塑性混凝土防滲墻在朝陽溝水庫除險加固工程中的應用

□李松濤（河南省山河建設工程管理有限責任公司）

塑性混凝土防滲墻在朝陽溝水庫除險加固工程中的應用

□李松濤（河南省山河建設工程管理有限責任公司）

登封市朝陽溝水庫除險加固工程的壩體和壩基防滲均采用塑性混凝土防滲墻，結合該工程，文章主要介紹了塑性混凝土防滲墻的施工方法、質量控制、特殊情況處理等。防滲墻的實施大大提高了朝陽溝水庫的防滲能力，保證了水庫運行安全，減輕了防洪壓力，保障了水庫周邊地區人民群眾生命財產安全。目前大冶鎮以朝陽溝水庫為依托，建設了朝陽溝森林公園、朝陽溝集中供水廠，對當地社會經濟發展起到了較大推動作用。

塑性混凝土防滲墻；水庫除險加固；大壩防滲；應用

1 工程概況

朝陽溝水庫位于登封市東16km的大冶鎮盆窯村北石淙河中下游，屬淮河流域潁河水系，控制流域面積52km2，總庫容797萬m3，屬小（1）型水庫。水庫大壩為均質土壩，壩長328m,最大壩高20.80m。該水庫除險加固工程于2009年11月開工，2010年10月完工，2011年4月通過竣工驗收。

2 工程地質情況

朝陽溝水庫大壩壩基巖性主要為第②層Q2eol+d1低液限粘土，第③卵石及第④層石英砂巖。第③層卵石滲透系數5.79×10-3cm/s，透水性較大，為中等透水；第④層石英砂巖上部為強～中等風化，透水率8.50～14.60Lu，局部為中等透水。壩體第①層人工素填土（低液限粘土）滲透系數4.1×10-5～9.90×10-4cm/s，為弱～中等透水，壩體整體填筑質量較差，上、下游壩坡出現多處沉陷塌坑，防浪墻出現多處裂縫。為解決壩體及壩基滲漏問題，經方案比選后，該工程壩體及壩基防滲采用C5塑性混凝土防滲墻處理方式，防滲墻軸線平行于大壩軸線，成墻范圍樁號0-008～0+038和0+046～0+336，長336m，立面范圍自大壩壩頂路基高程327.6m向下深入石英砂巖層0.4m。

3 塑性混凝土防滲墻施工

3.1 施工方法

成槽采用CZ-22型沖擊鉆機配合液壓抓斗機鉆進，分Ⅰ、Ⅱ期施工；采用粘土泥漿護壁；“泵吸反循環法”或“循環法”置換泥漿清孔；混凝土攪拌站拌和混凝土；混凝土輸送泵輸送混凝土；泥漿下直升導管法澆筑混凝土；采用“接頭管法”進行Ⅰ、Ⅱ期槽段連接；CZ-22型沖擊鉆機輔助混凝土澆筑。

3.2 槽段劃分

單元槽段的劃分根據地質條件、混凝土防滲墻壁結構，工程槽段劃分：Ⅰ序槽孔長7.50m，Ⅱ序槽孔長5.50m，工程共劃分58個槽孔，墻厚0.60m。

3.3 泥漿固壁

為保證沖擊成槽的安全和質量，護壁泥漿制作的質量控制非常關鍵，是關系到槽壁穩定、沖孔速度、混凝土質量、鉆頭磨損及砂礫石成槽的必備條件。工程采用優質膨潤土為主，少量的粘土為輔的泥漿制備材料，造孔用的泥漿材料質量控制主要指標為：比重1.10～1.30，粘度18～25s，含砂率≤5%，膠體率95%，必要時加適量添加劑。

3.4 成槽施工工藝

基巖以上以抓斗施工為主，充分利用抓斗造孔功效高的優勢。防滲墻的軸線及高程，依據施工圖紙設置基準點加以控制，孔位偏差≤3cm；孔斜率≤4‰，特別是端孔孔斜率≤3‰；遇有含弧石的地層及基巖面傾斜度較大等特除情況時，其孔斜率應控制在6‰以內。Ⅰ、Ⅱ期槽孔的接頭孔的2次孔位中心在任意深度的偏差值，≤設計墻厚的1/3。在造孔過程中應全程進行孔斜控制。成孔深度鑒定，當深度滿足設計要求時，會同監理、設計、業主代表進行現場確認，以確定終孔深度。

3.5 清槽

在成槽過程中，為把沉積槽底的沉渣清出，需對槽底進行清槽，以提高混凝土防滲墻底的承載力和抗滲能力，提高成墻質量。沖擊鉆修槽完畢后，再用洗刷錘清刷一序槽段接頭，直至不帶泥屑為止，清槽使用泵吸法反循環排渣，將沉渣吸入泵管內從管口排出。在清槽過程中，應不斷向槽內泵送優質泥漿，以保持液面高度，防止塌孔，清槽工作直至達標為止。即沉渣厚度≤10 cm，孔內泥漿比重<1.25g/cm3，粘度<30s,含砂率<10%要求。

3.6 墻體混凝土澆筑

3.6.1 混凝土拌制

混凝土拌制采用混凝土拌和站集中拌制。拌制混凝土的材料，砂石料均采用級配良好的材料，最大粒徑≤20mm，其含泥量≤1%；水泥采用符合國家標準的425MPa普通硅酸鹽水泥；水采用（符合JGJ63-89規定）朝陽溝水庫庫水。混凝土配合比委托河南省水利基本建設工程質量檢測中心通過試驗確定。混凝土拌制在溢洪道進口拌和場進行，混凝土拌制稱量設備精度準確，其稱量偏差不超過SDJ207-82第4.3.2條規定，并按監理人的指示定期校核稱量精度，混凝土拌和應符合SDJ207-82規定，拌和程序和時間均應通過試驗確定。混凝土輸送采用混凝土輸送泵的輸送方法。

3.6.2 混凝土澆筑導管和下設

一是澆筑混凝土采用泥漿下直升導管法，導管內徑25cm，澆筑前，導管進行密閉承壓試驗；二是相鄰導管間距≤3.50m；三是導管距一期槽孔端的距離為1.00～1.50m，二期槽孔為0.50～1.00m；四是安裝導管時，導管底部出口與孔底距離≤25cm。

3.6.3 混凝土開澆及入倉

要領：一是開澆前每個導管均下入可浮起的木球隔離球塞；二是初澆儲料斗容量為1.50m3，開澆時混凝土泵同時供料；三是開澆前先在導管內注入適量的水泥砂漿，并準備好足夠數量的混凝土，以使導管中的木球塞被擠出后，能將導管底部埋入混凝土內；四是槽孔底部高低不平時，先從低處澆起；五是混凝土連續澆筑，槽孔內混凝土面上升速度≥2m/h，平均速度為4m/h，并連續上升至墻頂。

3.6.4 混凝土澆筑過程的控制方法

一是導管埋入混凝土內的深度≥2.00m，不宜大于6.00m；二是槽孔內混凝土均勻上升；其高差控制在0.50m以內，每30min測量一次混凝土面，每2h測定一次導管內混凝土面，在開澆和結尾時應適當增加測量次數；三是澆筑混凝土時孔口設置鋼蓋板，防止混凝土及其它雜物散落槽孔內，同時嚴禁不合格的混凝土進入槽孔內；四是在混凝土澆筑時，認真做好測量、觀察記錄，每一單元槽段塑性混凝土制作抗壓強度試件一組，每5個槽段塑性混凝土分別制作抗滲壓力及彈性模量試件各一組，試件在槽口入口處隨機取樣。

3.7 墻段連接

一、二期防滲墻施工后在一期和二期結合處采用鉆鑿法施工接頭孔，孔徑為600mm。墻段連接采用雙反弧樁柱法，雙反弧樁柱弧頂間距為墻厚的1.30倍；鉆鑿雙反弧樁孔，鉆頭不得扭轉，樁孔孔斜應符合SL174-96《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規范》3.0.12規定標準，鉆完樁孔后，需用專用的機具將其兩端槽混凝土上所附泥皮及地層殘留物全部清除。

3.8 特殊情況處理

3.8.1 造孔成槽過程中如出現塌孔、大壩裂縫現象，需立即處理，對固壁泥漿配比及造孔手段進行調整，確保孔壁穩定，對施工過程中產生的裂縫，采用加固措施進行處理。

3.8.2 在成槽過程中，對固壁泥漿漏失量作詳細測試和記錄，當發現固壁泥漿漏失嚴重時，應及時堵漏和補漿，采取措施進行處理。現場備有足夠的堵漏材料，如粘土球、鋸末、水泥和足夠泥漿；適當調整泥漿配比，并適當放緩速度，待固壁泥漿漏失量正常后再恢復正常挖槽，必要時向泥漿中摻加堵漏劑。

4 防滲墻效果

工程竣工后，共完成混凝土防滲墻面積8238.89m2，河南省水利基本建設工程質量檢測中心站對防滲墻進行了檢測，注水試驗共選擇1＃、2＃、3＃3個孔。檢測結論為：滲透系數在1.13×10-8～2.59×10-8cm/s之間，均滿足設計要求，開挖檢查墻體無夾泥、裂縫現象，成墻質量好；用地質雷達檢測墻段連續性較好，滿足設計要求。

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2013-12-18

李 迪）