烟宝地水库主坝混凝土防渗墙施工工艺及质量控制

王琼

摘 要：本文以烟宝地水库主坝混凝土防渗墙施工为例，结合早期的研究成果和笔者参与施工的经验，将混凝土防渗墙的施工工艺和质量等方面进行了简单的分析。烟宝地水库主坝混凝土防渗墙施工工艺及质量是满足设计要求的，为以后相同的工程提供了参考价值。

关键词：主坝混凝防渗墙；施工工艺；质量控制

1.工程概况

烟宝地水库位于红安县七里坪镇西北3km的倒水支流四马河上游，坝址地理位置东经114°42′，北纬31°30′，是一座以灌溉、供水为主，兼有防洪、发电等综合利用的中型水利工程。复核水库总库容为4439万m3，调洪库容539万m3。根据国家《防洪标准》（GB50201-94）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定，烟宝地水库为中型水库，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级。

该工程主要项目有主坝混凝土防渗墙工程、主坝帷幕灌浆工程、副坝帷幕灌浆工程、主坝上游坝坡处理工程、主坝下游坝坡处理工程、主坝反滤坝维修工程、主坝坝顶混凝土路面工程、低输水管封堵工程和副坝防渗处理工程等划分为十二个分部工程。

2.水文地质条件

大坝位于倒水的支流四马河上，本区系大别山中部南麓，多为构造剥蚀低丘地貌特征，在河谷两岸分布有漫滩、阶地等剥蚀冲击堆积地貌。

区域地层分区属昆仑秦岭大别山分区桐柏山小区。工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。

坝区地下水类型主要有：孔隙水和基岩裂隙水。

（1）第四系松散岩类孔隙水

赋存于第四系松散堆积物中，其岩性为粘土、砾石、砂卵石、块石等。地下水的补给来源于大气降水，以孔隙泉水出露，流量一般小于0.05L/S。

（2）基岩裂隙水

坝区基岩裂隙十分发育，其类型主要为风化裂隙，裂隙水主要赋存于石英片麻岩的风化裂隙中。

3.主坝混凝土防渗墙施工工艺

首先采用欣型地质钻机进行防渗墙先导孔钻孔，以确定大坝粘土心墙的轴线位置，判定粘土心墙的渗漏情况，并校核防渗墙设计深度和基岩的风化程度。在导墙沟的两侧设置可以复原导墙中心线的标桩，以便在已经开挖好导墙的情况下，也能随时检查导墙中心线。

为了使导墙具有足够的刚度、良好的整体性，本工程导墙采用现浇混凝土结构，导墙内部配置钢筋，导墙宽度40cm、高度100cm，导墙间距60cm。导墙开挖采用挖机开挖，人工进行修整。

槽段开挖。根据这个工程的地质条件及挖掘机的特点，确保工程进度，并确保槽壁的稳定，施工单元槽段长为6m，接头形式采用接头管，本分部施工槽段桩号0+000～0+100，共完成18个槽段。先挖槽段两端的单孔，或者采用挖好第一孔后，跳开一段距离再挖第二孔的方法，使两个单孔之间留下未被挖掘过的隔墙，这就能使抓斗在挖单孔时吃力均衡，可以有效地纠偏，保证成槽垂直度。先挖单孔，后挖隔墙。沿槽长方向套挖，待单孔和孔间隔墙都挖到设计深度后，再沿槽长方向套挖，将抓斗挖单孔和隔墙时成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整。槽段成槽采用“三抓法”，在导向槽上放样标识孔位，将抓斗对正孔位后进行垂直造孔。

验槽：开挖到达基岩面和终孔时，现场采取岩石样本保存，经监理确定岩石的性质，并最终确定该施工槽段成槽深度，填写记录表，并办理各项手续。

验槽结束后，每隔2.5m埋设一根帷幕灌浆预埋管，预埋管位于防渗墙中轴线，采用Φ120mm钢管，在埋设过程中制作钢筋架将预埋管固定好，防止偏斜移动，保证混凝土浇筑过程中预埋管的垂直度，预埋管安装完毕及时将管口用木塞封住，防止杂物进入堵住预埋管。泥浆在造孔成槽过程中起固壁、悬浮、携渣、冷却钻具和润滑的作用，成墙后还可增加墙体的抗渗性能，本工程泥浆采用膨润土拌制，每立方泥浆配合比为：水950kg、膨润土130kg 、纯碱（分散剂）4 kg、CMC（增粘剂）1kg；新制固壁泥浆性能指标密度<1.1g/cm3，泥浆粘度32～50s。

新制泥浆经过24h膨化后，利用供浆管输送至槽孔内使用，成槽及槽段浇筑过程中回收的泥浆，经净化后可重复使用。槽孔孔口泥浆面在成槽过程中保持在导向槽顶面以下30～50cm范围内。

接着进行防渗墙混凝土浇筑。混凝土防渗墙是在泥浆下浇筑混凝土，本工程采用刚性导管法进行混凝土浇筑，混凝土竖向顺导管下落，利用导管隔离泥浆，使其不与混凝土接触，导管内混凝土依靠自重压挤下部管口的混凝土，并在已灌入的混凝土体内流动、扩散上升，最终置换出泥浆，保证混凝土的整体性。

防渗墙混凝土采用4台拌和机组成的拌合系统生产，配料按试验室提供的配合比采用自动进料系统计量，确保称量准确。拌合好的混凝土采用混凝土高压输送泵运送至防渗墙施工现场导管料斗内。试验人员随时进行混凝土流动性及和易性检测，并按规范要求进行试块制取。

防渗墙混凝土根据设计要求：28天抗压强度大于7.5N/mm2、抗渗等级W6、弹性模量1.0×104～2.0×104N/mm2，在有合格资质的试验室进行混凝土配合比试验作为施工配合比。同时，按规范要求，防渗墙混凝土性能还满足以下要求：入槽坍落度18～22cm，扩散度34～40，坍落度保持15cm以上的时间不少于1h，初凝时间不小于6h，终凝时间不大于24h，混凝土密度不小于2100kg/m3。

①清孔换浆

槽段终孔验收合格后进行清孔，清孔采用抓斗抓取淤泥和沉淀物，并及时输送新鲜泥浆补充。清孔换浆结束1h后，达到下列标准：孔底淤积厚度不大于10cm；槽内泥浆比重不大于1.15g/cm3，粘度32～50s，含砂量不大于6%，清孔换浆工作可以结束。

②槽段混凝土浇筑

清孔换浆结束后，下设2套混凝土灌注导管，导管内径为300mm，两导管距离<3.5m，导管距槽端一期槽段为1～1.5m，二期槽段为0.5～1m。导管底部距槽孔底部不大于25cm，当槽底高差大于25cm时将导管置于控制范围的最低处。

灌注前导管内置入可浮起的隔离塞球，灌注时先注入水泥砂浆，随即注入足够的混凝土，挤出塞球并埋住导管底端，避免混凝土与泥浆混合。

灌注过程中每30min测量一次混凝土面，每2h测量一次导管内混凝土面，根据混凝土面上升情况，决定导管的提升长度。导管在混凝土内的埋深最小不得小于1.0m，最大不得大于6.0m，在保证埋深的前提下，随着混凝土面的上升，用吊车提升导管，并将顶部的部分导管拆除。

槽孔内混凝土面上升至槽口时，采用泥浆泵抽出浓浆，并提升导管，减小埋深，增加混凝土的冲击力，直至混凝土顶面超出设计墙顶标高0.5m，即可停止浇筑，拔出导管。

4.质量控制

为保证烟宝地水库工程质量，所有用于这个工程有关的材料都必须符合国家有关规定的要求，具有材质证明或试验证明资料，并于材料使用前报所在的监理工程师同意和备案。

防渗墙砼检验采用监理现场材质取样，自然养护达到龄期后送武汉大学工程检测中心检测试块的抗压强度、弹性模量、抗剪强度及渗透系数等。

5.经验与建议

混凝土防渗的施工工序很多，曹孔的清理很重要，如果清理不干净，会影响后期混凝土的浇注，甚至影响整个坝体的工程质量，所以我们要对每个工程过程都要高度重视，加强质量监控，确保工程质量。加强施工协调，确保工程顺利进行。积极采用新工艺、新设备、新方法运用到施工中。