水库坝体混凝土防渗加固及施工工艺研究

邹荣均

【摘要】近些年来，水库工程施工技术还比较落后，在施工完成一段时间内，需要对水库进行除险加固，避免渗漏。所以，为了增加水库使用年限，一定要采用新技术，强化水库除险加固工程建设质量，确保水库整体施工质量达标。本文主要对水库坝体混凝土防渗加固及施工工艺技术进行分析，并阐述防渗效果，进而在确保水库施工顺利完成的同时，提高水库施工质量。

【關键词】水库坝体；混凝土；防渗加固；施工工艺

一、工程简介

该水库总库容398万m3。兴利库容353万m3，是一座以灌溉、防洪为主。兼有城市供水等综合效益的小（1）型水库。工程等别为Ⅳ等.主要水工建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。除险加固防洪设计标准为：挡泄水建筑物按30年一遇洪水设计，300年一遇洪水校核。正常水位1939.26m，死水位1920.86m，设计洪水位1940.80m，校核洪水位1941.57m，汛限水位l938.23 m。水库枢纽主要包括大坝、溢洪道、输水隧洞建筑物等组成，均为碾压式黏土心墙坝。

二、防渗工程设计

主坝桩号0+106.3～0+265.5坝段l941.77m高程以下心墙采用混凝防渗墙防渗处理。防渗墙轴线位于坝轴线上游0.5m处。顶部高程1941.77m，底部插入基岩内2m；防渗墙厚0.4m，采用低弹性模量混凝土。设计抗压强度R28=7～12MPa。设计抗渗标号S6，渗透系数K≤4×10-9cm/S，设计弹性模量E1=12000～20000MPa。共分为24个槽段，槽段长6m。主坝桩号0-17.1～0+290.9段以坝轴线上游1.1m处为防渗轴线进行坝基、坝肩基岩帷幕灌浆，对0+106.3～0+265.5坝段外其余坝体采取充填灌浆，灌浆线总长308m，单排布孔。孔距2m，分三序施工，I序孔40个，Ⅱ序孔38个，Ⅲ序孔77个，共计155个灌浆孔。

三、灌浆工程施工

（一）灌浆工程施工参数

①坝土灌后渗透系数小于l×l0-4cm/s，基岩灌后透水率小于10Lu。

②钻孔孔位最大偏差值不得大于10cm，孔斜率小于1.5%。

③钻孔冲洗及压注水试验，孔内沉渣不得超过20cm，冲洗压力为灌浆压力的80%，至回水变清，总冲洗时间大于30min。基岩采用压水试验（压力为灌浆压力的80%），坝土采用注水试验。

④灌浆压力，均采用孔1：3压力控制，最大允许灌浆压力为0.1～0.3MPa。

⑤灌浆结束标准：在设计压力下，当注入率小于0.4L/min，继续灌注30min或不大于lL/min时继续灌注60min，灌浆可结束。

（二）坝体灌浆

坝体钻孔施工采用150型回转式钻机成孔。可采用Φ127或Φ108钻头。无泵反循环钻进。造孔结束、清洗经验收合格后进行灌浆，采用分段自上而下灌浆法，灌浆塞设在已灌段的底部上方0.5m处。

四、混凝土防渗墙施工工艺

（一）施工参数

①槽孔中心偏差为±3cm，槽长I序一般为6m。II序一般为6.8m。

②槽段开挖完毕，检查槽位、槽深、槽壁垂直度，合格后方可清槽换浆。槽壁垂直度偏差小于0.4%，清槽后保证槽底沉渣厚度不大于10cm。

③施工期间槽内泥浆必须高于地下水水位1.0m以上。且不低于导墙面0.5m。当发生泥浆渗漏时必须及时堵漏和补浆。

④清槽合格后必须及时浇筑水下混凝土，间歇时间不超过4h，浇筑前复测沉渣厚度。

⑤槽底沉渣厚度不大于10cm，墙身垂直度±O.4%，墙顶中心线偏差不大于30mm。接头处混凝土连接密实，无夹泥、漏水现象。

（二）施工前的准备

（1）防渗墙施工平台

防渗墙施工平台主要包括导墙、生产道路、排水系统等。导墙施工是混凝土防渗墙施工的关键环节，其主要起成槽导向，控制标高、槽段，防止槽口坍塌及承重，根据现场地质及工期等方面的具体情况，本工程导墙采用混凝土浇筑。

（三）施工工艺

（1）接头施工

选用经济、方便、快捷的钻凿法进行处理，在Ⅱ序槽段钻槽时用冲头钻凿I序槽混凝土后，冲刷10遍左右，经监理工程师验收合格后进行下道工序施工。

（2）成槽方法

根据地质情况及结合以往施工经验，采用CZ一8B型冲击钻机钻劈成槽，采用先I序槽段的施工方法。在同一槽段内，先施工单号主孔。后施工双号副孔，主孔、副孔采用圆套方式劈打成槽。槽段造孔工作结束后，对造孔质量进行全面检查验收（包括孔位、孔深、孔径、孔斜等），检查合格后进行清槽换浆工序。

（3）清槽

槽孔终孔验收合格后，进行清槽换浆工序。在成槽过程中，不可避免地有沉渣沉积在槽底。需对槽底进行清槽，以提高成墙质量，提高混凝土防渗墙的抗渗能力，用抽筒清除槽底沉渣。并检查成槽情况，再用洗刷锤清刷I序槽段接头，直至满足规范要求为止。

（4）水下混凝土浇筑

水下混凝土浇筑采用直升导管法施工。根据槽段的尺寸设置导管，

管径200mm，采用法兰盘连接，导管安放根据规范进行。混凝土集中拌制，集中供应。为了保证混凝土浇筑质量，防止墙体夹泥渗漏。浇筑时混凝土面均匀上升，并保证上升速度不小于2.0m/h。导管埋深在1.0m至6m之内。浇筑时派专人对混凝土的上升面进行测量，并及时做好记录。混凝土导管的安装与拆卸由16t汽车吊配合进行。五、防渗效果分析

（一）灌浆工程

从灌浆资料统计结果来看，各次序孔的单位注入量和透水率有依次递减的规律。水泥注入总量和单位注入量依次减少，透水率也依次减少。从各个灌浆孔的单位吸水率区间来看，符合灌浆施工的一般规律。从主坝15个检查孔的122段压注水试验成果看，土渗透系数6.84×10-6cm/s～6.47×10-7 cm/s.基岩透水率2.86～8.8l Lu，均满足设计要求，符合规范规定。

（二）防渗墙工程

主要采取了取样试验和钻孔压注水检查手段，结果均满足设计要求。通过钻孔提取芯样分析，墙体连续性和完整性较好，满足设计要求。该水库防渗工程施工结束后，经蓄水检验，主坝下游坡原潮湿散浸现象完全消失；据坝后量水三角堰量测，主坝为0.33L/S，坝为0.015 L/S，相比除险加固前均大为减少，达到除险加固目的。

结语：

文章利用传统的灌浆防渗技术结合较先进的混凝土防渗墙技术，一方面解决了大坝基岩和大坝体渗漏问题，另一方面较好地改善了坝体的稳定性，从而为大坝的整体性和安全性提供了保障。该技术组合先进，安全可靠，施工方便，质量有保证，值得推广应用。