水庫壩體混凝土防滲加固及施工工藝研究

鄒榮均

【摘要】近些年來，水庫工程施工技術(shù)還比較落后，在施工完成一段時間內(nèi)，需要對水庫進行除險加固，避免滲漏。所以，為了增加水庫使用年限，一定要采用新技術(shù)，強化水庫除險加固工程建設(shè)質(zhì)量，確保水庫整體施工質(zhì)量達標(biāo)。本文主要對水庫壩體混凝土防滲加固及施工工藝技術(shù)進行分析，并闡述防滲效果，進而在確保水庫施工順利完成的同時，提高水庫施工質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】水庫壩體；混凝土；防滲加固；施工工藝

一、工程簡介

該水庫總庫容398萬m3。興利庫容353萬m3，是一座以灌溉、防洪為主。兼有城市供水等綜合效益的?。?）型水庫。工程等別為Ⅳ等.主要水工建筑物級別為4級，次要建筑物級別為5級。除險加固防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為：擋泄水建筑物按30年一遇洪水設(shè)計，300年一遇洪水校核。正常水位1939.26m，死水位1920.86m，設(shè)計洪水位1940.80m，校核洪水位1941.57m，汛限水位l938.23 m。水庫樞紐主要包括大壩、溢洪道、輸水隧洞建筑物等組成，均為碾壓式黏土心墻壩。

二、防滲工程設(shè)計

主壩樁號0+106.3～0+265.5壩段l941.77m高程以下心墻采用混凝防滲墻防滲處理。防滲墻軸線位于壩軸線上游0.5m處。頂部高程1941.77m，底部插入基巖內(nèi)2m；防滲墻厚0.4m，采用低彈性模量混凝土。設(shè)計抗壓強度R28=7～12MPa。設(shè)計抗?jié)B標(biāo)號S6，滲透系數(shù)K≤4×10-9cm/S，設(shè)計彈性模量E1=12000～20000MPa。共分為24個槽段，槽段長6m。主壩樁號0-17.1～0+290.9段以壩軸線上游1.1m處為防滲軸線進行壩基、壩肩基巖帷幕灌漿，對0+106.3～0+265.5壩段外其余壩體采取充填灌漿，灌漿線總長308m，單排布孔。孔距2m，分三序施工，I序孔40個，Ⅱ序孔38個，Ⅲ序孔77個，共計155個灌漿孔。

三、灌漿工程施工

（一）灌漿工程施工參數(shù)

①壩土灌后滲透系數(shù)小于l×l0-4cm/s，基巖灌后透水率小于10Lu。

②鉆孔孔位最大偏差值不得大于10cm，孔斜率小于1.5%。

③鉆孔沖洗及壓注水試驗，孔內(nèi)沉渣不得超過20cm，沖洗壓力為灌漿壓力的80%，至回水變清，總沖洗時間大于30min?；鶐r采用壓水試驗（壓力為灌漿壓力的80%），壩土采用注水試驗。

④灌漿壓力，均采用孔1：3壓力控制，最大允許灌漿壓力為0.1～0.3MPa。

⑤灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：在設(shè)計壓力下，當(dāng)注入率小于0.4L/min，繼續(xù)灌注30min或不大于lL/min時繼續(xù)灌注60min，灌漿可結(jié)束。

（二）壩體灌漿

壩體鉆孔施工采用150型回轉(zhuǎn)式鉆機成孔。可采用Φ127或Φ108鉆頭。無泵反循環(huán)鉆進。造孔結(jié)束、清洗經(jīng)驗收合格后進行灌漿，采用分段自上而下灌漿法，灌漿塞設(shè)在已灌段的底部上方0.5m處。

四、混凝土防滲墻施工工藝

（一）施工參數(shù)

①槽孔中心偏差為±3cm，槽長I序一般為6m。II序一般為6.8m。

②槽段開挖完畢，檢查槽位、槽深、槽壁垂直度，合格后方可清槽換漿。槽壁垂直度偏差小于0.4%，清槽后保證槽底沉渣厚度不大于10cm。

③施工期間槽內(nèi)泥漿必須高于地下水水位1.0m以上。且不低于導(dǎo)墻面0.5m。當(dāng)發(fā)生泥漿滲漏時必須及時堵漏和補漿。

④清槽合格后必須及時澆筑水下混凝土，間歇時間不超過4h，澆筑前復(fù)測沉渣厚度。

⑤槽底沉渣厚度不大于10cm，墻身垂直度±O.4%，墻頂中心線偏差不大于30mm。接頭處混凝土連接密實，無夾泥、漏水現(xiàn)象。

（二）施工前的準(zhǔn)備

（1）防滲墻施工平臺

防滲墻施工平臺主要包括導(dǎo)墻、生產(chǎn)道路、排水系統(tǒng)等。導(dǎo)墻施工是混凝土防滲墻施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其主要起成槽導(dǎo)向，控制標(biāo)高、槽段，防止槽口坍塌及承重，根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)及工期等方面的具體情況，本工程導(dǎo)墻采用混凝土澆筑。

（三）施工工藝

（1）接頭施工

選用經(jīng)濟、方便、快捷的鉆鑿法進行處理，在Ⅱ序槽段鉆槽時用沖頭鉆鑿I序槽混凝土后，沖刷10遍左右，經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格后進行下道工序施工。

（2）成槽方法

根據(jù)地質(zhì)情況及結(jié)合以往施工經(jīng)驗，采用CZ一8B型沖擊鉆機鉆劈成槽，采用先I序槽段的施工方法。在同一槽段內(nèi)，先施工單號主孔。后施工雙號副孔，主孔、副孔采用圓套方式劈打成槽。槽段造孔工作結(jié)束后，對造孔質(zhì)量進行全面檢查驗收（包括孔位、孔深、孔徑、孔斜等），檢查合格后進行清槽換漿工序。

（3）清槽

槽孔終孔驗收合格后，進行清槽換漿工序。在成槽過程中，不可避免地有沉渣沉積在槽底。需對槽底進行清槽，以提高成墻質(zhì)量，提高混凝土防滲墻的抗?jié)B能力，用抽筒清除槽底沉渣。并檢查成槽情況，再用洗刷錘清刷I序槽段接頭，直至滿足規(guī)范要求為止。

（4）水下混凝土澆筑

水下混凝土澆筑采用直升導(dǎo)管法施工。根據(jù)槽段的尺寸設(shè)置導(dǎo)管，

管徑200mm，采用法蘭盤連接，導(dǎo)管安放根據(jù)規(guī)范進行。混凝土集中拌制，集中供應(yīng)。為了保證混凝土澆筑質(zhì)量，防止墻體夾泥滲漏。澆筑時混凝土面均勻上升，并保證上升速度不小于2.0m/h。導(dǎo)管埋深在1.0m至6m之內(nèi)。澆筑時派專人對混凝土的上升面進行測量，并及時做好記錄?；炷翆?dǎo)管的安裝與拆卸由16t汽車吊配合進行。五、防滲效果分析

（一）灌漿工程

從灌漿資料統(tǒng)計結(jié)果來看，各次序孔的單位注入量和透水率有依次遞減的規(guī)律。水泥注入總量和單位注入量依次減少，透水率也依次減少。從各個灌漿孔的單位吸水率區(qū)間來看，符合灌漿施工的一般規(guī)律。從主壩15個檢查孔的122段壓注水試驗成果看，土滲透系數(shù)6.84×10-6cm/s～6.47×10-7 cm/s.基巖透水率2.86～8.8l Lu，均滿足設(shè)計要求，符合規(guī)范規(guī)定。

（二）防滲墻工程

主要采取了取樣試驗和鉆孔壓注水檢查手段，結(jié)果均滿足設(shè)計要求。通過鉆孔提取芯樣分析，墻體連續(xù)性和完整性較好，滿足設(shè)計要求。該水庫防滲工程施工結(jié)束后，經(jīng)蓄水檢驗，主壩下游坡原潮濕散浸現(xiàn)象完全消失；據(jù)壩后量水三角堰量測，主壩為0.33L/S，壩為0.015 L/S，相比除險加固前均大為減少，達到除險加固目的。

結(jié)語：

文章利用傳統(tǒng)的灌漿防滲技術(shù)結(jié)合較先進的混凝土防滲墻技術(shù)，一方面解決了大壩基巖和大壩體滲漏問題，另一方面較好地改善了壩體的穩(wěn)定性，從而為大壩的整體性和安全性提供了保障。該技術(shù)組合先進，安全可靠，施工方便，質(zhì)量有保證，值得推廣應(yīng)用。