混凝土防渗墙在水东陂水库除险加固中的应用

2012-08-15易康康

中国水利 2012年6期

易康康

（广东省惠州市水利水电工程质量安全监督站，516003，惠州）

广东省博罗县水东陂水库是以防洪除涝和灌溉为主的综合利用中小型水库，在长期运行后该水库大坝主坝体存在土体坝基渗流、渗漏等问题，严重威胁到水库大坝的安全和正常效益的发挥，急需加固。在该水库大坝除险加固工程中，主要针对大坝的主坝体、坝基防渗问题，采用混凝土防渗墙施工技术进行相应的加固除险处理。

一、施工准备

该加固工程主要采用的材料质量控制指标具体如下，水泥、膨润土等材料须采取防潮措施。

①粗骨料：主要指拌和混凝土采用的碎石，其最大粒径不应超过40mm，含泥量不应超过1.0%。②细骨料：采用的中细砂应确保质地坚硬、级配良好，细度模数应控制在2.4～3.0范围内，含泥量不应超过3.0%。③黏土：选用优质黏土，塑性指数不小于35。④膨润土：选用的膨润土应达到石油部部颁标准《钻井液用膨润土》（SY/T 5060—1993）所规定的二级膨润土指标，塑性指数不小于60。⑤外加剂：根据设计要求及实际情况，本着有利于工程质量和改变混凝土有关性能的原则选用外加剂，外加剂的用量通过试验确定。⑥水：采用水库中的水，水质的要求按《水工混凝土施工规范》（DL/T 5144—2001）的规定执行。

根据设计要求和地质条件，选用GB 24和BS 650全液压抓斗成槽设备，生产能力能够满足本工程的施工要求；经计算确定安装两台JS 500强制式拌和机和1套PL 800自动计量站组成计量拌和系统，机后使用ZL 40装载机供料，墙体混凝土运输采用混凝土罐车运至槽段浇注口。

正式施工前，应完成清理场地、设置临时设施（水电线路、泥浆循环系统、钢筋加工系统、槽段接头系统等）以及材料采购和相关试验等工作。

二、混凝土防渗墙关键施工技术

1.导墙及平台施工

（1）平台及导墙基坑开挖

确定导墙基坑开挖线，并报监理验收合格后进行基坑开挖，施工严格按设计要求控制轴线、标高以及坡度，导墙沟槽机械开挖至离设计高程差0.2 m时，采用人工清理至设计高程。施工平台边坡采用编织袋装砂砾护坡，以保持施工平台边坡稳定。

（2）导墙施工

基坑开挖结束后，进行导墙混凝土浇筑，具体施工方法如下：

①测量放线：根据设计图纸和场地控制点进行放样，并报监理工程师检验。

②扎筋立模：按照图纸和规范要求，绑扎钢筋，并固定好位置；待钢筋绑扎后，检查钢筋是否齐全，经现场工程师检验后开始立模；钢模立好后，用钢管、对销螺栓进行固定。确保模板具有足够的刚度和强度，防止混凝土浇筑时变形过大。

③混凝土浇筑：按规范规定进行现场坍落度检查和强度试验。浇筑前，检查钢筋是否齐全；浇筑时注意严格控制混凝土配合比和水灰比，振捣时采用插入式振动器振捣，混凝土质量要求应符合水工混凝土施工规范的要求。

导墙施工应满足如下质量要求：导墙应与防渗墙中心线保持平行，其偏差不应超过1 cm；导墙整体顶面的高程偏差不应超过1 cm；单幅导墙的顶面高程偏差不应超过0.5 cm；导墙间净距允许偏差±0.5 cm；导墙内墙垂直度≤0.2%。

（3）基坑回填

回填黏土时，根据选定的黏土及夯实工具，预先做夯实试验，以确定铺土厚度、土的最佳含水量、夯打遍数等主要参数，经监理工程师批准确认后，作为控制正式回填的标准。回填过程中严格控制铺土厚度，严格按确定的夯打遍数和行进速度确保充分夯实。

2.混凝土防渗墙开槽施工

（1）槽段划分

根据防渗墙施工条件，为尽量减少防渗墙接头，提高施工工效，根据拟采用抓斗的最大开斗宽度，槽段划分拟采用Ⅰ期槽孔中心距长均为8.0 m，Ⅱ期槽孔中心距为7.6 m，用抓斗成槽。

防渗墙施工槽段采用Ⅱ期跳格施工，用接头管接头。由于槽段接头是防渗墙的薄弱环节，因此槽段越长越好，但实际上槽段长度受多种因素综合制约。

（2）槽段连接

根据现场实际情况和施工技术水平，采用接头管进行槽段连接，这种方法施工接头质量好、工效高。实际施工中，采用液压拔管机先拔起接头管，其最佳拔管时间应根据混凝土的浇筑速度和初凝时间综合考虑确定；在分析验算地基土及导墙承载能力的基础上，应采取相应的措施防止槽孔在施工中发生坍塌。

（3）成槽施工工艺

根据工程地质条件、施工质量控制及进度等要求，在Ⅰ期槽段与Ⅱ期槽段施工过程中均采取三抓法进行施工。

工程成槽施工先进行Ⅰ期槽孔成槽，正式开槽前向导墙内注入泥浆，泥浆量以接近距离导墙壁顶0.3～0.5 m为宜，并确保整个成槽施工过程中槽内泥浆浆面不应低于导墙壁顶位置0.5 m。采用抓斗挖除副孔土体施工，成槽施工过程中，在开挖卵石、砾石区段时应尤其注意槽内泥浆是否出现漏浆现象，槽壁土体是否稳固，开挖过程中是否碰到尺寸较大的计算机，是否开挖到了基岩面。操作机械时应密切注意抓斗本身自动测斜计算机的测量数据及分析结果，发现严重偏差或异常时应及时采取相应的纠偏措施，以确保槽孔垂直度保持在规定的运行误差范围内。根据图纸的设计深度，即将入岩时利用抓斗抓取相应的岩样，确定准确的基岩面高程，并报监理鉴定认可后，可由抓斗直接抓至设计要求高程，如遇到弱风化基岩或大孤石无法进展，可利用重锤冲击入岩至设计高程。

（4）终孔、清孔验收

槽孔成孔后，先自行检查，槽孔应满足以下指标：

①槽孔孔壁平整垂直，孔位中心偏差不大于3 cm；②孔斜率不大于0.3%；③对于Ⅰ、Ⅱ期槽孔接头套接孔的两次孔位，孔中心深度的偏差值不大于墙厚的1/3，并保证设计厚度。

终孔检查合格后报监理工程师，经监理工程师认可后进行清孔，清孔采用泵吸排渣法进行施工，即下伸直径为50 mm的钢管至槽孔底部，上部连接PN3的大型泥浆泵，从槽孔一端开始缓慢向前移动，以抽取槽段底部的废渣和浆液，同时通过孔口向槽孔内注入干净的浆液。清孔1小时后要求达到下列标准：

①孔底淤积厚度不大于10 cm；②含砂量不大于10%，黏度不大于30s；③密度不大于1.05 g/cm3。

Ⅱ期槽孔清孔结束前，还应采用钢丝刷对Ⅰ期槽孔段混凝土孔壁上所吸附的岩渣、泥皮充分刷洗，可采用自上而下分段刷洗的方式进行，刷洗干净的标准是钢丝刷钻头上不再出现泥屑，槽孔底部淤泥不再增加。刷洗完毕并验收合格后，4 h内进行混凝土浇筑。

3.防渗墙混凝土浇筑施工

Ⅰ期槽孔在清孔验收合格后，利用16 t的吊车安放接头管，接头管要注意连接牢固，保持竖直，管底要加钢丝网，防止混凝土进入接头管内。

采用直升导管法在泥浆中浇筑混凝土防渗墙，并配备3台专用的自制悬臂式导管提升架，导管布置和整个混凝土浇筑施工过程必须严格按照设计要求和相关规范规定一次性完成。

Ⅰ期槽孔槽段内布置3组直径为250 mm的导管，相邻导管间距设置为3.0 m，两端导管距孔端1.0 m，Ⅱ期槽孔槽段内同样布置3组直径为250 mm的导管，相邻导管间距为2.8 m，两端导管距离孔端1.0 m。

导管安装前应进行相应的密封测试实验确保其密闭性合格。导管伸入位置距槽底控制在15～20 cm范围内，长导管应由长短管组合形成，在导管上部应组装少量短管，以便在开浇后短期内拆除。在混凝土浇筑后期，因为混凝土冲击力减小，下料速度变慢，容易发生堵管现象，因此该期间应勤提勤放导管。当槽孔底部高差超过25 cm时，应将导管伸入控制范围的最低位置，确保混凝土浇筑施工达到设计要求。

槽孔混凝土浇筑严格遵循先深后浅的顺序，浇筑施工时确保导管底端有足够的尺寸被混凝土埋住，确保防渗墙浇筑质量。同时，应保证连续供料，一次性连续完成，保持导管埋入混凝土的深度不小于1.2 m，但不宜超过3 m，以防发生泥浆混掺或埋管现象；保持全槽段范围内混凝土面均衡上升，上升速度应不低于2 m/h，且高差应控制在0.3 m范围内。