水库主坝混凝土防渗墙施工技术质量控制

2014-02-17邵连方

水利技术监督 2014年5期

关键词：主坝插槽清孔

邵连方

水库主坝混凝土防渗墙施工技术质量控制

邵连方

（山西省水利建筑工程局，山西太原 030006）

文章结合工程实例，介绍了某水库除险加固工程中混凝土防渗墙的灌浆施工技术，通过抗压强度试块试验对混凝土防渗墙灌浆的质量进行控制，并对混凝土施工中容易出现的问题，提出了具体的处理措施和解决方案。

混凝土；防渗墙；质量控制；主坝

1 概况

某水库枢纽工程包含项目主坝与副坝（合计十个），溢洪道与输水建筑物（包含主坝的通风隧道，桃果园的灌溉隧道及坝灌溉隧道）等。其中的主坝为1960年初建的粘土心墙坝，在1979年之后改成加高厚的钢筋混凝土面板堆石坝的坝体。其填筑材料的质量差是因当地的红砂岩很容易被风化。通过多年运行后，大坝产生了部分下陷，致使钢筋混凝土板开裂。1998年在水位为207.3m时，泄漏达120L/s。尽管进行了多次修复，主坝体仍是中度透水，造成堤坝的渗泄漏过大，排水廊道渗水量20L/s。

为了解决漏水的问题，主坝的除险加固工程设计使用了混凝土墙。防渗墙的施工最大垂直高度是43.03m，两个序列，每个序列槽段长度6.6m，宽度0.6m，在上面一共有25个插槽段抬高防渗墙212.0m，坝顶的轴线长为168m，坝顶宽6m，防渗墙主要技术指标见表1 。

表1 防渗主要技术指标

2 施工顺序

该工程防渗墙施工顺序为：老混凝土坝拆除，开挖导槽，导墙放置，安装导轨，进行机械设备安装，配置泥浆入插槽，冲击钻成槽，清孔换浆和槽孔验收，帷幕灌浆预埋管安装钢筋笼，混凝土浇筑成管道。

3 防渗墙施工

3.1 建设布局

墙施工安排在某水库的主坝坝顶钻井操作平台，泥浆池安排在上游▽200.0平台，其它的设施具体在现场进行位置安排。

3.2 混凝土防渗墙钻孔

3.2.1 槽段划分

为了减少接缝数量，需要增加槽段长度。（表1为防渗主要技术指标）28天抗压强度≥15.9 MPa，弹性模量指数≥2.2万 MPa，抗渗性能等级≥ W6 ，渗透系数指数≤4.19×10-9cm/s。图纸施工顺序为坝顶公路混凝土拆除，土方坝顶施工，平台导墙建设和构建交通，水，电，泥钻机高端系统如中间部分冲击钻洞岩，擦洗混凝土槽连接器插槽，插槽验收，清孔换浆，预埋管制下设浇筑的导管和预埋浇筑混凝土拌和，输送槽二期结束。打开下一个槽孔度，但考虑堆石料与许多沙质土壤的红色砂岩非粘性严重，容易崩溃，为了确保孔壁安全，施工方案暂定两端浅层阶段一，二型槽的长度是6.6m；中间一，二期槽长度也设置为6.6m。

3.2.2 钻孔成槽分裂法

防渗墙技术一般有钻分裂握紧法，钻入槽抓法是更有效的，能使槽段可连续光滑得到保障，通常应用在20m内沟槽深度的曹段，而水库的主坝为43m，其地质条件比较差，因此使用传统的施工方式更安全些，也就是使用冲击钻机来钻主孔，然后分裂副孔，再把小端插进墙壁内开槽。若碰到孤石或过大的石头抓不动的时候，也可用钻分裂方法施工。此项目用的JZ-220钻机，12～15T的地质锤的冲击有非常高的效率。

此项目使用“第一阶段槽Ⅰ段，第二阶段Ⅱ期槽”的建设序列，Ⅰ，Ⅱ阶段SLOT插槽是基于“四个主要的三成孔”格式，Ⅰ，Ⅱ期槽段长度是6.6m。槽深度地层原则由先导孔壁的边界和底部标准高的设计标准。抽样方法为冲击钻机抽水管采样，每个采样用清水冲洗，到岩石样品袋，填写岩石样品，标注岩样槽数，孔数，采样深度，采样人等，放入整理箱，以及时识别基岩。

3.3 槽段清孔和接头的清洗

槽孔在终孔之后，施工方应适时对孔及孔深，对槽的长度及宽度与孔的偏差做测量，若施工的质量自检合格，就实施验收，在验收合格之后要清孔换浆。在清孔换浆的时候使用膨润土浆。使用反循环的冲击泵间隙孔进行清孔，并继续补充新的浆池，以提高泥浆性能。Ⅱ期插槽需在验收合格以后，对接头孔进行擦洗，用2～3T的重型轮的钢丝刷子对接头孔多次施压，来达到彻底清洗目的。浆清孔之后，经验收合格后可以进行下一个工作流程。

3.4 根据钢筋笼和帷幕灌浆预埋管线

根据该项目预埋管槽的深度调整钢筋笼长度，槽段划分。该项目使用Ф114mm灌浆管，且焊接钢管根据设计需Ф22的钢筋笼定位架，另使用Ф14的螺纹钢辅助间隔条。此方法预埋管具有如下优势：

（1）可允许一定程度上的变形钢。

（2）连接非常简单且可靠。

（3）其强度很高，不容易变形。

也有不足为：

（1）焊接的时间与安装较困难，均需安装。

（2）沟槽的深度比较大的分部，其预埋钢板的垂直很难保证，使帷幕灌浆难度提高。

3.5 管道下的混凝土浇筑

该项目采用混凝土泵，使用管径为Ф300mm，导管应用之前应检查水压测试及圆度检查，检验及检查焊接磨损的程度，合格之后才可使用。在浇注混凝土段时可使用2根导管，使用时可用冲击钻管曳引绳缓慢浇注槽段，根据施工需要，导管的中心间距为3.0m，导管的下端相差的孔高度控制在15～25cm，中心距管道装配槽侧壁保持为1.5m左右。

3.6 C15浇筑混凝土防渗墙

3.6.1 混凝土的搅拌及运输

进行防渗墙的施工时用的混凝土为C15等级的混凝土，水化热低煤粉的混合，其初凝时间长，JZ750型搅拌机进行搅拌，HBT30A的混凝土泵来实施运输。

3.6.2 浇筑混凝土的防渗墙

此项目的混凝土浇筑方法使用的压球法进行了浇筑，浇注之前各导管的末端插入一个小球，在开浇时要先搅拌2～3次，再注入导管浇注压力实施砂浆搅拌，来保证有充足数量的混凝土在导管端部膨大，确认防渗墙的混凝土同基岩面很密实，而且让导管的底端埋进混凝土里。通常，导管埋在混凝土里的深度需要控制在1～6m的混合浆料内，这样的导管才能确保壁的质量。

4 混凝土防渗墙的质量控制

4.1 防渗墙孔，清洁纸浆质量控制

建设中，注重强化设备维护，保证设备完整性来降低建设时出现机械事故，所以槽浇筑在完成之后，应尽快开始建设。因为施工的过程中避免不了可能出现的漏浆、渗浆的现象，因此浆站应该供应充足，始终确保供应液体泥。当浆渗漏时，用防渗补充浆料堵塞，并采取措施以确保槽孔内的浆面比导向槽的底部高。

堵漏具体的措施有：粘土及木材或水泥等堵漏混合使用，如果有必要，可以再行回填粘土。如果出现意外塌孔，可以用一定强度的低标号的混凝土回填，在孔达到一定的硬度后再操作。且施工的过程里不可向槽直接加入水，防止泥浆比重过低，在孔壁上的淤浆压力太小而在塌孔时出现收缩现象。对孔形状和孔的清洗，是确保墙体完整性和截水墙混凝土实施浇筑的质量关键。大坝的主要效果是防渗，通常不存在承重及冲击的要求。而防渗墙的施工坡度孔需要不高，但是一定要保证墙的整体性，墙上没有梅花孔和小孔。泥浆质量指标具体检查孔底淤泥和泥浆比重、粘度、含砂量3项。

为确保每一个混配料和每种材料的标准，需对成分进行检测。以下是随机抽取了28d C15监督混凝土防渗墙抗压强度试块试验结果（见表2）。