青山水库主坝防渗墙施工

艾立伟

（中国水电基础局有限公司 天津 301700）

1 概 述

青山水库位于鄂南咸宁市崇阳县境内幕阜山北麓长江中游右岸一级支流陆水河支流青山河中游，距崇阳县城15km。是一座以防洪、灌溉为主，兼顾发电、供水和养殖等综合利用效益的大（2）型水利枢纽工程。青山水库工程等别为Ⅱ等，永久性主要建筑物级别为2级，次要建筑物级别为3级。

主坝为粘土心墙代料坝，坝顶长383m，坝顶高程127.8m，最大坝高62.55m，坝顶宽6m，降低坝顶高度后形成了满足防渗墙施工宽度的平台，施工平台高程125.7m。沿粘土心墙增设混凝土防渗墙，墙厚0.8m，中心线位于坝轴线上游1m处，墙体入岩按0.5～1.0m控制。防渗墙长363.5m，最大墙体深度60m，实际防渗面积13998m2。

桩号主+369.5～主+350和主+183.5～主+006部分的帷幕采用在混凝土防渗墙内预埋管灌浆的方式，实际预埋灌浆管工程量4235m。

2 工程地质情况

青山水库位于幕阜山北麓的低山—丘陵区，山体宽厚连锦，总体走向为北东东，山顶高程204.9～355.2m。坝址区现主坝部位青山河流向为南西西，流经主坝后于青山水库管理处西侧逐渐转为北东向。河床呈U形，正常蓄水位河床宽300m，河床两岸山丘呈北北东向延伸。

主坝坝体及粘土心墙填筑质量较差，顶部1.2～5.6m厚为碎石土，结构松散，透水性较大，渗透系数达到 6.0×10－3cm/s；中下部粘土心墙压实度较低，平均渗透系数为（3.0～4.0）×10－4cm/s，均不满足规范要求。

主坝右侧坝基、右坝肩山体、左坝肩山体存在较厚强风化岩层，透水性较大，存在绕坝渗流隐患。

3 防渗墙施工

3.1 设计指标

要求混凝土28天抗压强度大于7.5MPa，弹性模量小于15000MPa，抗渗等级达到W8。

3.2 槽孔划分

根据设计施工蓝图提供的地质资料、墙体深度等基本情况，确定帷幕灌浆预埋管孔距为1.5m，为了下设接头管和预埋管均不受影响，将槽孔划分为Ⅰ期7.5m、Ⅱ期7.6m（见下图）。

槽孔划分示意图

3.3 主要施工方案

a.通过开挖降低大坝高度，形成宽12m左右的防渗墙施工平台。

b.采用优质膨润土泥浆护壁，以GB34型抓斗直接成槽。

c.采用抓斗捞取法清孔。

d.采用混凝土泵输送、泥浆下直升导管法浇筑混凝土。

e.采用“接头管法”进行墙段连接。

f.在墙体内下设预埋灌浆管。

3.4 预埋管下设

依据设计要求，桩号主0+006～主+183.5、主+350～主+369.5段采用墙体预埋灌浆管、墙下基岩帷幕灌浆处理，预埋管下设实际工程量为4235m。

管体采用φ110、厚0.6mm钢管，定位架固定，底口缠过滤网，防止混凝土进入管内。用φ18钢筋制作定位架。定位架在垂直方向的间距为5m。每段桁架高度应根据槽孔孔深分段制作，下设时，吊车起吊，孔口采用氧气乙炔焊接。

3.5 接头管下设与起拔

该工程采用“接头管法”进行墙段连接。

3.5.1 用“接头管法”进行墙段连接的工艺

浇筑混凝土前，在槽段的一端将配好的专用接头管置于槽段的端头，然后浇筑混凝土；待混凝土初凝后，用专用拔管机起拔接头管，从而在浇筑墙段的端头形成接头孔。该工法能保证墙体间的接缝完整，结合面形状规则，而且可以节省大量的混凝土和钻凿工时。

3.5.2 主要施工机具与设备

采用本公司研制的YBJ1200型液压拔管机。

3.6 混凝土配比

3.6.1 墙体材料设计指标

a.入槽坍落度18～22cm，扩散度34～40cm，坍落度保持在15cm以上的时间不小于1h。

b.初凝时间不小于6h，终凝时间不大于24h，混凝土密度不小于2.1g/cm3。

c.墙体材料抗压强度R28≥7.5MPa，抗渗等级为W8，弹性模量 E≤1.5×104MPa。

d.渗透系数 K≤1×10－7cm/s。

3.6.2 混凝土配合比

混凝土配合比见下表。

混凝土配合比（1m3混凝土材料用量）表 单位：kg

3.7 特殊情况处理

3.7.1 对渗浆、漏浆的处理

渗漏浆主要为基岩部位、坝体横向和坝体纵向渗漏。

a.基岩部位漏浆。防渗墙造孔过程中在基岩面有明显的漏浆现象，在坝脚交通路上面能够清楚地看到泥浆的渗漏点。对于基岩部位渗漏浆主要采用常规的堵漏措施，向孔内添加低标号水泥或膨润土使得底部泥浆变稠即可。

b.坝体横向漏浆。主要是泥浆渗透流失，其特点是泥浆量流失速度慢。因为坝体粘土心墙较薄、坝体代料非常松散，在造孔过程中，泥浆从粘土层渗透到代料层的情况很突出。主要采取的措施为：ⓐ增加泥浆的粘度，在泥浆搅拌过程中添加增粘剂（CMC），经充分膨化后使用；ⓑ加大泥浆回收，并防止在浇筑过程中混凝土对泥浆造成污染。

实践证明：适合本地层造孔的优质泥浆三项指标为（苏式漏斗）：密度1.12g/cm3，粘度25s，含沙量4.5%。

c.坝体纵向漏浆。指泥浆沿坝体劈裂的缝隙流失，其特点是泥浆的损失较大且速度较快。主要采取的措施为：在已经劈裂的部位沿劈裂缝隙以预灌浓浆方式进行封堵；在没有劈裂的部分，采取措施防止坝体劈裂。

3.7.2 防止坝体劈裂措施

a.严格控制浇注速度。孔深20m以下将浇注速度控制在2～4m；孔深20m以下将浇注速度控制在4～6m。

b.勤拔导管。规范要求浇注导管混凝土埋深为1～6m，在本项目取其下限值，当混凝土埋深满足要求时即可起拔导管，以降低混凝土侧压力。

c.“跳跃法”施工。将Ⅱ序改为Ⅲ序施工。在防渗墙Ⅰ期槽造孔时，不施工相邻的两个Ⅰ期槽，即在一个Ⅰ期槽孔施工完毕之后，中间预留一个Ⅰ期槽，抓取下一个Ⅰ期槽。

3.7.3 掺加粉煤灰

由于该工程采用的是P.O42.5水泥，为保证浇灌混凝土的性能，在配比中掺加一定量的粉煤灰。粉煤灰采用2个水泥罐储存，并购入40 t袋装粉煤灰备用。为防止粉煤灰浪费，混凝土搅拌时采用加大的小推车上料。

3.7.4 薄壁钢管焊接

该工程帷幕灌浆预留管采用薄壁钢管，壁厚0.6mm。主坝防渗墙共下设灌浆管4235m，下设要求全部满足帷幕灌浆施工。薄壁钢管的应用节约了成本，同时提高了电焊工的焊接技术。

3.8 施工工效

主坝防渗墙于2008年10月16日开工，于2009年2月3日竣工，历经111天，完成防渗面积13998m2，平均工效为126m2/天，最大工效为254m2/天。

4 施工质量

主坝防渗墙划分为4个分部、52个单元。单元工程合格率为100%，优良率为92.3%，分部工程质量评定为优良。

5 结 语

青山水库主坝为土石坝，坝体单薄，粘土心墙及代料层碾压不密实；其地层虽简单，但最大墙深60m，对抓斗施工及接头管下设起拔影响较大；坝顶施工平台较窄，设备调度及物资摆放受到很大限制；枯水期时间较短，工期压力大；4个标段同时施工，干扰较大；最大坝高63m，原材料从坝脚进场交通困难。主坝防渗墙的竣工，为本公司类似工程积累了施工经验，为主坝后续工程的施工赢得了宝贵的时间，为水库安全度汛创造了有利的条件。