小南海水库混凝土防渗墙夹泥类型及预防措施

□李拥军（安阳市彰武南海水库工程管理局）

一、概况

小南海水库位于安阳市西南35km的海河流域卫河支流安阳河上，控制流域面积850km2，总库容1.075亿m3,防洪标准为100年一遇设计，2000年一遇校核，以滞、蓄洪水为主，与下游10km的彰武水库组成两座梯级水库，联合运用，具有工业供水、农业灌溉，兼顾旅游、发电和水产养殖等综合效益，是安阳市区、殷墟文化遗址、京广铁路、京珠高速公路和107国道的安全屏障。

由于小南海水库修建于二十世纪五、六十年代，坝体填筑质量差，粘土斜墙干密度合格率仅为32%，堆石体孔隙率大于40%～50%，粘土斜墙与堆石体之间反滤层级配不良且薄厚不匀，并有部分缺失，堆石体与反滤层之间没有过渡层；大坝防渗体系不完整，坝基截水槽填筑质量不佳，两坝肩基岩帷幕灌浆处理不彻底，左右坝端帷幕防渗效果甚微，粘土与截水槽及堆石体间反滤缺失或不合格，高水位下出渗坡降已超过允许指标，防渗性能不满足规范要求。针对坝体存在的问题，2006年，彰武南海水库工程管理局委托设计单位编制了小南海水库大坝安全评价报告，经水利部大坝安全管理中心核查，小南海水库属病险坝。2008年8月20日，河南省发展和改革委员会以豫发改设计[2008]1190号文对初设报告进行了批复，同意对小南海水库进行除险加固。本次除险加固大坝用“置换型”塑性混凝土防渗墙垂直防渗，全长410.1m,墙厚0.8m，底部深入相对不透水岩层1.0m，防渗墙成槽深度3.1～45.6m。

二、防渗墙夹泥类型及危害

(一)防渗墙夹泥的类型

1.槽孔接头夹泥：防渗墙的接头孔采用钻凿式接头，孔壁粗糙，再加上水泥中钙离子的影响，在浇筑时混凝土流动性受到约束，混凝土无力将接头孔中的淤泥排挤出去，留下较厚的淤泥。

2.墙体与基岩之间的夹泥：清孔后，待浇时间长，孔底淤积物增多，开浇后将淤积物挤到槽孔两端或带到槽孔底部混凝土中。

3.墙顶淤泥：一是槽孔浇筑初期，被卷到混凝土顶部的淤积物以及被上升的混凝土从槽孔四周孔壁上拖带上来的孔底淤积物;二是由于槽孔孔口封闭不严，使淤积物直接从孔口落到混凝土顶面上;三是混凝土从导管底部喷射到泥浆中而后落到槽孔混凝土面上，形成不会固化的松散淤积物;四是槽孔两侧壁上的泥皮崩落到混凝土表面上;五是泥浆中悬浮的粗颗粒在重力作用下沉积到混凝土表面上;六是由于絮凝反应形成的淤泥，上下提拉导管时，管外壁上浮着的水泥浆与泥浆接触，由于水泥中钙离子作用，而在泥浆中产生絮凝物落到混凝土顶面上。

4.墙身夹泥：在浇筑过程中，由于混凝土上升时与粗糙不平的槽孔壁产生的摩擦，孔壁突出部位就会同泥皮一起脱落下来混入混凝土中。

(二)防渗墙夹泥的危害

1.夹泥在不太大的水头压力下，就会失去稳定，在墙体上形成渗漏通道，从而引起建筑物的破坏，造成工程事故。

2.夹泥减少了墙体的有效厚度，降低了墙体承受荷载和抵抗化学溶蚀的能力。

三、防渗墙夹泥的预防措施

(一)提高造孔泥浆质量

泥浆质量的好坏，直接影响墙体质量。因此，浇筑混凝土时，应采用容重小、触变性能好、抗污染能力强的泥浆。一般情况下，混凝土和泥浆容重之差不宜小于10kN/m3。为了提高泥浆抗水泥污染的能力，可适当加入纯碱、CMC(羧甲基纳纤维素)等外加剂。另外，清孔时要用新鲜泥浆把槽孔内泥浆换出大部，达到两个目的，一是使孔底残留的淤积物最少，以减少夹泥；二是使槽孔内泥浆指标尽量接近新鲜泥浆，以减少浇筑过程中产生夹泥。

(二)改进接头孔施工工艺

目前，在国内混凝土防渗墙施工中，经常采用钻凿式接头施工方法，此方法在应用时应注意两个方面：一是要慎重选择接头孔开凿时间，过早的开凿接头孔，会有较多的钙离子参与絮凝反应，生成较厚的泥皮；另外，混凝土龄期较短时，接头部位混凝土强度很低，很容易被钻头打裂、打酥。二是特别注意改善接头孔孔壁的刷洗质量。在小南海水库除险加固大坝防渗墙工程施工中，采用接头管法替代钻凿式接头施工方法。实践证明，使用接头管，不但加快了施工进度，节约了投资，保证了相邻槽孔之间有足够的搭接长度，还可使孔壁平整光滑，避免了一期槽混凝土被钻头打酥，减少了接头孔在混凝土中钙离子对水泥的污染及接头缝泥皮的厚度，提高了墙体质量。

(三)保证混凝土的质量

1.墙体混凝土应具有良好的和易性与流动性。

2.混凝土配合比必须通过试验确定。

3.混凝土拌和能力应满足槽孔混凝土浇筑强度，保证槽孔混凝土面上升速度≥2m/h。

(四)导管布置

1.采用密封性好、强度高、便于拆卸的优质导管。

2.两导管间距宜控制在3.0m左右，两导管与孔端距离不宜太小，太小时会因混凝土的推挤而远离孔端，造成导管偏斜而在墙体顶部出现夹泥，应根据混凝土的和易性以及槽孔混凝土面上升速度和槽孔深度等因素确定，一般控制在0.8～1.2m之间。另外，槽孔内各导管要均匀下料，应避免经常上下或左右提拉导管，以减轻附着在导管外面的水泥浆对泥浆的污染。

3.导管埋入混凝土内的深度要根据混凝土的流动性和上升速度来确定，一般情况下，导管埋入混凝土深度以2～6m为宜；特殊情况下，导管埋入混凝土的时间不要超过2h，埋深不要超过6m。

(五)施工过程控制

浇筑过程中，注意各导管的均匀提升，保证槽孔混凝土面均匀上升。