薄壁抓斗造混凝土防渗心墙施工技术应用实例

罗满华

(江西省分宜县彰湖水库管理所，江西 分宜336600)

1 工程概况

冷水井水库位于新余市分宜县城以北的双林镇大姜村坑口，与双林镇、分宜县距离分别为4 km、30 km，坝址位于赣江一级支流袁河中游的孔目江上。坝址以上控制流域面积5.37 km2，兴利引洪面积14.16 km2，设计灌溉面积1 067 hm2，实际灌溉面积480 hm2。冷水井水库于1962年建成，其后经数次扩建达现有规模，枢纽工程主要建筑物包括主坝、副坝、溢洪道、灌溉兼发电隧洞、灌溉坝下涵管、水电站等，受建设年代久远、运行时间较长等因素的影响，大坝坝体、坝基渗漏十分严重。

2 除险加固工程设计

本次工程的初步设计经江西省水利厅组织有关部门和专家审查，并下发了《关于分宜县冷水井水库除险加固工程初步设计报告的批复》，工程的主要建设任务包括:主、副坝加固，溢洪道、灌溉隧洞、坝下涵管加固，完善相关管理设施等。其中，主坝坝体、坝基、坝肩采用薄壁抓斗造混凝土防渗心墙处理。限于篇幅，本文仅对冷水井水库大坝除险加固工程中薄壁抓斗造混凝土防渗心墙施工技术的应用进行分析和讨论。主坝的工程特性如表1 所示。

3 薄壁抓斗造混凝土防渗心墙施工技术

3.1 混凝土导墙施工与槽段划分

本次工程采用倒“L”型断面钢筋混凝土施工导墙，根据设计要求，选择混凝土强度等级为C20，断面尺寸:高1.2 m，上底宽0.8 m，下底宽0.3 m，两导墙间距0.6 m。导墙制作结束后即可划分槽段，根据施工设计以及坝体、坝基地质条件、防渗墙深度的实际情况，防渗墙单一槽段的长度选为6 m，两侧稍宽(如图1 所示)。防渗墙分为Ⅰ、Ⅱ期槽段，分两期完成挖槽与混凝土浇筑作业。

表1 主坝工程特性表

图1 槽段划分示意图

3.2 施工设备

根据施工设计的要求以及工艺的实际需要，本次工程采用的主要施工机具如下:①BH—12 型液压抓斗，斗体厚度为580 mm，开斗高7 000 mm、宽2 750 mm，斗容1.0 m3，重10.2 t;②YJB—1200 液压拔管机:液压系统的工作压力为25 MPa，最大工作压力为30 MPa，正常拔起力3600kN，垂直提升速度≥580 mm/min，油缸行程750 mm，拔管直径300 ～1 200 mm;③JS500 强制拌合机。

3.3 造孔

造孔抓斗设备由主机、斗体两部分构成，土层的切削通过斗刃、斗齿进行，土渣收容由斗体完成，待斗体满载后将其由槽孔内提出卸掉。反复进行以上操作，直至造孔作业全部完成。施工操作由凿岩重锤与BH—12 型液压抓斗配合完成，对于覆盖层以及较软的基岩，可使用抓斗直接抓取;对于较硬的基岩，则应先通过重锤进行处理，再由抓斗完成抓取。成槽采用“三抓法”，即先完成两端主孔的施工任务，再进行中间副孔的施工。需要说明的一点是，在抓挖作业的同时应注意进行膨润土泥浆护壁［1］。

3.4 泥浆

本次工程中，泥浆搅拌池和沉淀净化站均于大坝左岸下游设置，泵送混凝土管路、供浆管路则设置于导墙上游。用于混凝土拌制的膨润土与制浆膨润土相同，增黏剂选择CMC，分散剂选择Na2CO3。根据施工设计的相关要求，泥浆配合比为:水:膨润土:Na2CO3:CMC=100:8 ～9:0 ～0.35:0 ～0.05。

3.5 墙体材料及施工

墙体材料选择掺入膨润土(200 目筛余＜4%)的普通混凝土，水泥选择普通硅酸盐水泥，骨料选择河砂与人工碎石(确保粒径≤20 mm)，外加剂选择CSP－2 减水剂，施工用水由水库抽取。根据施工设计的相关要求，混凝土配合比为:水泥:膨润土:水:砂:石:外加剂=235∶88∶285∶894∶648∶4.84。施工所用导管由长短管共同组成，其中，两节短管设置于导管的上部，浇筑开始后不久即可将其拆除。在浇筑后期，应做到对导管的勤提勤放，以免出现堵管问题。槽孔浇筑顺序为先深后浅，并确保施工的连续进行。技术人员应对混凝土面上升情况进行实时测量和记录，并注意避免出现泥浆混掺、导管漏浆、埋管、堵管等问题。

3.6 墙段连接

采用“接头管法”完成墙段连接，具体操作方式为，在一期槽孔浇筑开始前，将Φ600 mm 钢管下设于槽的两端，待混凝土初凝后，将钢管迅速拔起形成接头孔。在二期槽孔浇筑开始时，接头孔临近一期槽孔的侧壁会形成圆弧形接头，墙段间的连接也因此更加可靠、有效。

3.7 质量检验

质量检验结果表明，各槽段的孔位、孔斜率、孔深、墙体厚度、入岩深度、孔底淤积厚度、清孔泥浆性能指标均满足工程设计及相关规范的要求。针对防渗墙墙段连接的质量检测结果表明，接头孔垂直度、孔深、孔径均满足工程设计及相关规范的要求。竣工验收报告表明，墙体露出部分无夹泥、脱开问题、接缝密实，墙面整体性强、光滑平顺，墙体厚度与质量均满足工程设计及相关规范的要求。

4 施工特殊问题处理

1)漏浆问题:对于一般的漏浆问题，在确保泥浆强度、供应量的同时，可采用加大泥浆比重、平抛混凝土或加入锯末的处理方式;对于严重的漏浆问题，应及时使用特殊材料(如速凝混凝土)进行处理，必要时应对槽孔进行回填。

2)浇筑事故:对于浇筑过程中遇到的导管堵塞问题，可通过倒、顿方法进行疏通。若以上方法未能取得理想的效果，应将导管拔出，将其中的泥浆清理干净后重新下设。为避免类似事故的发生，浇筑施工中技术人员应注意对导管长度、混凝土面高程、导管埋入深度等进行实时检测与核对，以便为墙体施工质量提供更多保障。

5 结 语

薄壁抓斗造混凝土防渗心墙施工技术在冷水井水库大坝除险加固工程中的应用取得了令人满意的质量成果，我们将施工过程中总结的经验归纳如下:①该技术对底层变化的适应力较强，无论在耐久性还是在防渗效果方面，都取得了满意成果，结合以往经验，该技术适用于坝基、坝身的防渗加固工程;②抓斗造孔在孔型、施工速度等方面均优于冲击钻机，且打破了冲击钻机对施工的多项负面影响，为抓斗成槽法的有效运用提供了良好的技术环境;③相对于其它墙段连接方法，接头管法具有施工时间短、成本低、质量优、防渗效果显著等诸多优势。

［1］李世兴，蒋敏智. 结合工程实例谈水库大坝薄壁防渗墙施工技术［J］. 大科技:科技天地，2011(10):304 －306.