水库大坝改造的防渗
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摘要：本文以深圳市三洲田水库大坝为参考，介绍了水库大坝在改造过程中防渗墙、帷幕灌浆等技术的施工应用情况，还对水库大坝改造防渗墙施工常见的质量事故及其处理措施进行了研究。
关键词：水库大坝；防渗墙；施工；处理办法
中图分类号：TV62文献标识码： A 文章编号：
0 引言
水库大坝防渗墙工程建设的好坏直接关系到水库是否能安全正常运行，达到应有的经济效益，还会影响到水库大坝改造时的防渗工作[3]。在水库大坝改造防渗施工过程时，如果没有采取正确的处理措施，防渗施工会出现一些质量事故，对整个水库大坝造成不可估量的损失。三洲田水库建于1959年，于1999年12 月至2002年7月分两期对1号、3号和4号大坝进行了防渗灌浆处理，使大坝渗漏量得到了一定的控制，但并未根除。
1. 三洲田水库防渗墙工程概况
1.1 三洲水库防渗工程概述
三洲水库位于深圳市龙岗区一个海拔300多米的山区，属于东江中下游工程。水库总库容810.25万立方米，坝体总长525米，坝顶高315.3--316.7米，水库工程由5座均质土坝，2座放水涵管和1座溢洪道及坝后引水式电站组成。三洲水库大坝防渗项目工程的主要内容有：对1号、5号坝坝坡进行修复；对2号、3号、4号进行防渗墙和坝坡修复；对3号坝放水涵管进行加固，施工总工期不超过 180 日历天。
1.2 三洲水库各大坝的防渗工程概况
1号坝体坝用砂砾质粘性土进行回填，填土碾压不密实、不均匀、呈松散状、局部极松散，压实度为0.78，渗透系数在5.12×10-4和1.13×10-4cm/s之间，透水性中等；2号坝填土底部与冲洪积层接触的顶部，有较多植物根系，推测出建坝时未清基或清基不彻底，为接触面渗漏提供了条件；3号坝体填土和1号坝体相同，坝填土的压实度有0.89，渗透系数平均为1.29×10-4 cm/s，透水性中等，渗透值基本在8m以上的填土层；4号坝用砂砾质粘性土进行回填，砂粒和砾粒约占60%左右，填土整体较松散，填筑质量较差并且不够密实，渗透系数平均为1.20×10-4 cm/s，属中等透水性；5号坝坝基主要的渗漏情况主要发生在强风化岩和弱风化岩的顶部以及左坝头弱风化岩的上部，接触面和2号坝一样推测出接触面存在着渗漏的情况。
2. 水库大坝改造过程中的技术应用
2.1 防渗墙的施工工艺
水库大坝防渗墙的主要施工工艺包括钻先导孔、工作平台、试验阶段施工、槽孔开挖、泥浆护壁、导管安装、混凝土浇筑[1]。首先沿着防渗墙轴线每个20m间距设置一个先导孔，目的就是为了掌握地层岩性及确定防渗墙底线高程，在两岸坝坡度较陡以及地形变化较大的地方，孔间距应适当加密；为了方便防渗墙施工作业，建防渗墙顶高修筑作业平台，同时建造混凝土导向槽，要求作业平台坚固平坦；根据试验段施工选用的参数并结合检测报告，确定施工工艺参数；在导向槽满7天以上时进行槽孔开挖，浅层槽孔采用人工开挖成槽孔，深层槽孔采用“钻抓法”施工，用冲击钻机和液压抓斗联合作业进行造孔施工；在造孔中采用膨润土泥浆护壁，泥浆比重为1.2g/cm3 ，含沙量少于10%；清孔验收合格后，下设接头管，进行导管下设固定，每套导管按照实际孔深进行组装和配齐，并从底部开始给每节导管进行编号；采用泥浆直升导法浇筑混凝土，开浇时先注入水泥砂浆，然后从底处浇入足够的混凝土，以挤出隔离球并埋住导管底部。防渗墙施工平台剖面图见图1所示。
图1 防渗墙施工平台剖面图
2.2 帷幕灌浆技术的应用及控制要点
2.2.1 帷幕灌浆技术的应用
在帷幕灌浆施工前，严格按照施工规定准备水泥和水泥浆液，并采用经监理认可的温度计对孔口灌浆温度检测，做好灌浆准备；然后按分序加密自上而下分段钻灌的原则进行帷幕钻孔，在钻孔前必须做好钻孔准备和孔位测量工作；进行帷幕孔施工程序，帷幕孔施工程序图见图2所示；在施工过程中，注意对钻孔与裂隙进行冲洗，在钻孔冲洗或裂隙冲洗完毕后24h内进行压水试验，然后进行灌浆压力控制；最后在孔段灌浆结束后经质检员、监理验收合格后方可进行帷幕灌浆封孔。
14天后
图2 帷幕孔施工程序图
2.2.2帷幕灌浆技术的控制要点
在帷幕灌浆施工前，需要注意并严格控制的要点有：水泥细度要求通过80um方孔筛余量，普通水泥浆搅拌时间大于3分钟，孔口灌浆温度必须在5--40℃，采用TTB100/10三缸泵进行灌浆并且其工作压力应大于10mPa；在钻孔过程中，开孔位置偏差控制在10cm以内，孔距为1.5m，帷幕孔径需大于 46mm，先导孔和检查孔为 76mm，孔斜控制见表1所示，压水试验的孔比一般帷幕孔深多5.0m；对钻孔进行冲洗时，接水自钻杆或用3/4
孔深 （m表1 钻孔孔底最大允许偏差表
管至孔底对钻孔进行冲洗，直至回水澄清10分钟结束，孔底残留物不大于20cm结束，对裂隙进行冲洗时，使用80%的灌浆压力以脉动方式进行冲洗至回水澄清10分钟后为止；在进行灌浆孔时，对灌浆压力进行控制，帷幕灌浆压力见表2所示；普通水泥浆液采用
（压力单位：mPa）
表2 帷幕灌浆压力表
5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6（0.5）:1六个比级，采用0.5：1浓浆用置换和压力灌浆封孔法封孔、封孔灌浆时间20分钟压力0.3mPa。
3. 水库大坝改造防渗墙质量保障
3.1 水库大坝改造防渗墙常见的质量事故
水库大坝防渗墙在建设和改造时容易发生漏浆[2]、架空层造孔漏浆、塌孔、堵管、浇筑、筑管、爆管、掉管、提脱、串槽、断桩等事故。
3.2 水库大坝改造防渗墙常见的质量事故处理方法
在漏失地层成槽时，应加大泥浆粘度并向槽内投入粘土球，然后使用钻头对每一地层进行冲击挤，直至挤密漏失地层；对于漏失严重的地层用速凝水泥堵漏；在一般漏失地层采用泥浆堵漏方法。对架空层漏浆同时采用回填当地粘土加片石法和钻头冲击挤压密实法；副孔发生漏浆可采用回填膨润土粉、对孔底灌注纯水泥浆加速凝剂、灌注低标号混凝土等方法堵塞架空层。如果在施工中遇塌孔，则采用渣土、粘土混合料回填槽孔至塌孔位置以上1.5m，再用冲击钻机挤压孔壁；若塌孔较严重，可采用直升导管法回填灌注低标号，重新造孔。如果混凝土浇筑中如出现浇筑质量事故，需清除孔内混凝土然后进行重新浇筑，为确保防渗墙体的质量，在采取任何处理措施前都需要经监理工程师批准；因混凝土凝固所导致的筑管问题，如果筑管部位不深时，则停止浇筑并拆开导管，然后清除已浇混凝土顶面混凝土；如筑管部位较深，则需要的筑管时间较长，只能拔出导管并重新打孔成墙。导管破裂的位置一般较低，发现管内混凝土面过低、漏浆等异常情况应立即加大埋深，若破裂位置较高则应拔出破裂导管重新下管。如发现掉管情况应立即使用绳套或捞针将导管打捞上来，并根据掉管位置的深浅区别处理。导管提脱问题的处理关键是及时发现并处理，如管内进入较多泥浆而混凝土并无严重混浆现象，可下入导管，用小抽筒抽出管内泥浆后继续浇筑；如导管反复提脱，确认槽内混凝土大范围混浆，应停止浇筑按断桩处理。发生串槽问题时应及时查明情况，如无其它问题，可在清除表面混浆后加大混凝土浇筑强度和浇筑方量，继续浇筑。
4. 结束语
在水库大坝防渗墙施工过程中，对其常见事故的处理是一个复杂的过程，在处理时一定要按照工程施工的实际情况和施工规范进行慎重处理，保证防渗作业的进度和质量，从而减小经济损失。作为相关工程技术人员，必须不断学习新知识，掌握专业技术，领会相关规范的要求，与时俱进。从而减少施工过程中的事故出现频率，保护人们的生命财产安全，促进社会的发展。
参考文献
[1] 石启龙，胡金成. 浅析帕万水库大坝混凝土防渗墙施工与质量评价[J].建筑与发展，2008：94-95
[2] 郑立新，陆飞，刘卫红.浅析水库大坝防渗墙实施方案[J].水利科技与经济，2010：79-81
[3] 伯永年．中国堤坝防渗加固新技术[M]．北京：中国水利水电出版社.2009：45-46
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