大壩防滲工程塑性混凝土防滲墻施工技術(shù)的應(yīng)用

祖銀嬌 田寶林

摘 要：相比普通混凝土，塑性混凝土具有彈性模量小及變形適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，是一種性能優(yōu)越、經(jīng)濟(jì)性良好的防滲材料。將其用于大壩工程防滲施工，可有效提升防滲效果。為此，本文結(jié)合具體案例，在詳細(xì)調(diào)查工程滲漏現(xiàn)狀的同時(shí)，提出了具體的解決方案，并對(duì)施工技術(shù)要點(diǎn)等內(nèi)容進(jìn)行分析與探討。

關(guān)鍵詞：大壩防滲工程;塑性混凝土防滲墻;滲漏現(xiàn)狀

中圖分類號(hào)：TV543.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

滲漏問(wèn)題一直以來(lái)都是水利工程行業(yè)的亟待解決的難題，嚴(yán)重影響著水利工程的質(zhì)量。防滲系統(tǒng)作為水利工程的重要構(gòu)成部分，直接影響了其運(yùn)行的安全性，必須對(duì)此給予高度重視。塑性混凝土防滲墻是垂直防滲處理的有效措施，抗?jié)B性能相對(duì)較高，極限應(yīng)變能力強(qiáng)，能夠合理控制地基中的滲透水流，保證其穩(wěn)定性，確保水利工程的經(jīng)濟(jì)效益得以充分發(fā)揮。塑性混凝土中摻入了適量的粘土及膨潤(rùn)土，有效提升抗?jié)B性能，在水利工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。

1 工程概況

某水庫(kù)工程規(guī)模中型，防洪、灌溉為水庫(kù)的主要功能。該水庫(kù)大壩自建成投入使用時(shí)間較長(zhǎng)，在安全鑒定檢查中發(fā)現(xiàn)，土壩工程、溢洪道工程、金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備等均存在不同程度的損壞，綜合各類情況，可確定本水庫(kù)為三類壩，存在嚴(yán)重的安全隱患，尤其是滲漏量較大，若不重視、不處理，很可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果，因此，急需對(duì)該水庫(kù)進(jìn)行安全加固處理。

2 大壩工程滲漏現(xiàn)狀

（1）粘土心墻、壩殼風(fēng)化砂是組成該水庫(kù)壩體的主要材料，其中低液限粘土為心墻的主要成分，且部分夾雜透鏡體，粗砂、淤泥質(zhì)土為其主要組成成份。局部心墻存在碾壓質(zhì)量不合格，力學(xué)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)情況。

（2）從橫向及縱向上分析，心墻均屬于不完整的防滲體?？v向分析，左壩段心墻高度不足，較為低矮。從橫向分析，右壩段砂層連接壩端透水性較強(qiáng)的基巖，連通了基巖地下水通道，具有較大滲透系數(shù)，經(jīng)注水試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，為1.1×10-2 cm/s，屬于強(qiáng)透水段。

（3）右壩肩花崗巖裂隙發(fā)育完全，在其深部存有斷層破碎帶。通過(guò)多次連續(xù)注水和壓水試驗(yàn)可知，透水率偏大，最大值達(dá)到了766Lu，具有很強(qiáng)的透水性，繞壩滲漏問(wèn)題堪憂，甚至發(fā)現(xiàn)溢洪道邊墻破損部位已涌出了大股水流，表明滲漏通道存于右壩肩巖石處。

3 施工方案的確定

根據(jù)上述分析，該工程存在嚴(yán)重滲漏問(wèn)題，已無(wú)法滿足大壩安全運(yùn)行要求，因此，需做好除險(xiǎn)加固處治。根據(jù)工程實(shí)際情況，本文提出了兩種施工方案，具體如下：

3.1 組合方案

根據(jù)大壩實(shí)際情況，提出了壩基帷幕灌漿、壩體底部高噴灌漿、壩體上部土工膜加固的施工方案，即鉆孔設(shè)于上游壩坡一級(jí)馬道處，采用帷幕灌漿方法處治壩基巖石層滲漏問(wèn)題，采用單排三序法設(shè)置帷幕灌漿孔，2 m為終孔間距，350 m為帷幕軸線長(zhǎng)度，下部伸入微風(fēng)化砂巖以下1 m，上部至巖石層頂。通過(guò)高噴灌漿防滲處治防滲帷幕以上至一級(jí)馬道之間，以單排兩序?yàn)闇?zhǔn)，1 m為終孔間距，選用旋噴套接方法，并通過(guò)土工膜進(jìn)行壩體上部防滲。

3.2 塑性混凝土防滲墻方案

為控制工程量，降低庫(kù)水位對(duì)施工的不利影響，采用塑性混凝土防滲墻進(jìn)行施工處治。在壩頂處設(shè)置防滲墻，防滲墻軸線與大壩軸線平行，通過(guò)沖擊鉆+液壓抓斗方法成槽，0.6 m為墻厚度，336 m為長(zhǎng)度。根據(jù)大壩實(shí)際情況，4.8 m為壩頂寬度，不足以開(kāi)展塑性混凝土防滲墻施工，應(yīng)填筑施工平臺(tái)于壩頂下游，并和壩頂共同用于施工作業(yè)平臺(tái)。327.60 m為平臺(tái)頂高程，因此，需徹底拆除下游側(cè)路緣石，待完成防滲墻施工后，即可恢復(fù)壩頂路面。通過(guò)組合方案和塑性混凝土防滲墻方案的施工工序簡(jiǎn)易程度、施工造價(jià)、施工效果進(jìn)行對(duì)比分析，最終決定采用塑性混凝土防滲墻施工方案[2]。

4 塑性混凝土防滲墻施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 護(hù)壁泥漿

沖擊成槽施工中，護(hù)壁泥漿的質(zhì)量情況將會(huì)直接影響到槽壁的穩(wěn)定性和城墻質(zhì)量。此外，還與工作效率等息息相關(guān)。為此，本文塑性混凝土泥漿制備中，主要采用粘土，膨潤(rùn)土少量即可，保證泥漿主要技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求。在1.1 t/m3

～1.3 t/m3范圍內(nèi)控制泥漿比重，18 s～25 s控制泥漿粘度，泥漿含砂率不得超過(guò)5%，膠體率控制在95%左右。在防滲墻軸線下游側(cè)設(shè)置泥漿攪拌站，根據(jù)工程量實(shí)際情況，共設(shè)6臺(tái)泥漿攪拌機(jī)，300 m3為貯漿池容量。泥漿拌制好以后，經(jīng)過(guò)三級(jí)處理，可利用Φ150 mm管線向各施工槽孔輸送泥漿，在整個(gè)過(guò)程中要注重泥漿性能變化情況，做好檢測(cè)，并保證泥漿入槽質(zhì)量。

4.2 成槽

當(dāng)導(dǎo)墻混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定要求后，即可進(jìn)入成槽施工。采用沖擊鉆進(jìn)行壩基成槽，壩體可采用液壓抓斗直接成槽施工，在導(dǎo)墻控制下按照從上到下的順序通過(guò)液壓抓斗進(jìn)行挖土，在此環(huán)節(jié)必須做好液壓抓斗導(dǎo)向桿控制，保證成槽垂直度符合施工要求。按照墻壁壩體土質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行單元槽段長(zhǎng)度劃分，根據(jù)實(shí)際情況，可劃分為2序槽，其中I序槽孔為7.5 m長(zhǎng)，II序槽孔為5.5 m長(zhǎng)，通過(guò)三抓成槽。

4.3 清槽

成槽時(shí)，將會(huì)有大量沉渣存于槽底，甚至產(chǎn)生沉淀層，一旦處理不好，將會(huì)對(duì)成墻質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，或出現(xiàn)墻底滲漏現(xiàn)象，不利于墻體抗?jié)B。此外，若墻體修筑于沉淀層之上，同樣會(huì)影響墻體承載能力，或引發(fā)不均勻沉降問(wèn)題?；诖?，本文在清槽時(shí)，決定采用洗刷錘+泥漿泵進(jìn)行處理。待結(jié)束成槽施工后，通過(guò)洗涮錘多次清洗槽段兩端接頭，直到無(wú)泥屑帶出。同時(shí)，通過(guò)泵吸法反循環(huán)進(jìn)行槽底排渣，通過(guò)泥漿泵吸出沉渣，并排除。在此過(guò)程中，還需要將新鮮的合格泥漿源源不斷地向槽內(nèi)輸送，保證泥漿面高度一致，避免出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。完成上述操作后，應(yīng)對(duì)槽底沉淀土厚度情況進(jìn)行及時(shí)檢測(cè)，保證沉渣厚度在100 mm以下，含砂率不超過(guò)10%。

4.4 澆筑

將塑性混凝土拌和站設(shè)置于溢洪道進(jìn)口處，在拌和站集中拌制塑性混凝土，保證按照配合比摻加原材料，用量準(zhǔn)確。澆筑采用泥漿下直升導(dǎo)管法。250 mm為導(dǎo)管內(nèi)徑，經(jīng)密閉承壓試驗(yàn)檢測(cè)質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求后即可進(jìn)行安裝。安裝底部出口和槽底保持250 mm以內(nèi)距離，通過(guò)吊車吊裝導(dǎo)管控制好高度。澆筑過(guò)程中，要做好測(cè)量工作，保證澆筑質(zhì)量[3]。

4.5 接頭孔施工

施工完I序和II序防滲墻后，可在結(jié)合部位設(shè)置接頭孔，600 mm為孔徑，保證接頭孔位置準(zhǔn)確，質(zhì)量合格。

4.6 防滲效果分析

工后8個(gè)月后，水庫(kù)蓄水到正常水位高度，觀察壩后情況，位于壩腳部位原來(lái)存在的多個(gè)涌水點(diǎn)已經(jīng)消失不見(jiàn)，壩后土壤含水量較低，基本消除沼澤化現(xiàn)象。由在壩后中央排水溝設(shè)置的量水堰觀察情況分析，滲漏量下降到了2.3 L/s，僅為防滲施工前的1/4，此外，滲水都為清水，未見(jiàn)帶出大量細(xì)顆粒，說(shuō)明塑性混凝土防滲墻施工效果良好。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水利工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著重要地位，在防洪、灌溉、發(fā)電等方面都具有良好經(jīng)濟(jì)效益，水利工程建設(shè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。由于水利工程所處環(huán)境的特殊性，對(duì)于防滲系統(tǒng)要求較高。塑性混凝土防滲墻在水利工程中應(yīng)用較為廣泛，不僅具有良好的防滲性能，且變形適應(yīng)能力強(qiáng)，彈性模量與周邊土體較為接近，在受到外界荷載壓力作用下不會(huì)在墻體內(nèi)部出現(xiàn)較大應(yīng)力，防止結(jié)合面分離，保證水利工程運(yùn)行的安全性。在具體施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)要求，規(guī)范施工操作行為，加強(qiáng)重點(diǎn)施工環(huán)節(jié)質(zhì)量控制措施，從而提高墻體防滲性能。

參考文獻(xiàn)：

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