堤壩防滲墻加固技術分析

房曉東

（新疆水利水電勘測設計研究院勘測總隊，新疆 昌吉 831100）

堤壩防滲墻施工的好壞對提高堤壩的抗滲性與穩定性具有重要的影響，因此在工程中采取相適應的防滲加固技術和質量保證措施[1～6]，才能保證水利水電工程正常使用。

1 工程概況

洪溝水庫位于金溝河下游，地理坐標東經85°41′27″～85°42′12″,北緯44°27′30″～44°28′32″。水庫隸屬新疆生產兵團農八師巴音溝河管理處管轄。洪溝水庫2+600-3+050 壩段壩體加固工程，主要采用塑性混凝土防滲墻施工。混凝土防滲墻的主要設計指標為：強度指標C5，抗滲指標W6，設計墻厚0.3 m，防滲墻混凝土為商品混凝土。由于本工程施工線路較短，考慮到施工方便，在壩后設置泥漿攪拌系統，供應槽內護壁泥漿。泥漿攪拌用水就近采用壩后滲水。送漿管路采用內徑50 mm 的高壓膠皮軟管鋪設至槽口。洪溝水庫東距新疆沙灣縣18 km，南距312 國道18 km，距石河子市65 km，交通便利。基槽開挖設計工程量1 088.0 m3，防滲墻成槽8 316.0 m2，C5 混凝土防滲墻設計工程量2 495.0 m3，基槽回填土方量957.0 m3。

2 防滲墻施工方法

2.1 灌漿材料與施工流程

本標段工程建設所涉及的自密實混凝土、水泥砂漿、膏漿等配合比均按設計要求的參數控制，同時委托檢測公司完成配合比試驗及報告，在土料場取優質合格土料，運至施工現場，經粘土制漿機加水破碎攪拌均勻后保存至泥漿池充分攪拌，再抽取至制漿桶配制水泥粘土膏漿。

根據設計圖紙及試驗區孔位對應里程位置用GPS進行測量放線布孔，用鋼筋樁標記。沖孔、洗孔至孔口回水清凈為準（覆蓋層區域不進行沖孔、洗孔），并且孔內沉砂厚度小于20 cm。先導孔灌前壓水采用分段卡塞式壓水，并按相關規范計算灌前透水率。終孔段10 m 范圍若出現灌前透水率＞10 Lu 的情況，則采用分段卡塞式壓水。基巖段按2 m、3 m、5 m 進行鉆進并做壓水試驗。鉆孔流程如圖1 所示。

圖1 灌漿孔鉆孔流程

地下水位測定如圖2 所示：①將電接點式水位計與顯示儀表連接，入水測試正常；②將電接點式水位計下入孔內；③水位計電極接觸地下水時，儀表顯示電路接通；④記錄水位穩定時的水位計下入孔內長度作為地下水位值。

圖2 地下水位測定

2.2 裂隙沖洗

高壓噴射沖洗。讓具有較高壓力的水從噴嘴中噴出，對準所要處理的軟夾層或者充填溶洞作高速噴射，對充填物實行切割，被切割下來的較細小顆粒與水攪混在一起，被帶出地面；剩下的較大顆粒（巖塊），由于改變了級配，孔隙度增大，可被后來的灌漿固結起來。一般使用的壓力越大，噴射的時間越長，則所作用的范圍也就越大。

2.3 巖石層帷幕灌漿

孔口管埋設如圖3 所示，根據試驗區開展情況最大安裝深度為29 m。

圖3 孔口管埋設示意

孔口管上端焊橫向擋筋，以防孔口管下落；在下端焊三根10 cm 長的Φ6.5 mm 鋼筋作為對中架，下入孔口管，使其對中并用水平尺校正。在施工中由于反復劈裂冒漿，除HⅡ試驗區外，套管安裝深度基本為20～30 m，采取擴孔二次安裝套管隔離上部破碎基巖、雙層套管等施工措施。帷幕灌漿試驗設計初擬定灌漿壓力詳見表1。

表1 初擬帷幕灌漿壓力表

在試驗施工期間存在復灌次數多、冒漿、反復劈裂、難以達到設計初擬壓力等情況，Ⅰ序孔灌漿需要多次摻砂灌注，壓力達到1.2～1.5 MPa 反復劈裂冒漿，冒漿點隨孔深加深后距孔位越來越遠，采取濃漿、間歇、限流、待凝掃孔復灌等措施均無效果，單段最多復灌22次。通過數次灌漿專題會及專家咨詢后，針對庫區二標存在的實際情況采用復合可控膏漿改良地質灌注及調整灌漿壓力等措施，調整后灌漿壓力如表2 所示。

表2 調整后帷幕灌漿壓力

3 防滲墻質量控制中的技術應用

對水庫壩體塑性混凝土防滲墻質量進行檢測，判斷墻體是否存在空洞、不連續、有縫隙等缺陷問題。水庫質量檢測采用的方法是探地雷達檢測技術，防滲墻芯墻以及防滲墻鉆孔的具體檢測數據如表3 和表4 所示。檢測過程中對防滲墻體進行鉆孔，然后利用鉆孔取芯和壓水。鉆孔共2 個，有8 個巖芯，各個鉆孔按所處方位從上至下均勻選取4 個巖芯然后進行取樣送去檢測。墻體檢測的數據采集共有2 個取芯孔以及8 個壓水孔。用鉆孔的數據取樣，結合探地雷達監測技術，最終檢測結果顯示該水庫的壩體塑性混凝土防滲墻基本不存在質量問題，壩體內部材料基本連續，孔隙裂縫蜂窩等問題數量少，不存在大型的孔隙裂縫以及孔洞。

表3 防滲墻芯墻檢測數據結果

表4 防滲墻鉆孔防滲性能檢測結果

4 施工質量管理

4.1 施工準備順序

根據研究確定了施工方法和施工進度計劃。對施工難點做了充分準備，確保施工順利進行。同工程監理部門聯合確定防滲墻的軸線及起始點，并進行埋樁標定，同時對槽段進行編號劃分。洪溝水庫2+600-3+050壩段壩體加固工程（2+600～3+050）m 段混凝土防滲墻，劃分為67 個單元，每8 m 一個槽段為一個單元。

4.2 質量控制措施

混凝土防滲墻為隱蔽性工程，對蓄水池是否滲漏及穩定性方面起著至關重要的作用，認真貫徹總隊“有效控制每道施工工序，確保工程質量100%合格。本段防滲墻采用商品混凝土，按照設計要求，防滲墻強度C5、抗滲W6。對混凝土防滲墻施工中37 個槽段單元進行質量檢查，結果如下：

槽孔寬度均大于0.3 m；孔底淤積厚度均小于10 cm；導管在混凝土中的埋深都控制在1.0～6.0 m；對37 個槽段混凝土澆筑速度進行統計，上升速度均大于2 m/h，符合設計規范要求；混凝土澆筑高程也達到設計要求。

4.3 工程質量評定

共67 個單元，合格67 個，合格率100%。槽孔寬度根據實際澆筑方量分析計算，寬度均大于0.3 m；孔底淤積厚度檢查200 個點均小于10 cm，符合規范要求；導管在混凝土中的埋深都控制在1.0～6.0 m；對37 個槽段混凝土澆筑上升速度進行統計，上升速度均大于2 m/h，符合設計規范要求；混凝土澆筑高程達到設計要求。

5 結 論

掌握堤壩的主要病害及其產生原因，并科學選擇防滲加固技術，以綜合防滲施工方案為主，整體提升堤壩的防滲性能，確保堤壩長期平穩運行。