小南海水庫(kù)混凝土防滲墻夾泥類型及預(yù)防措施

□李擁軍（安陽(yáng)市彰武南海水庫(kù)工程管理局）

一、概況

小南海水庫(kù)位于安陽(yáng)市西南35km的海河流域衛(wèi)河支流安陽(yáng)河上，控制流域面積850km2，總庫(kù)容1.075億m3,防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇設(shè)計(jì)，2000年一遇校核，以滯、蓄洪水為主，與下游10km的彰武水庫(kù)組成兩座梯級(jí)水庫(kù)，聯(lián)合運(yùn)用，具有工業(yè)供水、農(nóng)業(yè)灌溉，兼顧旅游、發(fā)電和水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合效益，是安陽(yáng)市區(qū)、殷墟文化遺址、京廣鐵路、京珠高速公路和107國(guó)道的安全屏障。

由于小南海水庫(kù)修建于二十世紀(jì)五、六十年代，壩體填筑質(zhì)量差，粘土斜墻干密度合格率僅為32%，堆石體孔隙率大于40%～50%，粘土斜墻與堆石體之間反濾層級(jí)配不良且薄厚不勻，并有部分缺失，堆石體與反濾層之間沒有過渡層；大壩防滲體系不完整，壩基截水槽填筑質(zhì)量不佳，兩壩肩基巖帷幕灌漿處理不徹底，左右壩端帷幕防滲效果甚微，粘土與截水槽及堆石體間反濾缺失或不合格，高水位下出滲坡降已超過允許指標(biāo)，防滲性能不滿足規(guī)范要求。針對(duì)壩體存在的問題，2006年，彰武南海水庫(kù)工程管理局委托設(shè)計(jì)單位編制了小南海水庫(kù)大壩安全評(píng)價(jià)報(bào)告，經(jīng)水利部大壩安全管理中心核查，小南海水庫(kù)屬病險(xiǎn)壩。2008年8月20日，河南省發(fā)展和改革委員會(huì)以豫發(fā)改設(shè)計(jì)[2008]1190號(hào)文對(duì)初設(shè)報(bào)告進(jìn)行了批復(fù)，同意對(duì)小南海水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固。本次除險(xiǎn)加固大壩用“置換型”塑性混凝土防滲墻垂直防滲，全長(zhǎng)410.1m,墻厚0.8m，底部深入相對(duì)不透水巖層1.0m，防滲墻成槽深度3.1～45.6m。

二、防滲墻夾泥類型及危害

(一)防滲墻夾泥的類型

1.槽孔接頭夾泥：防滲墻的接頭孔采用鉆鑿式接頭，孔壁粗糙，再加上水泥中鈣離子的影響，在澆筑時(shí)混凝土流動(dòng)性受到約束，混凝土無(wú)力將接頭孔中的淤泥排擠出去，留下較厚的淤泥。

2.墻體與基巖之間的夾泥：清孔后，待澆時(shí)間長(zhǎng)，孔底淤積物增多，開澆后將淤積物擠到槽孔兩端或帶到槽孔底部混凝土中。

3.墻頂淤泥：一是槽孔澆筑初期，被卷到混凝土頂部的淤積物以及被上升的混凝土從槽孔四周孔壁上拖帶上來(lái)的孔底淤積物;二是由于槽孔孔口封閉不嚴(yán)，使淤積物直接從孔口落到混凝土頂面上;三是混凝土從導(dǎo)管底部噴射到泥漿中而后落到槽孔混凝土面上，形成不會(huì)固化的松散淤積物;四是槽孔兩側(cè)壁上的泥皮崩落到混凝土表面上;五是泥漿中懸浮的粗顆粒在重力作用下沉積到混凝土表面上;六是由于絮凝反應(yīng)形成的淤泥，上下提拉導(dǎo)管時(shí)，管外壁上浮著的水泥漿與泥漿接觸，由于水泥中鈣離子作用，而在泥漿中產(chǎn)生絮凝物落到混凝土頂面上。

4.墻身夾泥：在澆筑過程中，由于混凝土上升時(shí)與粗糙不平的槽孔壁產(chǎn)生的摩擦，孔壁突出部位就會(huì)同泥皮一起脫落下來(lái)混入混凝土中。

(二)防滲墻夾泥的危害

1.夾泥在不太大的水頭壓力下，就會(huì)失去穩(wěn)定，在墻體上形成滲漏通道，從而引起建筑物的破壞，造成工程事故。

2.夾泥減少了墻體的有效厚度，降低了墻體承受荷載和抵抗化學(xué)溶蝕的能力。

三、防滲墻夾泥的預(yù)防措施

(一)提高造孔泥漿質(zhì)量

泥漿質(zhì)量的好壞，直接影響墻體質(zhì)量。因此，澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)采用容重小、觸變性能好、抗污染能力強(qiáng)的泥漿。一般情況下，混凝土和泥漿容重之差不宜小于10kN/m3。為了提高泥漿抗水泥污染的能力，可適當(dāng)加入純堿、CMC(羧甲基納纖維素)等外加劑。另外，清孔時(shí)要用新鮮泥漿把槽孔內(nèi)泥漿換出大部，達(dá)到兩個(gè)目的，一是使孔底殘留的淤積物最少，以減少夾泥；二是使槽孔內(nèi)泥漿指標(biāo)盡量接近新鮮泥漿，以減少澆筑過程中產(chǎn)生夾泥。

(二)改進(jìn)接頭孔施工工藝

目前，在國(guó)內(nèi)混凝土防滲墻施工中，經(jīng)常采用鉆鑿式接頭施工方法，此方法在應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意兩個(gè)方面：一是要慎重選擇接頭孔開鑿時(shí)間，過早的開鑿接頭孔，會(huì)有較多的鈣離子參與絮凝反應(yīng)，生成較厚的泥皮；另外，混凝土齡期較短時(shí)，接頭部位混凝土強(qiáng)度很低，很容易被鉆頭打裂、打酥。二是特別注意改善接頭孔孔壁的刷洗質(zhì)量。在小南海水庫(kù)除險(xiǎn)加固大壩防滲墻工程施工中，采用接頭管法替代鉆鑿式接頭施工方法。實(shí)踐證明，使用接頭管，不但加快了施工進(jìn)度，節(jié)約了投資，保證了相鄰槽孔之間有足夠的搭接長(zhǎng)度，還可使孔壁平整光滑，避免了一期槽混凝土被鉆頭打酥，減少了接頭孔在混凝土中鈣離子對(duì)水泥的污染及接頭縫泥皮的厚度，提高了墻體質(zhì)量。

(三)保證混凝土的質(zhì)量

1.墻體混凝土應(yīng)具有良好的和易性與流動(dòng)性。

2.混凝土配合比必須通過試驗(yàn)確定。

3.混凝土拌和能力應(yīng)滿足槽孔混凝土澆筑強(qiáng)度，保證槽孔混凝土面上升速度≥2m/h。

(四)導(dǎo)管布置

1.采用密封性好、強(qiáng)度高、便于拆卸的優(yōu)質(zhì)導(dǎo)管。

2.兩導(dǎo)管間距宜控制在3.0m左右，兩導(dǎo)管與孔端距離不宜太小，太小時(shí)會(huì)因混凝土的推擠而遠(yuǎn)離孔端，造成導(dǎo)管偏斜而在墻體頂部出現(xiàn)夾泥，應(yīng)根據(jù)混凝土的和易性以及槽孔混凝土面上升速度和槽孔深度等因素確定，一般控制在0.8～1.2m之間。另外，槽孔內(nèi)各導(dǎo)管要均勻下料，應(yīng)避免經(jīng)常上下或左右提拉導(dǎo)管，以減輕附著在導(dǎo)管外面的水泥漿對(duì)泥漿的污染。

3.導(dǎo)管埋入混凝土內(nèi)的深度要根據(jù)混凝土的流動(dòng)性和上升速度來(lái)確定，一般情況下，導(dǎo)管埋入混凝土深度以2～6m為宜；特殊情況下，導(dǎo)管埋入混凝土的時(shí)間不要超過2h，埋深不要超過6m。

(五)施工過程控制

澆筑過程中，注意各導(dǎo)管的均勻提升，保證槽孔混凝土面均勻上升。