防渗技术在岸堤水库除险加固中的应用

张桂富

（临沂市水利勘测设计院，山东 临沂 276001）

岸堤水库位于蒙阴县界牌镇圈里村西，始建于1960 年，水库控制流域面积1 690 km2，总库容7.80 亿m3。水库工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型，主要建筑物主坝、溢洪道（闸）、输水洞级别为2 级，副坝等次要建筑物为3 级。

岸堤水库建设时期受当时技术、经济条件的限制，有些坝段清基不彻底，部分坝段截渗墙下河床砂没有清除干净，存在坝基渗漏问题；部分坝段截渗墙与灰岩直接接触，存在接触冲刷的可能性。主坝心墙砂壳坝（桩号0+000～0+780）渗透性不满足规范要求，悬挂式截渗槽起不到截渗作用；主坝均质坝（桩号0+780～1+650）坝体黏粒含量、塑性指数偏高；试验段渗透系数合格率36.4%，均需要采取工程处理措施。

1 工程防渗设计

坝体混凝土防渗墙，轴线位于大坝上游距大坝轴线4.0 m 处，顶高程180.8 m，底高程按嵌入基岩内1.0 m 控制，墙厚0.4 m，分C10 素混凝土和塑性混凝土两部分。C10 素混凝土防渗墙顶插入土质防渗体高度为3 m，以上部分采用塑性混凝土。

帷幕灌浆孔轴线同混凝土防渗墙轴线，布置单排灌浆孔，共计长1 325 m，相邻孔距1.5 m，采用四序孔灌注，灌浆深度14～26 m（以基岩透水率不超过10 Lu 为控制标准），灌浆后帷幕透水率应小于5 Lu，灌浆自上而下分段进行，每段长不大于5 m，灌浆压力0.4～0.7 MPa。

2 帷幕灌浆施工

2.1 现场灌浆试验

1）确定试验位置。试验场地选择，按照地质条件具有代表性的原则，试验段选在灌浆施工区域地质条件中等偏差的地段，即桩号0+486～0+498、0+582～0+594，距离设计灌浆轴线上游 1.0 m，并在试验段选检1（桩号0+488.25）和检2（桩号0+584.25）作为检查孔，验证拟定参数的合理性。

2）拟定试验参数。根据施工技术规范和施工经验，拟定该次试验参数后，进行施工验证。桩号0+582～0+594 采用纯水泥浆液，施工配比。水灰比（重量比）采用：3∶1；2∶1；1∶1；0.8∶1。桩号 0+486～0+498 采用水泥黏土浆液，施工水灰土比（重量比）为 3∶0.9∶0.1；2∶0.9∶0.1；1∶0.9∶0.1；0.8∶0.9∶0.1。

通过钻孔检查和五点法压水试验数据分析，两种浆液方案灌浆后基岩透水率均小于5 Lu，满足设计要求。水泥黏土浆灌注由于黏土本身吸水性较大，等待凝固时间较长，纯水泥浆灌注等待凝固时间较短，有利于加快施工进度，且作为成熟施工工艺质量有保证。为此，通过试验确定采用纯水泥浆液，水灰比 3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1，灌浆压力0.65 MPa。

2.2 帷幕灌浆施工

1）制浆。按选定的施工配比及用材量,按照水、水泥顺序投放在搅拌桶中，机械搅拌呈纯水泥浆液，过筛清除杂物放入蓄浆桶中,用比重计校对浓度符合要求后即可使用。

2）灌浆。对于弱风化岩石，吃浆量小者，采用一次升压法，即灌浆一开始将压力值尽快地升到允许的最大压力值，直至灌浆结束。

3）封孔。采用自上而下分段灌浆，封孔时应注意控制水灰比、灌浆压力和注入率，认真、准确填写封孔记录表，根据灌浆孔上部空余部分选择合适的封孔方法。

3 混凝土防渗墙施工

3.1 施工前准备工作

1）优化混凝土配合比。通过筛选并多次进行配合比论证，最终确定满足设计各项指标要求，各类原材料相互适应的施工配合比详见表1。

表1 素性混凝土配合比 kg/m3

2）严格把控混凝土拌和质量。施工准备阶段提前对拌和系统的计量装置进行标定，确保计量准确，针对不同的拌和设备，明确拌和时间。水泥进场后，除提供出厂合格证、质量证明文件、检验报告，及时取样抽检。对砂、石子的含泥量、含水量每班检测一次，如遇雨天适当增加含水量检测次数，根据实测含水量及时调整用水量，确保混凝土坍落度稳定。

3）泥浆制备。泥浆质量决定成槽的质量和速度。使用前必须对新制泥浆和回收的泥浆进行检测，经监理工程师确认后方可使用。

3.2 防渗墙施工

1）槽段划分。根据本工程的地质情况和使用的抓斗型号，划分一期、二期槽，施工槽段长7 m，接头形式采用下接头管。

2）液压抓斗成槽。采用液压抓斗成孔、泥浆护壁的施工工艺。边开挖边向导墙内注入泥浆，液面始终保持在导墙顶以下30～50 cm。抓斗出入导墙口时要轻放慢提，防止泥浆在槽内波动过大，影响导墙下土层的稳定。

3）换浆清槽。采用泵吸法利用泥浆循环系统置换槽底泥浆，在换浆清槽过程中，重点控制好吸浆量和补浆量的平衡，不能让泥浆溢出槽外或浆面低于导墙顶以下30 cm。

4）水下混凝土浇筑。混凝土浇筑是防渗墙施工中的关键。水下混凝土浇筑采用直升导管法，导管下口与槽底距离一般不大于50 cm，混凝土上升速度不小于2 m/h。浇筑混凝土时，安排专人负责随时测定混凝土面高度，及时做好记录，保证混凝土面均匀上升。混凝土必须连续灌注，不得中断；为防止意外，施工前指定备用拌和站。

4 施工注意事项及建议

4.1 现场灌浆试验

通过灌浆试验，确定了各灌浆参数，调试了钻孔灌浆施工系统，确定了合理的机械设备和人员配置，为准确预判施工工期奠定了基础。

4.2 导管混凝土浇筑

混凝土浇筑过程中，因时间间隔过长，可能出现导管不畅或堵塞，不能用敲打或用外力振动导管，应当通过快提快落上下窜动，使混凝土在导管内形成一定冲击力的方法疏通导管。同时应减小导管埋深，保证导管外泥浆不能进入导管内。

4.3 防渗墙质量检查

塑性混凝土的强度较低，不宜对成墙混凝土进行取芯检测，大多在浇筑混凝土时现场取样。对混凝土防渗墙成墙质量的检查，最好采用无损检测方法，如超声波和CT 法，检测防渗墙的连续性和接头孔的连接质量。

5 结 语

经过对帷幕灌浆后防渗段进行钻孔检查和压水试验检测证明：大坝基岩透水率减小，岩石孔隙充填水泥结石饱满。检查孔的透水率均不大于5 Lu，满足设计要求。通过CT 检测，混凝土防渗墙的连续性和完整性较好，未发现薄弱部位，均满足设计和规范要求，较好地解决了大坝防渗和稳定性问题。