关于防渗墙施工在水库除险加固中的应用分析

1、    关于防渗墙施工在水库除险加固中的应用分析    唐树兰摘 要：文章根据作者多年工作经验，并结合工程实例，对混凝土防渗墙施工技术在水库除险加固中的应用进行了分析探讨，希望对从事相同工作的同行有所裨益。关键词：水库除险加固；防渗墙；应用1工程概况马庄河水库是以防洪除涝、灌溉为主，结合居民饮用水等综合利用的小（一）型水库，于1977年建成投入使用。集雨面积7.52km2，总库容105.8万m3。水库坝型为粘土斜墙坝，坝顶高程1926.0m，坝顶长244m，坝顶宽5m，最大坝高30m。水库在建设时是靠人工填筑碾压修筑而成。该工程运行后由于坝体渗漏，198

2、2年6月对大坝进行了帷幕灌浆处理。水库在多年运行后主坝存在坝身渗流稳定、坝坡稳定、坝基渗漏等问题，严重威胁坝体安全和正常效益的发挥，被水利部列为病险库。本次除险加固工程对主坝坝体、坝基防渗选用了冲击钻配合抓斗塑性混凝土防渗墙技术进行加固处理。防渗墙轴线平行于坝轴线，位于上游，距坝轴1.25m，全长194m，墙体有效厚度0.4m，进入基岩0.51.0m，墙顶高程1926m。塑性混凝土防渗墙最大深度为35m左右。坝址区属震旦系澄江组砂岩层质地坚硬，冲击钻施工造孔时，若基岩孔深较大，施工难以实施。坝基虽有一定程度渗漏，但渗漏量较小，对霸体的影响较小，所以防渗墙主要考虑坝体有渗漏的部分。塑性混凝土防渗

3、墙设计物理力学指标为：渗透系数k不大于4.184×10-8cm/s；墙体厚度t=0.4m；28d抗压强度3.55mpa；弹性变形模量25003000mpa，抗渗等级w。2材料准备水泥、粘土等材料采取防潮措施。水泥：本工程选用r32.5矿渣硅酸盐水泥。水：从水库中提取，符合混凝土拌和用水标准。粗骨料：本工程选用的石子其最大粒径应小于40mm，含泥量不大于1.0%，泥块含量不大于0.5%。细骨料：选用细度摸数2.43.0范围的中粗砂，其含泥量应不大于3%，粘粒含量不大于1.0%。3施工方法3.1导向槽施工3.1.1导向槽开挖用全站仪放出防渗墙中心线，在中心线两侧用灰线撒出导向槽的坡脚线及

4、坡顶线。用挖掘机先在坡脚线范围内开挖基槽，在接近设计底面高程30cm左右时，应及时用水准仪抄平，打上水平桩，以作为挖槽时控制深度的依据；基槽开挖结束后进行削坡，削坡采用挖掘机粗整，人工找补的方法，削坡的坡度为1：1.5。3.1.2导向槽浇筑施工导向槽浇筑的技术指标应满足下列规定：(1)平行于防渗墙中心线，其允许偏差为±1cm。(2)导向槽顶面高程(整体)允许偏差为±1cm。(3)导向槽顶面高程(单幅)允许偏差为±0.5cm。(4)导向槽间净距允许偏差为±0.5cm。3.1.3导向槽两侧基槽回填导向槽施工结束，混凝土达到足够强度后，导向槽两侧利用导向槽开挖

5、料回填，回填采用打夯机夯实的方法，每层土压实后的压实度均要求满足设计及规范的要求。3.2槽段划分结合施工地质资料和防渗墙设备的自身条件，将槽段长度报监理工程师批准后进行槽段划分，用油漆在导墙两侧顶部标记出槽段号及每个槽段施工的槽孔号，槽段的长度宜尽量加长，以减少槽段之间接头数目，提高墙体的整体性。但是，受墙基地质条件限制及成槽深度等因素影响，槽段又不宜过长。根据本工程的特点将防渗墙槽段划分为32个槽段，每个槽段长度划分为6m，施工时先施工前期槽再施工后期槽。3.3防渗墙施工3.3.1成槽施工(1)成槽采用“抓取法”施工工艺，根据抓斗斗体的开度，合理确定主孔和副孔长度，施工中先抓取主孔，再抓取副

6、孔，抓斗按1、2、3抓顺序施工至基岩。该施工方法的优点是施工速度快，适用于槽孔深度不大的地层，孔斜控制方便，成槽质量高。施工顺序为先施工前期槽段，再施工后期槽段。开槽前，导墙内注入泥浆至导墙壁顶以下0.30.5m，并在整个成槽过程中浆面不得低于导墙顶以下0.30.5m。(2)为准确鉴定基岩面高程，前期槽段抓出的土质和岩芯均需经过鉴定，并按要求留样装箱，以分析地层情况，如发现岩面高程与设计不符，应及时报请监理工程师确认。基岩岩样妥善保存，便于监理工程师检查确认。(3)槽孔宽度40cm，孔壁平整垂直，孔位中心允许偏差不大于3cm，孔斜率不大于0.4%；对于前后段槽孔接头套接孔的两次孔位中心任一深度

7、的偏差值应不大于施工图纸规定墙厚的1/3即13.3cm，并应采取措施保证设计厚度。(4)固壁泥浆。混凝土防渗墙施工过程中，固壁泥浆是决定性的因素，因为它直接影响工程的施工进度和槽壁的稳定，防止塌孔的作用。在施工中泥浆的各项性能指标符合下列要求：较小的失水量即不大于30ml/min；适当的静切力即每分钟2.05.0n/m2；良好的稳定性即小于或等于0.03；较低的含砂量即小于或等于5%；密度为1.11.2g/cm2;胶体率大于或等于96%；泥饼厚24mm；ph值79。3.3.2终孔验收及清孔换桨槽段施工结束，经自检合格后报请监理工程师对孔位、孔深、孔斜、槽段的长度、宽度等进行全面检查验收，合格后

8、进行清孔换浆。槽段清孔换浆结束后1h应达到下列标准：孔底淤积厚度不大于10cm；孔内泥浆密度不大于1.15g/cm3，黏度不大于30s，含砂量不大于10%；i后期槽孔清孔换浆结束前，分段刷洗槽段接头混凝土孔壁的泥皮，刷洗标准为刷子钻头不再带有泥屑、槽底淤积厚度不再增加。清孔换浆结束后4h内浇筑混凝土，否则重新清孔换浆。3.3.3墙体的连接墙体连接方法有钻凿接头孔法和下设端头管法。钻凿接头孔即在前期槽孔浇筑完毕且混凝土初凝后，用冲击钻冲凿槽孔两端混凝土，钻凿直径与槽宽相符，形成接头孔，该方法施工工艺简单，便于现场安排；下设端头管法为在前期槽孔浇筑前，在槽孔两端下设直径略小于槽宽的钢制接头管，孔口

9、固定后浇筑混凝土，浇筑过程中随时松动接头管，待混凝土初凝后起拔接头管，形成接头孔。接头管分节制作，插销连接，采用液压拔管机起拔，可减少混凝土损耗。考虑到本工程的实际情况，墙体连接选用端头管法。3.3.4墙体混凝土浇筑(1)混凝土搅拌。对材料的要求分别如下：水泥采用标号大于32.5r的矿渣硅酸盐水泥；细骨料选用细度模数2.43.0范围的中粗砂，其含泥量不小于3%，豁粒含量不小于1.0%；粗骨料选用的石子，其最大粒径应不大于40mm，含泥量不大于1%，泥块含量不大于0.5%。(2)导管下设。导管下设要求为：导管间距不大于3.5m；前期槽导管距孔端或接头管间距为1.01.5m，后期槽导管距孔端为1.

10、0m；当槽底高差大于0.25m时，应将导管置于控制范围的最低处；导管底口距槽底距离应控制在1525cm范围内。(3)混凝土运输。本工程混凝土采用泵送运输的方法，混凝土的拌和、输送保证连续进行，如因故中断，中断时间不得超过40min。(4)混凝土浇筑。采用直升式导管法进行泥浆下的混凝土浇筑。浇筑时导管埋入混凝土深度应保持在0.6m1.0m；保持槽孔内混凝土面均匀上升，上升速度应不小于2m/h，每30min测定一次混凝土面的深度，保证混凝土面高差控制在0.5m范围内；浇筑混凝土时，孔口设盖板，以防杂物掉入槽孔内。槽孔浇筑严格遵循先深后浅的顺序，即从最深的导管开始，由深到浅连续浇筑。浇筑前先下入可浮起的隔离塞球，经过计算，准备好足够的混凝土，保证导管底端有足够的尺寸被混凝土埋住，保证浇筑质量。在浇筑过程中，应保证连续供料，一气呵成，保持导管埋入混凝土的深度不小于1.0m，但不超过6m，以防泥浆混掺或埋管。浇筑过程中，应随时测量，做好混凝土面上升记录，防止堵管、埋管、导管漏浆和泥浆混掺事故的发生。至少每隔30min测量一次槽孔内的混凝土面深度，并及时填绘混凝土浇筑指示图，以便校对浇筑方量。