混凝土防渗墙在陡山水库除险加固中的应用

庄燕

（临沂市水利工程处，山东临沂 276000）

混凝土防渗墙在陡山水库除险加固中的应用

庄燕

（临沂市水利工程处，山东临沂 276000）

以陡山水库除险加固工程为例，从防渗墙临建、槽段划分与施工成槽和防渗墙混凝土浇筑三个方面进行了分析，并提出相应质量控制措施。

水库；塑性混凝土；防渗墙；施工分析；质量控制

1 工程概述

陡山水库位于山东临沂莒南县城北17.0 km，大店镇花园村东1.0 km处，属淮河水系沭河一级支流浔河中下游的一座大（2）型水库，控制流域面积431.0 km2。大坝0+017～0+038段防浪墙基础与黏心墙不衔接，坐落于砾石土上，使得该段防浪墙失去作用；加高的心墙与原心墙未衔接，夹有一层厚度0.40 m～0.70 m的砾石层，渗透系数为3.12E－03～2.20E－01 cm/s，具中等强透水性，加高心墙基本失去防渗作用；原心墙0+000～0+ 450、0+530～0+620段高程123.39～126.94 m以上为砾石壤土填筑，含有大量风化岩屑，渗透系数为1.25E－05～6.81E－04 cm/s，具中等偏低透水性，防渗性稍差。总体评价，大坝防渗体防渗性能差，需要对大坝0+045～0+620段采取防渗处理。

2 大坝塑性混凝土防渗墙施工分析

大坝桩号0+045～0+620段心墙采用C15塑性混凝土防渗墙截渗。防渗墙轴线与防浪墙中心线重合，且与坝轴线平行，墙厚0.4 m，防渗墙顶高程为131.8 m，底部深入坝基岩岩面线以下1.0 m。

2.1 防渗墙临建工程施工

1）施工平台。平台布设于防渗墙轴线背水一侧，原坝顶宽度仅7.5 m，不能满足抓斗施工需求，需在作业前先对坝顶进行平整作业，确保防渗墙中线内侧坝面宽度超过8.0 m。同时，抓斗施工作业时，机宽部位应当铺设厚度16 mm的钢板。

2）泥浆制备与输送。根据大坝工程地质剖面图并结合施工工艺，同时参考施工规范中建议数据，其造孔固壁泥浆性能指标选用如表1：

表1 孔固壁泥浆性能指标表

同时考虑缩减泥浆输送距离的需要，在坝后桩号0+255处构建制浆站，通过2台4.0 m3泥浆搅拌机制浆，单次搅拌时间控制在45 min左右，泥浆流入膨化池必须通过滤网，膨化池内的泥浆，要经常用高压空气喷吹翻动，以保持泥浆的均匀性。膨化池内浆液先导入供浆池后采用泥浆泵通过φ150 mm钢管从储浆池输送到各个槽段。泥浆正常生产时，每班抽样三次做比重、黏度、含砂量试验，每10 d做一次泥浆全性能试验以便及时调整配合比。

2.2 槽段划分与施工成槽

1）槽段划分。防渗墙的起止桩号为0+045～0+620，长度575.0 m。划分槽段长度为7.0 m，施工中可根据地层情况，实际工效进行适当调整。

合拢段的槽段长度以短槽为宜，尽量安排在槽深较浅、地质条件较好、槽底坡度不大的槽段。

2）钻机造孔。在黏土心墙中采用回转式正循环钻机造孔，配置加重导向刮刀新型钻头，钻头高2.8 m，重2.0 t，具有良好的导向和稳定性。

基岩钻孔选用1.3～2.5 t十字冲击钻头造孔，并根据岩石的风化程度，采用不同的冲程。

3）槽段连接。施工时槽段的连接选用接头管法，即浇筑前在前一槽段内预留接头管，待槽内混凝土初凝后再拔出，以形成接头孔。

4）清孔换浆。清孔换浆作业采用内风管空气吸泥机清孔，以灌注水下混凝土的导管作为吸泥管，高压风管设在导管内。

清孔换浆结束后1 h，应达到下列清孔标准：

①孔底淤积厚度不大于10 cm；

②使用黏土泥浆时，孔内泥浆的密度不大于1.30 g/cm3，黏度不大于30 s，含砂量不大于10%。2.3防渗墙混凝土浇筑

1）导管布置。混凝土浇筑采用“直升导管法”，导管内径为φ230 mm，壁厚4.0 mm，导管布置间距可根据实际情况，按规范要求确定。导管组装后，要进行密闭承压试验，提升导管采用20 t汽车吊机作业。一期槽孔浇筑导管距离孔端距离不超过1.5 m；二期槽孔浇筑导管距离孔端距离不超过1.0 m，两导管间隔不超过3.5 m，导管底部与槽孔底端间隔不超过250 mm。

2）防渗墙混凝土的配制和施工。防渗墙混凝土的配合比由试验室根据设计指标通过前期试验，分析试验成果，在满足设计要求的前提下确定。其配合比如下表2所示：

表2 防渗墙塑性混凝土配比参数表kg

3）混凝土的运输和浇筑强度。混凝土从搅拌站出料后，用混凝土罐车直接输送到施工平台的储料斗里，通过储料斗的卸料槽流入导管漏斗。混凝土浇筑强度以槽内混凝土面上升速度不小于2.0 m/h为宜，浇筑时混凝土面高差不大于5.0 cm，混凝土终浇面高程控制在132.3 m左右，高于设计高程50 cm。

3 防渗墙施工质量控制措施

3.1 成墙质量控制

施工中随时对造孔的成槽质量进行检查，尤其是在二期槽的混凝土接头钻孔时，放慢钻进速度，“勤测慢放”，发现孔斜及时纠偏，以避免因孔斜过大造成墙体底部不连续。主副孔钻孔结束后，采用压钻法，凿除两孔间残留的小墙、半牙等。

3.2 清孔质量控制

采用优质黏土制备固壁泥浆，用内风管空气吸泥机清孔，并用泥浆净化机对泥浆进行净化处理，尽可能地排除浆液中的细砂颗粒。对二期槽的接头孔采用专用的刷子进行刷洗，每次刷洗段长不大于10.0 m，刷洗的搭接长度不小于2.0 m。

3.3 混凝土浇筑质量控制

1）按要求进行各种原材料的检验，搭建满足要求的混凝土拌和站，保证配料准确，配置足够排量的混凝土泵送设备，确保浇筑的上升速度。

2）浇筑前，对拟用的导管进行密封压水，检查导管是否漏水，防止导管在浇筑过程中发生漏浆、混浆现象。

3）混凝土浇筑过程中，严格控制混凝土面的高差。每2 h时测量一次机口混凝土的坍落度和扩散度；每隔半小时测量一次混凝土面高程（开浇及终浇时应适当缩短测量间隔时间）。

4 结语

塑性混凝土是选用黏土和膨润土替代常规混凝土中大部分水泥而形成的一种柔性工程材料，由于减小了水泥使用量，其弹性模量显著降低，极限应变增强的同时对不同围土的适用性也显著提升，不仅抗渗性优良，而且在施工时不易出现假凝和堵管事故。此外，降低了防渗墙工程造价，成墙质量也优于传统混凝土墙，在病险水库的除险加固中有着较大的应用推广价值。

[1]谢武，黎龙凤，王楠.黏土塑性混凝土在防渗墙施工中的应用[J].水利建设与管理，2016，(04):9－13.

[2]王培寿，惠帅先.海南水库除险加固设计方案优化措施[J].水利规划与设计，2015，(12):103－105.

[3]宋帅奇.塑性混凝土强度和变形性能及其计算方法[D].郑州大学，2015.

（责任编辑 迟明春）

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1009-6159（2017）-08-0022-02

2017-03-29

庄燕（1975—），女，工程师