水库大坝防渗墙施工技术控制

水库大坝防渗墙施工技术控制

钟欣健

深圳市三洲田铜锣径水库管理处

摘要：塑性混凝土防渗墙具有弹性模量低、极限应变大、对周围土体的适应性强、和易性好等特点，又具有成本低、成墙整体性好、质量可靠、防渗效果和耐久性较好的优点，从而保证水库工程的质量。本文结合笔者多年的工作实践经验及工程实例，对水库大坝防渗墙施工技术进行了分析探讨。

关键词：水库大坝；塑性混凝土防渗墙；施工技术；控制

1、工程概况

1.1概况：本水库防渗墙设有79个槽段，分三段，编号分别为1-30、30-60和60-79段，上游为干砌石护坡、下游为草皮护坡。其中需成墙厚度60厘米，防渗墙最大深度为29米，防渗墙工程属地下工程，工程机械庞大；维修成本高；安全系数也高；所以要经常性的进行安全检查；所以施工难度大。

1.2基本情况：大坝防渗加固采用60cm厚混凝土防渗墙，墙顶高程80m，防渗墙底部嵌入基岩1.0m。防渗墙施工开始前，先进行防渗墙施工平台和混凝土导墙的施工。施工平台宽度为8.0m，导墙形状设计为“L”型。

图表1防渗墙施工平面示意图

2、砼防渗墙施工技术

2.1、槽段划分和设备机具选型

2.1.1、槽段划分

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。但是受坝基地质条件限制及成槽深度等因素影响，槽段不宜过长。根据本工程坝体及坝基地质条件和防渗墙深度情况，以减少搭接，防渗墙每槽段长度确定为8.0m。

槽段划分如图表3所示：

图表2防渗墙槽段划分示意图

将本工程砼防渗墙划分为Ⅰ、Ⅱ期槽，间隔布置，先施工Ⅰ期槽孔，再施工Ⅱ期槽孔，用油漆在导墙顶部两侧标记出每个槽段的编号及槽段分界。

2.1.2、设备机具选型

根据本工程特点，防渗墙厚60cm，最大深度约29m左右，坝体心墙主要为含轻粉质壤土，下层为含泥砂砾石、中粉质壤土、砂砾石及粉质粘土等。为保证成槽质量及墙体垂直度，本工程防渗墙施工设计施工工艺选用“抓取法”，抓取法是目前国内较新的槽孔建造方法，适用于轻粉质壤土，下层为含泥砂砾石、中粉质壤土、砂砾石及粉质粘土等地层，工效高于钻劈法和钻抓法，抓斗是以斗齿、斗刀切削土体，将土体收容在斗体内，从槽孔中提出，开斗弃掉，反复挖掘，完成造孔，抓取法在挖槽过程中也是用泥浆固壁，但对泥浆不再要求有悬浮钻渣的功能，因此泥浆的用量较少，对环境的污染也就小的多。槽段连接采用接头管。根据以上施工方法确定防渗墙施工主要机具为：

①．BG34型液压抓斗，基本性能参数如下：

斗体厚600mm，开斗宽度2800mm，开斗高度7000mm，斗容0.55~0.8m3，斗重8.5t，抓斗斗体附带液压推板，成槽施工时可强制纠偏。

②．YJB-1200液压拔管机，基本性能参数如下：

液压系统工作压力25Mpa；最大工作压力30Mpa；正常起拔力3600kN；垂直提升速度不小于580mm/min；油缸行程750mm，拔管直径300～1200mm。

③．ZX250型泥浆净化器，其泥浆处理能力达200m3/h，对74μm以上颗粒净化效率达90%以上。渣料经筛分后，含水率低，有利于节约泥浆，节省造价并减少环境污染。

④．砼拌制采用两套JS500强制拌合机拌制，混凝土运输采用HBT-80砼泵。

辅助设备配35t汽车吊1辆，ZL-40装载机2辆以及电子配料机、砼浇筑平台等。

2.2、防渗墙施工工艺流程

根据本工程的施工情况，考虑地质特点、工期要求、施工环境影响等条件，本工程防渗墙坝体土层采用“抓取法”施工工艺。

2.3、防渗墙成槽施工

①、本工程防渗墙成槽采用“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，再抓取副孔。该施工方法的优点是施工速度快，孔斜控制方便，成槽质量高。施工顺序为先施工Ⅰ期槽段，再施工Ⅱ期槽段。开槽前，导墙内注入泥浆至导墙壁顶以下0.3～0.5米，并在整个成槽过程中浆面不得低于导墙顶以下0.3～0.5米。成槽过程中，在卵石、砾石开挖时应特别注意泥浆是否出现漏浆，槽壁是否出现坍塌，是否碰到较大孤石，是否开挖到基岩面。机械手操作时应注意抓斗本身自动测斜电脑的显示数据，发现异常情况应及时采取纠偏措施以使槽孔垂直度在规定范围之内。

②、根据地质勘察报告及设计图纸中提供的典型地层分界线的深度，施工中在接近该深度范围内对抓出的土体由现场技术员进行跟踪鉴定，以分析地层情况，并及时向监理工程师申请鉴定并做好记录。如发现岩面或典型地层分界面高程与设计不符，应暂停施工，留好样品，并及时报请监理工程师现场确认并做好记录。

③、槽孔宽度为60cm，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Ⅰ、Ⅱ期槽孔接头套接孔的两次孔位中心任一深度的偏差值应不大于墙厚的1/3；遇基岩面倾斜度较大等特殊地层情况时，其孔斜率应控制在0.6%以内；

④、混凝土浇筑

防渗墙采用直升式导管法进行砼浇筑，导管内径为259mm，导管下设严格按照规范要求进行，导管间距不大于3.5m，一期槽端的导管中心距接头管壁面的距离为1.0～1.5m，二期槽端的导管距孔端1.0m，当槽底部的高差大于250mm时，导管应布置在其控制范围的最低处。

导管的连接和密封必须可靠，接头处和管壁严禁漏浆，下设前应做密封实验，导管底口距槽底控制在15-25cm范围内，导管的组合由长短管组成，在导管上部组装2节短管，以便在开浇后不久就可拆除，在砼浇筑后期，因为砼冲击力小、下料慢，容易堵管，所以导管要勤提勤放，保证砼面达到设计要求。

浇筑时导管埋入砼深度应不小于1.0m，不大于6.0m；保持槽孔内砼面均匀上升，上升速度不小于2m/h，每30min测定一次砼面的深度，保证砼面高差控制在0.5m范围内；浇筑砼时，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，准备好足够的砼，保证导管底端有足够的尺寸被砼埋住，保证浇筑质量。

混凝土防渗墙终浇高程按超过设计墙顶高程0.5m控制，本工程混凝土浇筑至导墙顶部。

3、防渗墙检测

施工中严格执行设计及规范要求，执行主要规范有《地基与基础工程施工及验收规范》（GBJ301-88）、《水工混凝土施工规范》（SDJ275-88）、《水利水电工程混凝土防渗墙施工规范》（DL/T5199-2004）等。

3.1、混凝土检测

混凝土浇筑时，每隔2h取样进行塌落度、扩散度的现场检测。每班浇筑时在槽口处取样，进行28天室内试验检测，按设计要求进行抗压强度、弹模和渗透系数试验，以评价墙体质量。

3.2、钻检查孔检测

沿轴线按150m间距钻进检查孔取芯进行压水试验。拟采用HT-150型地质钻机钻设检查孔。钻孔取芯检查的作用：用直观方法描述砼芯的情况，定性评价砼质量；取代表性样品作抗压强度试验，建立砼强度与波速关系，检查Ⅰ、Ⅱ期槽孔接缝质量，使钻孔检查成果与超声波CT成果互为补充和验证，从而客观、全面地评价墙体质量。

3.3、压水试验

在检查孔中做压水试验，检查墙体透水性。压水试验一般选在砼质量有问题的孔段进行。压水试验不但要检查典型孔段的透水性，还要与超声波CT试验成果和钻孔取芯结果相互验证，以便全面评价墙体质量。

检查孔按机械压浆法进行封孔，封孔材料为粘土水泥浆，土：水泥：水=3：1：2。

3.4、质量检查合格

合格标准：防渗墙物理力学强度指标和抗渗标准达到设计要求，合格率达100%。

注水试验标注为：K＜1×10-7cm/s。墙体厚度不得小于设计值，并且墙体连续可靠。检查孔取芯率大于80%，强度均匀。

经检测，防渗墙物理力学强度指标和抗渗标准达到设计要求，得到了各方的好评。

4、结束语

根据塑性砼防渗墙在本水库除险加固工程中的应用情况，塑性砼防渗墙不存在太大的技术难度，具备较强的适应性的可行性；与其他类型的施工技术相比，塑性砼本身的弹性模量较低，极限应变较大，塑性砼防渗墙在承受一定的荷载之后，墙内应变较低，由此增加了墙体的耐久性，因此在水库除险加固工程中具有较大的应用优势，有助于提升施工质量。

参考文献：

[1]《水工混凝土施工规范》（SDJ275-88）

[2]《水利水电工程混凝土防渗墙施工规范》（DL/T5199-2004）