小型砌石拱壩滲漏處理及質量控制要點探討

張志彬

(昌黎縣農業開發辦公室,河北 昌黎 066000)

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小型砌石拱壩滲漏處理及質量控制要點探討

張志彬

(昌黎縣農業開發辦公室,河北 昌黎 066000)

摘要：小型砌石拱壩的建設地點多為山區，其滲漏問題一直是工程安全和度汛抗洪的管理重點，拱壩體滲漏處理就成為水庫除險加固的重要目標，在施工過程中對滲漏點進行分析，確定處理的主要目標，按關鍵部位的施工特點進行質量控制，使滲漏處理施工達到預期目標。

關鍵詞：拱壩；滲漏；質量控制

1小型砌石拱壩基本結構

小型砌石拱壩主要由攔河壩、擋水墻和放水洞等組成。攔河壩壩型為圓弧型等半徑漿砌石單曲拱壩，混凝土心墻防滲。攔河壩基礎位于壩體底部及兩側與巖石結合部位，壩體分中間溢流壩段及兩側非溢流壩段，非溢流壩段上游側設防浪墻。攔河壩中部主河槽部位為溢流壩段，為無閘門控制的壩頂實用溢流堰。放水洞位于攔河壩左側和右側，為壩內埋管，出口采用手動閘閥控制，并設啟閉機室。為處理壩體嚴重滲漏，保證大壩安全，除險加固項目主要由新建攔河壩上游防滲混凝土面板，非溢流壩段加高，溢流堰面改造，放水洞出口改造等組成。

2處理前砌石拱壩滲漏主要因素分析

在山區，砌石拱壩是六、七十年代修建的小型水庫的主要壩型之一。由于工程沒有科學、規范的建設程序，機械化程度有限，施工技術力量薄弱，導致施工質量較差。在水庫除險加固施工中，對原漿砌石拱壩的壩基、壩體、壩肩及放水涵洞四個與壩體接觸部位的易滲漏點施工質量進行檢查，并分析其滲漏原因。壩基滲漏主要因素為山區河道匯水量大、歷時較短，加大了施工過程中的排水難度，在壩基地質條件較差的部位，施工中清基不徹底，未見新鮮巖層，或者根本未做防滲處理，導致在水庫蓄水后，在上下游水位差作用下沿壩基松散覆蓋層透水，透過壩基巖石的孔隙、裂隙、斷層而形成滲漏。壩體滲漏的主要因素為在砌石施工中，砂漿抗凍等級過低，多年運行后由于凍融破壞致使砂漿脫落；又受施工條件限制，塊石的使用無統一的要求，規格大小不一，強度等指標不達標，砌筑工藝簡單等，導致壩體運行后形成不均勻沉降，形成貫穿性裂隙。放水涵管處滲漏為涵管外側與壩體接觸部位，填筑砂漿飽滿度不夠，運行過程中水沿管壁進行滲漏。壩肩滲漏的質量因素為未探明的巖體裂隙和對巖體破碎帶或風化帶清理不徹底，導致壩體與岸坡結合質量差，蓄水后形成滲漏。

3滲漏處理關鍵部位質量控制

在施工過程中，通過對建庫時導致砌石拱壩滲漏的質量因素進行分析，根據設計圖紙，將壩體滲漏處理主要質量控制目標確定為壩基礎巖石開挖、上游壩面混凝土防滲面板施工、放水涵管施工和壩肩灌漿施工四個部分[1-2]。

3.1壩基巖石開挖

壩基巖石開挖清理施工，能否按質量標準開挖至新鮮巖石是防止壩基處滲漏的關鍵。

(1)從質量控制方面來講，項目劃分時將該單元工程劃分為重要隱蔽單元工程，施工單位在現場形成剖面圖、影像資料、自檢數據，監理復核后進行聯合小組驗收，最后報監督機構核備，從程序上嚴格執行質量控制環節，保證了工程質量達標。

(2)水庫壩前淤積較深時，開挖難度大，降水量較大，巖石開挖干場作業不易保障，施工中利用長臂挖掘機進行淤泥開挖，為防止淤泥塌落至工作面，分層用沙袋進行圍擋，利用泥漿泵和潛水泵輪換進行排水，輪班更換工人進行施工，增加機械、設備、人員的配制，在短時間內為巖石開挖保質保量的完成，提供必要的施工條件。

(3)在壩基設計圖紙高程與實際施工情況出現差別的時候，采取以實際開挖至巖石為準，有效地避免因為地質情況不明，盲目施工給工程留下質量隱患。

3.2壩體上游面板施工

壩體上游面板采用抗凍、抗滲混凝土，對原壩體漿砌石面進行清縫，沖刷干凈后進行混凝土面板澆筑。面板表層設鋼筋網，面板與原壩體間采用錨筋連接，錨筋與鋼筋網連接。為保證面板的整體性，同時確保起到拱梁傳遞力作用，面板不設橫縫，為防止裂縫及方便施工，在面板上設寬縫(見圖1)，縫內預留插筋，待混凝土溫度應力穩定后，再焊接面層鋼筋及連接鋼筋，回填微膨脹二期混凝土。質量控制重點從面板施工工藝來分析，基礎混凝土、壩體混凝土二部分施工內容即是壩體滲漏處理的核心工作，也是質量控制的重要目標。

圖1　小型砌石拱壩示意圖

基礎混凝土施工(圖1中J1、J2、J3)在混凝土與巖石的結合處，在面板基礎底部設止水槽，深入弱風化巖石不少于1 m，保證接縫處防滲質量。由于基礎排水強度大，工作面窄小，周圍開挖淤泥堆積較高，要求混凝土澆筑時，混凝土的生產必須保證短時間基礎混凝土的澆筑強度，確保基礎澆筑的整體性。這樣可以降低施工中的安全風險，還可以杜絕由于混凝土冷縫的處理施工給工程帶來的質量隱患。

壩體混凝土施工(圖1中Q1、Q2、Q3)質量控制過程就是處理壩體滲漏的過程，主要是對形成滲漏通道的各個節點進行管控。

施工中原壩體漿砌石清縫是個耗時、持久的工作，要求施工人員清縫必須徹底，縫深和縫寬達到規范和設計要求，并清洗干凈，對于已經脫落的勾縫部位進行重點清理，確保混凝土和漿砌石面的有利結合。

錨筋的錨固要注意施工前量測漿砌石拱壩的厚度，錨固長度在滿足設計規定的長度基礎上，隨實際壩體厚度而變化，鉆孔時應注意不能穿過壩體，錨固砂漿必要時摻加化學材料加強錨固質量和防滲性能，確保不能因鉆孔、錨固形成穿過壩體的空隙。

根據拱壩的特點，在模板使用時無法使用大塊定型模板，只能使用小模板進行拼裝，施工中要求模板縫隙必須密實，避免澆筑過程中漏漿，混凝土出現蜂窩、孔洞。模板的規格導致混凝土施工橫縫出現較多，要求加強對混凝土施工縫鑿毛的質量控制，并設置止水槽，將由施工縫原因導致壩體滲漏處理不達標的隱患降到最低。

壩體混凝土澆筑，在兩個類似的拱壩加固工程中，通過對自拌混凝土和商品混凝土進行比較，商品混凝土和易性較好，流動性大，更適合拱壩面板混凝土的施工，且澆筑后的混凝土質量較好，在澆筑過程中注意不要觸動鋼筋網片，避免保護層厚度變大，澆筑后出現表面裂縫。

壩體微膨脹二期混凝土要求寬縫鑿毛要徹底，達到設計要求，要在設計要求的時間后進行澆筑，并注意微膨脹混凝土拌合質量。

外觀質量是評定工程質量等級的主要條件，由于混凝土面板施工中使用小型模板，導致棱角較多，易出現麻面。在進行混凝土面板處理中，不建議利用化學工程膠將整個外露面進行刷抹，這樣外觀評定失去了工程本身的真實性，其次有些工程膠不能達到預期效果，給外觀質量造成更大的影響。

3.3放水涵管施工

放水涵管的施工分為老涵管加固處理和新建涵管，老涵管加固處理應注意涵管內襯鋼管與原涵管間灌漿處理，新建涵管應注意涵管與砌石壩之間空隙封堵的質量控制。

3.4壩肩灌漿施工

壩肩灌漿施工主要采取帷幕灌漿的形式進行，灌漿機械一般較簡單，制漿站一般布置在壩肩一側，漿液通過輸漿管送到漿液攪拌機，經稀釋到要求水灰比后即可進行灌漿。灌漿一般采用自上而下的灌漿法，分段進行施工。施工中按灌漿試驗確定的或監理批準的水灰比施灌，漿液由稀到濃逐級變換。灌漿壓力按施工圖或監理指示執行。灌漿孔全孔灌漿結束后，應立即會同監理人員及時進行驗收，驗收合格后進行封孔。對于單位時間注入量大、灌漿難以結束的孔，采用降壓、加濃、間歇灌注等措施。灌漿中，發現漏、冒漿時，視情況采取嵌縫、表面封堵降壓等措施，這兩種情況的出現一般灌漿后防滲效果都不理想，應分析原因，對壩肩滲漏處理重新確定合理的施工方案進行施工。

4建議4.1壩基施工

壩體基礎開挖會出現已經加固過的混凝土基礎，但在設計圖紙中為巖石開挖，施工中應以不擾動牢固的基礎為原則，處理后進行上部的施工；避免基礎擾動清理后引發更多的質量與安全問題。

4.2壩體施工

壩體滲漏處理后防滲效果不達標，說明沒有達到工程施工的質量目標。出現這種問題的原因多為混凝土冷縫處理不徹底、回填微膨脹二期混凝土不密實，形成滲漏。避免質量問題的出現可從模板的選擇及在應力計算合理的情況下優化設計盡量減少寬縫的數量。應加強施工縫混凝土的鑿毛和混凝土施工質量，對于自檢認為不合格的混凝土缺陷，要及時進行處理，對缺陷部位進行鑿除或利用化學漿液對施工縫進行灌縫處理，減少質量問題的發生。

4.3壩肩施工

在壩肩的灌漿施工中，若灌漿后防滲效果不理想，應及時分析地質情況，重新制定可行的施工方案，可采取對巖體表面采用噴射混凝土進行加固處理，或徹底對破碎帶進行開挖，保證壩肩滲漏處理質量。

5結語

小型漿砌石拱壩滲漏處理為水庫除險加固的一種類型，在加固前要針對拱壩的結構和特點，對未處理前的壩體主要滲漏因素進行分析，才能在施工中對壩基、壩體、放水涵管及壩肩的工程質量進行有效控制，才能保證工程順利實施，解決壩體滲漏的問題。

參考文獻：

[1]吳彥斌.承德市小型水庫除險加固處理措施探討[J].中國水運,2013，13(6)：196-197.

[2]潘勇，徐生有.小型砌石拱壩壩體漏水處理方案探討[J].小水電,2010(1)：15-17.

作者簡介：張志彬(1963-)，男，工程師，主要研究方向為農業開發項目管理。E-mail:yangjiadong@163.com

中圖分類號：TV698.2+3

文獻標志碼：A

文章編號：2096-0506(2015)02-0053-03