混凝土防滲墻技術在徐聞縣中小型水庫除險加固中的應用

林運魁

（徐聞縣水利機電工程公司，廣東 徐聞 524100）

我國大部分水庫經過幾十年的運行，許多隱患逐漸暴露，工程病險問題十分突出，一旦出現問題就會造成嚴重后果。同時隨著水庫設施和各種設備的不斷老化，有些水庫不能正常運行，不能充分發(fā)揮其興利效益。同時也存在一些不容忽視的問題，亟待除險加固。如：土壩沉陷及脫坡現象、上游干砌石護坡破壞、壩后無防滲措施；溢洪道為險工不能行洪；輸水洞底板剝蝕、滲水嚴重、閘門及啟閉設備老化等。這些險情都直接威脅著水庫的安全運行，水庫一旦失事，不僅會淹沒下游大面積農田、村屯，而且還直接威脅距壩址近處的公路和鐵路的安全。為了治理這些病險水庫，國家投入了大量的人力和財力，也收到了較好的效果。目前，我國處理病險水庫的措施，除一些傳統(tǒng)技術外，應大力提倡使用新技術，特別是混凝土防滲墻治理技術，該技術的應用將推動我國處理病險水庫技術走向新的階段。

現介紹混凝土防滲墻技術在徐聞縣中小型水庫除險加固中的應用情況。

1 混凝土防滲墻

混凝土防滲墻的墻體是沿壩體延伸的，在松散透水地基中連續(xù)造孔，以泥漿固壁，往孔內灌注混凝土而建成的墻形防滲建筑物。它是對閘壩等水工建筑物在松散透水地基中進行垂直防滲處理的主要措施之一，見圖 1。防滲墻按分段建造，一個圓孔或槽孔澆筑混凝土后構成一個墻段，許多墻段連成一整道墻。墻的頂部與閘壩的防滲體連接，兩端與岸邊的防滲設施連接，底部嵌入基巖或相對不透水地層中一定深度，即可截斷或減少地基中的滲透水流，對保證地基的滲透穩(wěn)定和閘壩安全，充分發(fā)揮水庫效益有著重要作用。

圖1 混凝土防滲墻橫剖面圖

按墻的水平截面的形狀可分為4種：①圓樁柱型（圓孔型），垂直接縫多，有效厚度小，20世紀 60年代以來已很少采用；②墻板型（槽孔型），相鄰兩塊墻板套接厚度與中間墻厚相同，適用于深度小于60 m的墻；③混合樁柱型（圓孔與雙反弧形孔混合型）；④墻板樁柱混合型（槽形孔與雙反弧形孔混合型）。后兩種墻型先行建造的圓形樁柱或墻板可起導向作用，較易于保證連接處厚度達到中間處墻厚，適用于深度大于60 m的墻。

2 混凝土防滲墻的施工

2.1 混凝土防滲墻的總體施工程序

混凝土防滲墻施工程序為：壩基淤泥土層加固——測量放線、劃分槽段——施工平臺、導墻修筑——開挖槽段——清孔換漿——導管下放——水下塑性混凝土澆筑——墻體質量檢查。

2.2 混凝土防滲墻的施工要點

2.2.1 塑性混凝土原材料及配合比

塑性混凝土原材料配合比設計本著尋找各種材料最經濟的組合，使塑性混凝土各項指標達到設計要求的原則進行，要盡量提前做好施工配合比，避免開始施工時受此制約。

2.2.2 導墻施工

導墻施工程序為：進行防滲墻中心線測量放線→劃分槽段并確定槽段接頭位置和數量→基槽開挖、墊層混凝土澆筑、鋼筋制安、模板支設、混凝土拌制、運輸及澆筑→混凝土拆模、養(yǎng)護、土方回填→施工達到設計強度后，制備護壁泥漿進行防滲墻槽孔開挖。

2.2.3 護壁泥漿

在制漿過程中要注意泥漿比重變化必須控制在最小范圍內，制備好的泥漿存放于儲漿池中，儲漿池的儲漿量應滿足一個槽孔連續(xù)施工所需泥漿量。為避免泥漿沉淀，儲漿池需經常用泥漿泵抽排，使泥漿保持流動性、均勻性。由于使用抓斗開槽，泥漿采用靜止方式。在同一槽段鉆進中，為適應不同土質情況，防止塌方，應注意調整泥漿的性能和配合比。

2.2.4 挖槽及施工控制

（1）挖槽施工。為保證成槽質量及墻體豎直度，施工工藝選用“抓取法”成槽。該抓斗是用鋼絲繩懸吊在履帶式起重機上進行作業(yè)的，具有自動糾偏、挖掘能力強、閉斗力大等特點，故能保證高質量、高效率地挖槽。該項施工的關鍵在于防止孔壁坍塌。

（2）清孔換漿。清孔換漿是將孔內含有大量砂粒與巖屑的泥漿更換成質量合格的泥漿，還要把孔兩端已澆混凝土表面附著的巖屑和泥皮刷洗干凈，以保證墻體混凝土、相鄰兩墻段的豎直接縫、墻底與基巖接觸帶的質量。清孔換漿常用的機具有壓縮空氣吸泥器、砂石泵、鋼絲刷子鉆頭等。

（3）成槽驗收。成槽驗收分為終孔驗收和清孔驗收。終孔驗收包括槽寬、槽深、孔位、垂直度，基巖巖樣與槽孔嵌入基巖深度等內容；清孔驗收包括孔內泥漿性能、孔底淤積厚度和接頭孔壁刷洗質量等內容。

2.2.5 塑性混凝土澆筑

根據現場具體條件確定塑性混凝土澆筑方案。一個槽段混凝土的首次灌注量，應按導管埋入混凝土內的深度計算。開始澆筑時，同時拉開兩組儲料斗閥門，混凝土料連續(xù)進入漏斗沖開漏斗活板，沿導管沖入孔底，全部儲料進入槽孔后，應立即測量槽內混凝土頂面高程，核對計算混凝土量與實際上升高度是否吻合。澆注結束時，應及時拔出導管，清理并沖洗干凈導管、漏耳、儲料斗等澆筑設備，以備下一槽段使用。

3 水庫塑性混凝土防滲墻施工質量控制措施

3.1 槽孔深度控制

沖擊鉆機鉆進防滲墻時，要根據地質報告將鉆孔鉆進至設計底高程（相對不透水層以下2.0 m），采用重垂法測量實際孔深。液壓抓斗每抓出一斗，觀察取出的巖樣，確定地層成分，進而確定液壓抓斗抓深。

3.2 嚴格執(zhí)行塑性混凝土配合比

塑性混凝土各原材料用量要嚴格執(zhí)行施工配合比，嚴禁直接憑經驗上料。混凝土拌和前要對砂、石骨料的含水率進行測定，據此來調整骨科和水的實際用量；在澆筑混凝土的過程中，也要經常檢測砂、石骨料的含水量情況。如發(fā)現含水量有變化，應立即對砂、石骨料和水的用量進行調整，特別是在雨天施工時更要加強含水量的控制。

3.3 接縫質量控制

在水庫壩體內澆筑防滲墻混凝土要控制孔內混凝土面的上升速度，以防止壩體開裂。不論采用哪種墻型，相鄰墻段之間或樁柱之間的連接工藝是防滲墻施工技術中的難點。工程實踐證明，接縫質量不良常會成為壩基中的隱患。

3.4 墻體質量檢查

防滲墻成墻后28 d，沿墻體軸線每20 m布置一個質量檢查孔。檢查孔一般布置在較深槽孔內，或相鄰兩槽的套接處或可能出現質量隱患的部位。采用&108金鋼石鉆鉆取芯樣，對芯樣做各種物理力學指標測試，并通過無破損檢測檢查墻體質量。進而判斷有無斷墻和混漿，墻內蜂窩以及墻體是否均勻等。大壩混凝土防滲墻為隱蔽工程，一旦發(fā)生質量事故很難處理，因此施工質量要求比較嚴格。從部分墻體兩側所挖出墻體來看，原各個槽段施工質量能滿足設計要求，但墻體少數連接處套接不上，或套接厚度不滿足設計要求。因此，防滲墻施工中要嚴格保證質量。

4 結束語

水庫存在著諸多隱患，由于病險水庫長期帶病運行，有可能造成人員的重大傷亡和財產的巨大損失。為保證人民的生命和財產安全，為當地國民經濟持續(xù)發(fā)展提供保障，及時對水庫進行除險加固是十分必要的，早期投入有限的人力、物力和財力，花較小的代價，對水庫進行必要的評估以及除險加固與安全修復，既可消除病險水庫的危險，又能避免發(fā)生嚴重的災難損失。除險加固是一項利國利民的工作，為改善生態(tài)環(huán)境創(chuàng)造了良好的條件，充分發(fā)揮了這些水庫的防洪、灌溉、發(fā)電、城鎮(zhèn)供水、旅游、養(yǎng)殖等綜合效益。