振動(dòng)沉模技術(shù)在均質(zhì)土壩防滲加固工程中的應(yīng)用

穆創(chuàng)國(guó)

摘 要：本文通過水庫均質(zhì)土壩除險(xiǎn)加固防滲帷幕的工程實(shí)例，對(duì)振動(dòng)沉模防滲板墻施工原理和施工質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行探討，并對(duì)壩體加固后防滲墻體的綜合防滲性能進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)分析。檢測(cè)結(jié)果表明，振動(dòng)沉模防滲板墻結(jié)構(gòu)具有較好的完整性、連續(xù)性、均勻度和密實(shí)度，具有良好的防滲效果。

關(guān)鍵詞：均質(zhì)土壩；振動(dòng)沉模；滲透系數(shù)

中圖分類號(hào)：TV54；TV223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）19-0091-02

Application of Vibratory Sink Mold Wall Technology in

Anti-seepage Engineering of Homogeneous Earth Dam

MU Chuangguo

（Yangling Vocational and Technical College，Yangling Shaanxi 712100）

Abstract： In this paper， the construction principle and quality control points of the diaphragm wall with vibration sinking and seepage prevention were discussed through the engineering example of the seepage prevention and reinforcement curtain of the reservoir equal earth dam， and the comprehensive seepage proof performance of the anti seepage wall after the reinforcement of the dam was tested and analyzed. The test results showed that the diaphragm wall structure with vibration sinking mould had good integrity， continuity， evenness and density， and had good impervious effect.

Keywords： homogeneous earth dam；vibration sink mold wall；permeability coefficient

土石壩以當(dāng)?shù)赝亮稀⑹匣蛲潦旌狭蠟橹饕髩翁钪牧?，具有就地取材、地形地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)、施工技術(shù)簡(jiǎn)單和施工工效高等優(yōu)點(diǎn)，已成為我國(guó)水庫大壩的主要壩型之一。本文以一小型水庫均質(zhì)土壩壩體除險(xiǎn)加固工程為例，介紹振動(dòng)沉模技術(shù)在水庫防滲工程中的應(yīng)用。

1 振動(dòng)沉模防滲板墻施工原理

土石壩垂直防滲加固修復(fù)技術(shù)的工程措施主要包括灌漿（如靜力充填灌漿、劈裂灌漿、高壓噴射灌漿等）、防滲墻（如深層攪拌防滲板墻、沖抓套井回填防滲墻、倒掛井防滲墻和振動(dòng)沉模防滲板墻等）和土工合成材料（如土工模垂直防滲）等防滲技術(shù)。振動(dòng)沉模防滲板墻施工技術(shù)屬于防滲墻防滲技術(shù)中的一種，具備墻體厚度均勻、防滲墻體完整連續(xù)、施工工效高和綜合造價(jià)低等優(yōu)勢(shì)，相比高壓噴射灌漿，其工效可以提高1倍以上，綜合造價(jià)可以節(jié)約20%左右。振動(dòng)沉模防滲板墻施工技術(shù)，利用振動(dòng)體系豎向往返激振將模板沉入地層中，一方面，可以擠壓、振密模板周圍2～3.5倍模板厚度的土層，實(shí)現(xiàn)對(duì)大壩局部土體的夯實(shí)加固；另一方面，采用兩套模板邊振動(dòng)邊起拔模板完成連續(xù)灌注，最終形成連續(xù)完整的防滲板墻。振動(dòng)沉模的核心在于A、B兩板連續(xù)灌注拔模，其主要施工工序?yàn)槟０寰臀弧鶤板下沉→B板下沉→A板灌漿并提拔?！鶤板再下沉→B板灌漿并提拔模→B板再下沉→……A板和B板往返灌注拔模交替灌注施工，最終形成一道豎直、連續(xù)且密實(shí)度均勻的單板防滲墻體，如圖1所示。

振動(dòng)沉模防滲板墻施工技術(shù)雖然有施工質(zhì)量好、工效高、施工成本低等優(yōu)點(diǎn)，但由于其模板造孔等材料因素的制約，其工程適用范圍也受到了較大限制。例如，①對(duì)于存在較大卵石、塊石的地層，其沉模難度較大，難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的不透水層；②由于模板厚度制約，其防滲板墻厚度只能達(dá)到8～30cm，造墻厚度通常只能適用于薄壁防滲工程；③造墻深度受激振設(shè)備功率等因素的制約，通常只能達(dá)到20m地層，最大施工深度也僅為25m[1]。但由于振動(dòng)沉模防滲技術(shù)較高的施工工效、好的成墻質(zhì)量和優(yōu)越的經(jīng)濟(jì)性，在解決江河堤防、小型水庫土壩、土質(zhì)基礎(chǔ)工程等防滲問題方面，相比其他防滲施工技術(shù)具有較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，得到廣泛推廣應(yīng)用。

2 振動(dòng)沉模防滲板墻應(yīng)用實(shí)例

2.1 工程概況

某小型平原水庫，是一座以灌溉供水為主，兼顧引水發(fā)電的小型水利工況。庫區(qū)流域面積20.56km2，設(shè)計(jì)總庫容為820萬m3，年供水量1 660萬m3。水庫于1973年開始修建，人工就地取土，筑壩材料為均質(zhì)沙壤土。大壩壩頂高程178.45m，最大壩高22.76m，壩頂長(zhǎng)85m，壩頂寬5m。1978年6月竣工，蓄水投運(yùn)。

2.2 大壩滲漏問題及除險(xiǎn)加固方案

2.2.1 大壩病險(xiǎn)問題。1999年水庫大壩培厚加高后，水庫大壩運(yùn)行狀況良好。2012年汛期后，壩體下游面第一坡面和第二坡面接觸帶出現(xiàn)大面積濕坡，局部還存在平行于軸線的裂縫，管涌、射流等大流量滲漏問題嚴(yán)重，且隨著水庫蓄水位增高，滲流量增加。經(jīng)地質(zhì)勘測(cè)和探孔注水試驗(yàn)，測(cè)得大壩填筑土體的滲透系數(shù)K的最大值為7.60×10-4cm/s，最小值為8.45×10-5cm/s，屬于中等透水性，大壩壩體局部滲漏問題較嚴(yán)重。2013年5月，組織專家對(duì)大壩進(jìn)行全面安全復(fù)核，結(jié)果表明，大壩壩體滲漏問題已嚴(yán)重影響大壩的安全穩(wěn)定運(yùn)行，鑒定為“三類壩”，必須及時(shí)采取相應(yīng)工程措施進(jìn)行除險(xiǎn)加固，確保大壩運(yùn)行安全。

2.2.2 防滲加固修復(fù)方案。經(jīng)壩體結(jié)構(gòu)應(yīng)力和抗滑穩(wěn)定性分析，雖然壩體存在嚴(yán)重滲漏問題，但大壩結(jié)構(gòu)應(yīng)力和整體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均能滿足設(shè)計(jì)要求，即本次除險(xiǎn)加固主要考慮大壩滲漏問題。針對(duì)大壩壩體一、二坡面接觸帶和壩體滲漏破壞問題，考慮到大壩整體高度不高，最大壩高只有22.76m，且滲漏部位主要集中在壩體中部和上部右岸局部。同時(shí)，考慮到大壩除險(xiǎn)加固施工工期緊張，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面的綜合對(duì)比分析，優(yōu)選振動(dòng)沉模技術(shù)施工防滲板墻，形成一道連續(xù)的防滲帷幕墻，以處理大壩壩體滲漏問題。

施工時(shí)，首先采用樁機(jī)自校正裝置對(duì)樁機(jī)垂直度進(jìn)行調(diào)整，然后采用經(jīng)緯儀對(duì)調(diào)整結(jié)果進(jìn)行復(fù)核，待其完全滿足施工垂直度要求后再進(jìn)行第一塊模板的沉模施工。沉第一塊模板（A板）時(shí)，嚴(yán)格將沉模速度降到最低，即在激振作用下利用模板自重慢慢下沉模板，確保第一塊模板（A板）具有較高垂直度控制水平，為后期模板循環(huán)灌注拔模施工奠定質(zhì)量監(jiān)控基礎(chǔ)。第二塊模板（B板）緊貼插入A板外側(cè)的導(dǎo)向槽內(nèi)，確保A板和B板具有較好的耦合作用，控制好模板垂直度直至模板施工沉入設(shè)計(jì)深度。灌注拔模過程中，當(dāng)模板即將拔出地面時(shí)，要放緩拔模速度，同時(shí)保持較好的拔模垂直度，防止左右碰撞導(dǎo)致孔口處泥土掉入孔內(nèi)，影響整個(gè)防滲墻體的成墻質(zhì)量及防滲效果。施工過程中，由于固結(jié)作用導(dǎo)致漿液面下降時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)灌，確保防滲墻施工具有較高質(zhì)量。

2.3 壩體振動(dòng)沉模防滲效果分析

振動(dòng)沉模施工從2014年4月2日開工，至2014年6月1日完工，總工期60d。防滲材料采用PO42.5普通硅酸鹽水泥，設(shè)計(jì)配合比為1.21∶1.0∶2.82（水∶水泥∶土）。大壩壩體振動(dòng)沉模防滲墻成墻面積960.50m2，施工完成后經(jīng)探坑開挖表明，防滲墻整體成墻質(zhì)量好，防滲墻整體連續(xù)，無開叉、無斷層和無裂縫，外觀檢查滿足設(shè)計(jì)要求。2014年6月5日，墻體取樣送室內(nèi)檢測(cè)，測(cè)得振動(dòng)沉模防滲墻的特征指標(biāo)，如表1所示。

表1表明，振動(dòng)沉模防滲墻送檢樣品中，其抗壓強(qiáng)度為4.36～4.58MPa，均大于設(shè)計(jì)要求的4.2MPa；滲透系數(shù)檢測(cè)值也符合≤9×10-6的設(shè)計(jì)要求，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3 結(jié)論

振動(dòng)沉模防滲板墻技術(shù)是對(duì)中小型水庫均質(zhì)土壩壩體防滲加固的一種技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上優(yōu)越的施工新技術(shù)。此施工技術(shù)以其施工便捷、工效高、施工成本低等優(yōu)點(diǎn)，完全能夠滿足25m以下低壩薄防滲體的大壩整體防滲加固。后期工程實(shí)踐應(yīng)用中，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際，不斷優(yōu)化設(shè)備配套性和智能自動(dòng)化水平，優(yōu)選合適防滲材料和漿液配合比，進(jìn)一步降低施工成本，使該項(xiàng)施工技術(shù)應(yīng)用到更厚、更深的防滲工程領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)：

[1]王亞莉，李保紅，李保英.振動(dòng)沉模技術(shù)在風(fēng)化巖防滲處理中的應(yīng)用[J].水利水電施工，2014（2）：64-65.