小型砌石拱坝渗漏处理及质量控制要点探讨

张志彬

(昌黎县农业开发办公室,河北 昌黎 066000)



小型砌石拱坝渗漏处理及质量控制要点探讨

张志彬

(昌黎县农业开发办公室,河北 昌黎 066000)

摘要：小型砌石拱坝的建设地点多为山区，其渗漏问题一直是工程安全和度汛抗洪的管理重点，拱坝体渗漏处理就成为水库除险加固的重要目标，在施工过程中对渗漏点进行分析，确定处理的主要目标，按关键部位的施工特点进行质量控制，使渗漏处理施工达到预期目标。

关键词：拱坝；渗漏；质量控制

1小型砌石拱坝基本结构

小型砌石拱坝主要由拦河坝、挡水墙和放水洞等组成。拦河坝坝型为圆弧型等半径浆砌石单曲拱坝，混凝土心墙防渗。拦河坝基础位于坝体底部及两侧与岩石结合部位，坝体分中间溢流坝段及两侧非溢流坝段，非溢流坝段上游侧设防浪墙。拦河坝中部主河槽部位为溢流坝段，为无闸门控制的坝顶实用溢流堰。放水洞位于拦河坝左侧和右侧，为坝内埋管，出口采用手动闸阀控制，并设启闭机室。为处理坝体严重渗漏，保证大坝安全，除险加固项目主要由新建拦河坝上游防渗混凝土面板，非溢流坝段加高，溢流堰面改造，放水洞出口改造等组成。

2处理前砌石拱坝渗漏主要因素分析

在山区，砌石拱坝是六、七十年代修建的小型水库的主要坝型之一。由于工程没有科学、规范的建设程序，机械化程度有限，施工技术力量薄弱，导致施工质量较差。在水库除险加固施工中，对原浆砌石拱坝的坝基、坝体、坝肩及放水涵洞四个与坝体接触部位的易渗漏点施工质量进行检查，并分析其渗漏原因。坝基渗漏主要因素为山区河道汇水量大、历时较短，加大了施工过程中的排水难度，在坝基地质条件较差的部位，施工中清基不彻底，未见新鲜岩层，或者根本未做防渗处理，导致在水库蓄水后，在上下游水位差作用下沿坝基松散覆盖层透水，透过坝基岩石的孔隙、裂隙、断层而形成渗漏。坝体渗漏的主要因素为在砌石施工中，砂浆抗冻等级过低，多年运行后由于冻融破坏致使砂浆脱落；又受施工条件限制，块石的使用无统一的要求，规格大小不一，强度等指标不达标，砌筑工艺简单等，导致坝体运行后形成不均匀沉降，形成贯穿性裂隙。放水涵管处渗漏为涵管外侧与坝体接触部位，填筑砂浆饱满度不够，运行过程中水沿管壁进行渗漏。坝肩渗漏的质量因素为未探明的岩体裂隙和对岩体破碎带或风化带清理不彻底，导致坝体与岸坡结合质量差，蓄水后形成渗漏。

3渗漏处理关键部位质量控制

在施工过程中，通过对建库时导致砌石拱坝渗漏的质量因素进行分析，根据设计图纸，将坝体渗漏处理主要质量控制目标确定为坝基础岩石开挖、上游坝面混凝土防渗面板施工、放水涵管施工和坝肩灌浆施工四个部分[1-2]。

3.1坝基岩石开挖

坝基岩石开挖清理施工，能否按质量标准开挖至新鲜岩石是防止坝基处渗漏的关键。

(1)从质量控制方面来讲，项目划分时将该单元工程划分为重要隐蔽单元工程，施工单位在现场形成剖面图、影像资料、自检数据，监理复核后进行联合小组验收，最后报监督机构核备，从程序上严格执行质量控制环节，保证了工程质量达标。

(2)水库坝前淤积较深时，开挖难度大，降水量较大，岩石开挖干场作业不易保障，施工中利用长臂挖掘机进行淤泥开挖，为防止淤泥塌落至工作面，分层用沙袋进行围挡，利用泥浆泵和潜水泵轮换进行排水，轮班更换工人进行施工，增加机械、设备、人员的配制，在短时间内为岩石开挖保质保量的完成，提供必要的施工条件。

(3)在坝基设计图纸高程与实际施工情况出现差别的时候，采取以实际开挖至岩石为准，有效地避免因为地质情况不明，盲目施工给工程留下质量隐患。

3.2坝体上游面板施工

坝体上游面板采用抗冻、抗渗混凝土，对原坝体浆砌石面进行清缝，冲刷干净后进行混凝土面板浇筑。面板表层设钢筋网，面板与原坝体间采用锚筋连接，锚筋与钢筋网连接。为保证面板的整体性，同时确保起到拱梁传递力作用，面板不设横缝，为防止裂缝及方便施工，在面板上设宽缝(见图1)，缝内预留插筋，待混凝土温度应力稳定后，再焊接面层钢筋及连接钢筋，回填微膨胀二期混凝土。质量控制重点从面板施工工艺来分析，基础混凝土、坝体混凝土二部分施工内容即是坝体渗漏处理的核心工作，也是质量控制的重要目标。

图1　小型砌石拱坝示意图

基础混凝土施工(图1中J1、J2、J3)在混凝土与岩石的结合处，在面板基础底部设止水槽，深入弱风化岩石不少于1 m，保证接缝处防渗质量。由于基础排水强度大，工作面窄小，周围开挖淤泥堆积较高，要求混凝土浇筑时，混凝土的生产必须保证短时间基础混凝土的浇筑强度，确保基础浇筑的整体性。这样可以降低施工中的安全风险，还可以杜绝由于混凝土冷缝的处理施工给工程带来的质量隐患。

坝体混凝土施工(图1中Q1、Q2、Q3)质量控制过程就是处理坝体渗漏的过程，主要是对形成渗漏通道的各个节点进行管控。

施工中原坝体浆砌石清缝是个耗时、持久的工作，要求施工人员清缝必须彻底，缝深和缝宽达到规范和设计要求，并清洗干净，对于已经脱落的勾缝部位进行重点清理，确保混凝土和浆砌石面的有利结合。

锚筋的锚固要注意施工前量测浆砌石拱坝的厚度，锚固长度在满足设计规定的长度基础上，随实际坝体厚度而变化，钻孔时应注意不能穿过坝体，锚固砂浆必要时掺加化学材料加强锚固质量和防渗性能，确保不能因钻孔、锚固形成穿过坝体的空隙。

根据拱坝的特点，在模板使用时无法使用大块定型模板，只能使用小模板进行拼装，施工中要求模板缝隙必须密实，避免浇筑过程中漏浆，混凝土出现蜂窝、孔洞。模板的规格导致混凝土施工横缝出现较多，要求加强对混凝土施工缝凿毛的质量控制，并设置止水槽，将由施工缝原因导致坝体渗漏处理不达标的隐患降到最低。

坝体混凝土浇筑，在两个类似的拱坝加固工程中，通过对自拌混凝土和商品混凝土进行比较，商品混凝土和易性较好，流动性大，更适合拱坝面板混凝土的施工，且浇筑后的混凝土质量较好，在浇筑过程中注意不要触动钢筋网片，避免保护层厚度变大，浇筑后出现表面裂缝。

坝体微膨胀二期混凝土要求宽缝凿毛要彻底，达到设计要求，要在设计要求的时间后进行浇筑，并注意微膨胀混凝土拌合质量。

外观质量是评定工程质量等级的主要条件，由于混凝土面板施工中使用小型模板，导致棱角较多，易出现麻面。在进行混凝土面板处理中，不建议利用化学工程胶将整个外露面进行刷抹，这样外观评定失去了工程本身的真实性，其次有些工程胶不能达到预期效果，给外观质量造成更大的影响。

3.3放水涵管施工

放水涵管的施工分为老涵管加固处理和新建涵管，老涵管加固处理应注意涵管内衬钢管与原涵管间灌浆处理，新建涵管应注意涵管与砌石坝之间空隙封堵的质量控制。

3.4坝肩灌浆施工

坝肩灌浆施工主要采取帷幕灌浆的形式进行，灌浆机械一般较简单，制浆站一般布置在坝肩一侧，浆液通过输浆管送到浆液搅拌机，经稀释到要求水灰比后即可进行灌浆。灌浆一般采用自上而下的灌浆法，分段进行施工。施工中按灌浆试验确定的或监理批准的水灰比施灌，浆液由稀到浓逐级变换。灌浆压力按施工图或监理指示执行。灌浆孔全孔灌浆结束后，应立即会同监理人员及时进行验收，验收合格后进行封孔。对于单位时间注入量大、灌浆难以结束的孔，采用降压、加浓、间歇灌注等措施。灌浆中，发现漏、冒浆时，视情况采取嵌缝、表面封堵降压等措施，这两种情况的出现一般灌浆后防渗效果都不理想，应分析原因，对坝肩渗漏处理重新确定合理的施工方案进行施工。

4建议4.1坝基施工

坝体基础开挖会出现已经加固过的混凝土基础，但在设计图纸中为岩石开挖，施工中应以不扰动牢固的基础为原则，处理后进行上部的施工；避免基础扰动清理后引发更多的质量与安全问题。

4.2坝体施工

坝体渗漏处理后防渗效果不达标，说明没有达到工程施工的质量目标。出现这种问题的原因多为混凝土冷缝处理不彻底、回填微膨胀二期混凝土不密实，形成渗漏。避免质量问题的出现可从模板的选择及在应力计算合理的情况下优化设计尽量减少宽缝的数量。应加强施工缝混凝土的凿毛和混凝土施工质量，对于自检认为不合格的混凝土缺陷，要及时进行处理，对缺陷部位进行凿除或利用化学浆液对施工缝进行灌缝处理，减少质量问题的发生。

4.3坝肩施工

在坝肩的灌浆施工中，若灌浆后防渗效果不理想，应及时分析地质情况，重新制定可行的施工方案，可采取对岩体表面采用喷射混凝土进行加固处理，或彻底对破碎带进行开挖，保证坝肩渗漏处理质量。

5结语

小型浆砌石拱坝渗漏处理为水库除险加固的一种类型，在加固前要针对拱坝的结构和特点，对未处理前的坝体主要渗漏因素进行分析，才能在施工中对坝基、坝体、放水涵管及坝肩的工程质量进行有效控制，才能保证工程顺利实施，解决坝体渗漏的问题。

参考文献：

[1]吴彦斌.承德市小型水库除险加固处理措施探讨[J].中国水运,2013，13(6)：196-197.

[2]潘勇，徐生有.小型砌石拱坝坝体漏水处理方案探讨[J].小水电,2010(1)：15-17.

作者简介：张志彬(1963-)，男，工程师，主要研究方向为农业开发项目管理。E-mail:yangjiadong@163.com

中图分类号：TV698.2+3

文献标志码：A

文章编号：2096-0506(2015)02-0053-03