浇注，并连续进行。采用球塞式隔水栓，导管距孔底的距离大于球塞的直径且应控制在150㎜～250㎜范围内，实际控制在200～250mm。混凝土由混凝土搅拌运输车运至储料罐，再经溜槽分流进入到各根导管。在混凝土浇筑过程中，控制各导管均匀下料，使槽内混凝土面高差小于0.5m，实测最大混凝土面高差为50cm。根据混凝土上升速度和导管埋深及时起拔导管，槽孔内混凝土面上升速度控制在2m/h以上，实测混凝土上升速度为2.19～14m/h。
4 防渗墙质量检查
1、抗压强度：组数n=324，强度平均值Rn=3.1，均方差σ=0.825，离差系数CV=0.266，强度保证率90.75﹪，强度最小值Rmin=2.0Mpa，强度最大值Rmax=6.7Mpa，所以依据DL/T5199-2004《水利水电工混凝土防渗墙施工规范》，混凝土试块质量评为优秀。
2、渗透系数：组数n=20，数值1.12×10-8～1.85×10-7cm/s。
3、弹性模量：组数n=20，数值541～1453Mpa。
4、在防渗墙浇筑28天后，按监理工程师指示进行墙体质量检查。共布置8个槽段进行了钻孔质量检测，具体检测结果见表3-1，满足设计透水率<10-7cm/s的要求。
同时本标段防渗墙墙体质量检查还通过业主委托第三方采用孔内CT、孔内影像扫描等先进的检测手段对成墙质量进行了同步对比检测，检测结果为防渗墙质量与常规检测结果相同，满足设计要求。
5 原材料质量控制
本工程防渗墙采用商品砼。所有原材料按照规范要求现场取样送第三方试验室进行检验并经检合格后才使用。混凝土拌和物由项目部专职试验员在现场取样，成型后在工地养护室标准养护。所有取样和试块制作都有现场监理工程师旁站，监理单位和业主单位也按照一定比例进行了现场同步材料抽检，所有检测结果均合格。
6 施工工效分析
本标段防渗墙工程是制约整个工程施工进度的关键，因此选用合理适宜的施工设备、选定适宜的槽孔参数和施工工艺是本工程按期顺利完工的关键。
共完成防渗墙总工程量为31142.5m2，其中抓挖10090m2，抓挖占32.4%。2010年3月9日防渗墙正式开钻，2010年10月4日全部完工。共投入设备：三台抓斗、16台冲击钻机。设备平均功效为：冲击钻机150m2/台·月；抓斗工效统计为1200m2/台·月。
7 质量评定情况
本标段工程完工后，对混凝土拌和物、混凝土粗细骨料、混凝土拌和、混凝土试块质量和防渗墙单元工程质量进行了评定，共评定防渗墙单元159个，优良单元159个，合格率100%，优良率100%。
8 结语
本工程从检测和试验结果看，混凝土防渗墙施工质量是好的，满足设计要求；各种参数选择是合理的，对后续工程施工和其他类似工程具有参考和借鉴作用。
参考文献：
[1]北京市水利勘测设计院.北京市南水北调配套工程基础防渗标施工详图设计图集[M].2008.
[2]北京市水利勘测设计院.北京市南水北调防渗墙工程施工技术要求[M].2008.