水库除险加固工程大坝防渗墙应用效果分析

刘建文，潘展钊（广东省水利水电科学研究院，广东省广州市510635）

水库除险加固工程大坝防渗墙应用效果分析

刘建文，潘展钊（广东省水利水电科学研究院，广东省广州市510635）

渗漏是水库大坝最为普遍的安全隐患，对大坝防渗措施主要有防渗墙、垂直铺塑、高压喷射板墙灌浆、钻土贴坡、钻土截水槽等。其中防渗墙可以比较彻底地解决坝基和坝体的渗透破坏问题，保证坝基渗透稳定。本文以某水库除险加固工程为例，就大坝防渗墙的应用技术进行分析。

大坝；防渗墙；水库；除险加固

1 水库除险加固工程中使用大坝防渗墙的主要原因

大坝防渗墙主要是指修建于松散透水层以及土石坝中起有效防渗的地下连续墙，该项技术源于20世纪50年代，因结构安全可靠、能够适应各种地层环境条件，有较好的防渗效果。在坝基渗漏处理、坝后“流土”控制以及“管涌”等多种渗透或者变形隐患，具有非常重要的作用，而且在国内外水库除险加固工程，应用非常广泛。从国内水利工程中的覆盖层、土石围堰防渗压力防渗处理情况来看，防渗墙是首选。对于水库除险加固工程而言，防渗墙施工过程中的采用的新技术工艺，有效地解决了水库除险加固中的问题，比如混凝土截渗墙在复杂地层施工过程中的一些技术性难题，避免了利用倒挂井技术封堵老箱涵所带来的安全和质量风险，同时也给建设单位以及施工单位，带来节省了资源和成本，对于实现经济和社会效益，具有非常重要的作用。在当前水库大坝工程加固施工建设过程中，坝基加固处理时，严格遵循的是“上堵下排”的处理原则。对于水库大坝防渗的上堵措施而言，其中又包括了两种，即水平防渗以及垂直防渗。其中，水平防渗主要有粘土铺盖、水下抛土；对于垂直防渗而言，主要有混凝土防渗墙、截水槽回填粘土以及灌浆和高压定向喷射灌浆构筑防渗板墙等。在水库大坝加固防渗下排施工过程中，可采取的措施有减压井降压导渗以及坝后盖重压渗透等。通常情况下，采用垂直防渗法的效果比较彻底，而且对大坝基础渗漏问题有很好的处理效果，也是目前利用最多的一种形式。水库除险加固工程施工过程中，采用大坝防渗墙，不仅可以起到非常好的防渗效果，而且施工操作比较方便，能够对施工过程进行有效的管控。

2 水库除险加固工程大坝防渗墙应用方案

2.1 工况概述

某待加固水库，以灌溉为主，兼具防洪、发电以及供水，是一座中型水库。该水库除险加固施工过程中，施工的主要内容是大坝防渗墙与溢洪道改造建设。其中大坝坝顶宽度7m，属含砂粉质粘土墙坝；左岸与山体相连，右岸与溢洪道的泄洪闸边墩相连。墙底延伸至弱风化基岩深度超过1m，最大墙深达46m，采用C10型的塑性混凝土为墙体建筑材料，采用钻劈法进行凿孔。坝址所在地区的地质条件非常差，河床覆盖含砂粉质粘土以及砂卵石，整个坝基岩岩性是流纹熔结凝灰岩，表层为强风化岩体，以下是弱风化岩体。

2.2 水库大坝防渗墙施工方案

2.2.1 造 孔

划分单元槽段：槽段划分时，应当充分考虑拟建工程所在地的地质条件、施工要求以及墙体的深度等因素。就该工程而言，原来的设计槽段12m长，因原始基坝土质差而将槽段长度进行了调整，及中对中长度7m，槽段划分成24个。混凝土导向槽以及施工平台、防渗墙的轴线处在坝顶中间，为有效满足防渗墙施工操作平台的宽度要求，先降低坝顶高程，再制作防渗墙施工操作平台。对于该防渗墙而言，其施工操作平台的总宽度为11.14m，如图1所示。

图1 本工程防渗墙施工平台横剖面示意图

施工过程中，用泥浆将孔壁稳定住，并且悬浮岩屑，对孔底进行冲洗。结合施工规范和要求，造孔固壁泥浆的性能指标参考施工规范中的相关数据。本工程施工时，采用当地的粘土制作泥浆，即利用粘土与水进行搅拌，放置于泥浆池中水化；或者是钻孔与填粘土造浆同时进行。除某槽段存在这轻微的漏浆问题，其余没有明显的坍孔。

利用钻机进行造孔：造孔时选用冲击钻机进行施工操作，主孔钻进、副孔劈打，每以个槽段均布设两台钻机。受工程地质条限制，造孔时应当配以空心长钻头来提高其在粘土层中的钻进质量和效率。该钻头切削力非常大，而且重心较稳，能够有效加快造孔速度，确保钻孔垂直度，避免坍孔。孔位控制过程中，在防渗墙的轴线上，于左、右两岸山坡上的适当位置布置轴线控制点（半永久性）；在槽段上、下游两侧导向槽的上口顶面，布设单孔中心点，然后标明孔号、孔位。实际施工过程中，随时检查造孔垂直度，特别是二期槽的接头钻孔操作过程中，应当适当地放慢钻速；基于相似三角形的方法对孔斜进行测量，一旦孔斜较大，则需及时进行纠偏，以免导致墙体底部位置出现不连续问题。

2.2.2 浇筑混凝土

浇筑混凝土时，采用的是直升导管法，管内径小于230mm，管壁的厚度为4mm，导管提升时，采用的是16t的汽车吊机进行施工作业。选用导管时，应当注意与浇筑的混凝土强度及其面上升速度保持匹配，而且导管的施工安装应当保持竖直，接头位置的连接应当紧密，以不漏水为宜。同时，每一个根导管均应当布设在槽宽1/2位置。漏斗的容量应当满足混凝土开浇封底、埋管1m以上的要求。按照传统惯例，导管中应当布设适当的隔水球，但近年来的经验发现，没有隔水球的情况下，开浇混凝土更加的顺利。基于此，浇筑混凝土时，在漏斗的底部位置加装活板。混凝土自搅拌出料以后，用混凝土泵直接运送至施工平台储料斗中，经卸料槽流至导管漏斗中。浇筑混凝土的强度，以槽段中混凝土面上升速度2m/h左右为宜，其面高差不超过50cm。浇筑开始以后，及时测量槽中的混凝土顶面高程，并对混凝土量、上升高度之间是否吻合进行核对。随槽中的混凝土面不断上升，每隔大约30min的时间测量一次，严格控制导管底口，不可从混凝土面上提出来。浇筑混凝土时，需对导管拆卸、浇筑情况做好记录。在浇筑过程中，还应当严格控制混凝土的坍落度，并且按规范抽取试样。在浇注完成后，应当及时将导管拔出来，彻底清理并冲洗导管、储料斗以及漏斗等装置，为下一槽利用做准备。

3 防渗墙检测结果分析

通过对水库大坝混凝土防渗墙工程施工质量进行检测，大坝防渗墙成墙施工质量检验采取了现场检查、取样进行室内试验，并进行综合检验。通过开挖防渗墙探槽以及压水试验现场检测，对混凝土防渗墙钻孔取芯进行混凝土试块抗压强度以及渗透系数试验等指标检测，并且对防渗墙墙体施工质量整体性进行分析，并在此基础上进行相应的评价。经过检查和分析，设计的防渗墙最小厚度为40cm，防渗墙的墙体表面非常的平顺，没有蜂窝或者麻面等现象，而且接头搭接应确保其紧密性，避免出现缝隙，这样墙体整体性就会非常的好。通过检查所得的结果，均可有效满足设计标准和要求。

在现场渗透系数为4组，检测的结果是4.3×10-7cm/s、4.3× 10-7cm/s以及7.6×10-7cm/s和2.05×10-7cm/s。钻孔取芯共计三组，而且抗压强度试验检测结果为 3.4MPa、3.2MPa以及3.7MPa。这些检测结果，完全可以有效满足混凝土抗压强度要求，即R28≥2.0MPa渗透系数K≤1×10-6cm/s的设计指标要求。结合现场质量检测情况以及室内试验结果，进行全面的分析，以确保水库大坝混凝土防渗墙厚度、抗压强度、渗透系数等指标检测结果均满足设计要求。

4 结语

总而言之，水库除险加固工程大坝防渗墙的应用效果非常显著，自本水库大坝采用防渗墙施工技术进行加固以来，已先后经历了多个汛期的实践考验。从运行管理来看，大坝原有的渗漏点已经完全消失，防渗效果明显；不仅实现了水库除险加固之目的，而且还能够有效保证加固后的水库正常运行，充分发挥其综合应用效益。

[1]刘桂孙.塑性混泥土防渗墙在水库除险加固工程中的应用[J].甘肃水利水电技术，2015（06）：47～49.

TV697.3

A

2095-2066（2016）24-0055-02

2016-8-10

刘建文（1993-），男，汉族，广东清远人，助理工程师，大专，从事水利水电工程工作。