浅谈嵊州市坂头水库主坝防渗加固处理

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇浅谈嵊州市坂头水库主坝防渗加固处理范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要： 本文针对嵊州市坂头水库除险加固工程主坝防渗处理坝体采用砼防渗墙、坝基及坝肩采用帷幕灌浆，文中就防渗墙临建设施、槽段划分、施工平台施工、造孔、清孔、混凝土浇筑及帷幕灌浆施工等施工方法等做了简要总结和说明，并分析了防渗处理的效果。

关键词：防渗墙；质量控制；分析

中图分类号： O213 文献标识码： A

一、工程概况

坂头水库位于浙江省嵊州市西部，属曹娥江水系长乐江支流石璜江，集雨面积23.6km2，总库容为1042万m3，是一座以灌溉为主，结合防洪、供水、发电等综合利用的中型水库。水库主要有拦河坝（主、副坝）、溢洪道、发电输水隧洞、泄洪渠、发电厂和升压站等建筑物。拦河坝主坝为粘土心墙砂壳坝。主坝坝顶高程为228.17m，坝长105m，最大坝高28.40m，坝顶宽5.5m，坝体由粘土心墙、砂壤土和碎块石坝壳、砌石护坡组成。

二、防渗设计

大坝采用混泥土防渗墙结合灌浆处理的加固方法。防渗墙墙体材料采用C10W6混泥土（主坝0+014～主坝0+102），墙厚80cm,防渗墙轴线位于坝轴线下游侧2.0处，墙体嵌入基岩内不小于0.8m，防渗墙施工平台高程226.2m。防渗墙以上浇筑C25W6混泥土头墙，头墙顶高程227.5m；防渗墙两岸设宽2.0m的C25W6F50混泥土暗枪。两坝头连接部位岩体、两岸岸坡防渗墙基础及岸墙基础进行帷幕灌浆处理，灌浆孔设1排，孔距为2m，帷幕深入相对不透水层（q≤5Lu）以下5m，灌浆范围为主坝0－017m～主坝0＋139m，两岸帷幕延伸到正常蓄水位与相对不透水层线相交处。

三、防渗墙施工工艺流程及主要施工方法

3.1防渗墙施工流程

混凝土防渗墙是在防渗墙施工平台上进行造孔，在坝体中泥浆固壁开凿成槽形孔或联锁桩柱孔，回填防渗材料形成具有防渗性能的地下连续墙。防渗墙施工流程主要由临时建设工程、辅助系统、防渗墙钻孔成槽、浇筑混凝土及拆除头墙构成具体施工过程详见图1。

图1 砼防渗墙施工程序框

道路修建、平台开挖、水电安装 泥浆站建造

建造导墙和施工平台 膨润土储运

铺设钻机道轨 泥浆搅拌

砼拌和站建造 安装钻机、抓斗就位 制浆

储备原材料 防渗墙造孔施工 泥浆储存及输送

`

原材料质量检查 基岩鉴定、终孔验收 泥浆处理

清孔换浆及验收

拌制墙体材料

下设导管 废弃浆

输送墙体材料 浇筑混凝土 泥浆回收

防渗墙质量检查

3.2防渗墙施工临建工程

防渗墙施工临建工程包括导向槽、施工作业平台（包括施工交通企业平台、钻机操作平台、排浆系统供水管等辅助系统）、制浆站、泥浆沉淀池和砼拌和站布设，其施工方案的科学性、合理性、可靠性直接关系到砼防渗墙施工质量、进度和成本。导向槽施工中起到，控制孔位，支撑上部孔壁，避免塌孔、缩孔等重要作用，施工作业平台在施工中起到稳定和移位钻机。防渗墙施工平台高程为226.20m。导向槽采用现浇钢筋砼连续板梁，高度1.2m，厚0.3m。钻机平台布置在主坝的上游侧，宽度为5m，钻机沿平行轴线行走，施工平台布置在主坝的下游侧，宽度为8.0m，采用现浇砼，用于行走重型机械以及修补钻头、出渣等。施工平台下游侧设1条宽1m的排浆沟。

3.3槽段划分

槽段划分应根据设计要求，综合考虑地基的工程地质及水文地质条件、施工部位、造孔方法、机具性能、造孔历时、混凝土供应强度、墙体预留孔的位置、浇筑导管布置原则以及墙体平面形状因素。本工程每个槽段长度为8m，共划分为11个槽段。钻孔施工前，在导墙顶面和孔口内侧标注桩号和孔号，中心轴线利用预埋角钢对接，并用钢锯划中心点，以方便钻机造孔开孔和造孔过程中经常校核孔位是否偏离设计孔位，确保造孔过程中孔斜率小4‰，保证墙身及搭接部位的有效厚度。

3.4、施工工艺

3.4.1造孔

3.4.1.1造孔机械的选择

采用冲击式钻机造孔，造孔工艺选择钻劈法。用冲击式钻孔机造孔时，配空心长钻头，这种钻头能提高在黏土层和砂砾石层等松软地层的钻进效率，该钻头切削力大，重心稳。

3.4.1.2冲击钻机造孔工艺

为保证墙身不小于设计厚，施工中及时对钻头进行修补，主副孔的钻进，主要依靠钻头的冲击切削作用成孔，对于主、副孔之间小隔墙劈打，将钻机移到小墙中心才能进行，劈打时适当控制冲程，做到轻打稳打。打副孔时应在主孔内放入接渣笼，将劈打下来的砂石泥块，用卷扬机吊出槽孔外。在基岩中造孔时，根据岩石的风化程度，采用不同的造孔方法，遇风化较破碎岩石用“轻打啃取”法，遇较坚硬岩石，则用“重打冲击”法。

3.4.1.3基岩鉴定

槽孔嵌入基岩的深度必须满足设计要求。

基岩岩样是槽孔嵌入基岩的主要依据，必须真实可靠，并按顺序、深度、位置编号，填好标签，装箱、妥善保管。

3.4.2泥浆置换及清孔

3.4.2.1泥浆置换及清孔

造孔结束后，对槽孔的孔斜、孔深、嵌岩深度、小墙质量进行全面检查，经检查合格后，进行清孔换浆。清孔换浆结束后1h，应达到下列清空标准：

a.孔底淤积厚度不大于10cm；

b.使用粘土泥浆时，孔内泥浆密度不大于1.30g/cm3，粘度不大于30s，含砂量不大于10%；

3.4.2.2清孔应遵守以下规定：

a.孔壁土质较好不易坍孔者，可用空气吸泥机清孔。

b.必须及时补充足够的泥浆或者清水，始终保持桩孔中浆面稳定。

c.清孔后孔底沉渣厚度应满足设计或者规范要求。

d.清孔换浆合格后，方可进行下道工序。

二期槽孔清孔换浆结束前，应清除接头砼孔壁上的泥皮。宜用钢丝刷子钻头进行分段刷洗，刷洗的合格标准是：刷子钻头上基本不带泥屑，孔底淤积不再增加。清孔合格后，4h内开浇砼。单孔检查验收，槽孔终孔验收，清孔验收等工作，均按有关技术规范要求进行，并详细做好各项记录。清孔验收抽样泥浆（距孔底1.0m取样）密度≤1.3g/cm3，含砂量≤10%，粘度≤30s。

3.4.3墙体浇筑工艺

3.4.3.1导管

砼浇筑采用“直升导管法”，导管内径以230mm，壁厚4mm，导管布置间距可根据实际情况，按规范要求进行，导管组装后，进行密闭承压试验，提升导管采用冲击式钻机提升作业；导管埋入砼的深度不得小于1m，不宜大于6m。

3.4.3.2砼的运输和浇筑强度

砼从搅拌站出料后，用拖式砼泵，直接输送到施工平台的储料斗里，通过储料斗的卸料槽流入导管漏斗，砼浇筑强度以槽段内砼面上升速度不小于2m/h为宜，砼面高差不大于50cm，砼终浇高程高于设计高程50cm。槽孔口应设置盖板，避免砼散落槽孔内；

3.4.3.3混凝土质量控制

砼原材料质量：粗骨料采用碎石，骨料中粘土和其他杂质含量低于2%，超径含量不大于5%，逊径含量不大于10%；各种材料的配料偏差，水泥、掺和料、水为±1%，砂、石为±2%。入孔砼坍落度控制在18～22cm，扩散度控制在34～40cm。

及时做好各槽段砼性能指标的统计和分析工作，发现存在问题要作出调整分析意见和改进措施。

3.4.3.4墙段连接

根据以往砼防渗墙施工经验墙段连接采用套打法连接，更易保证接头质量。该接头方法工艺简单，不需专门的设备，形成的接缝可靠。砼接头孔套打一般在一期槽段砼浇筑完毕24～36小时后进行，在其两端主孔位置用冲击钻再套打一整钻，因砼强度较低，钻进不太困难，故操作中要勤放钢绳，勤抽砂，并经常检查造孔质量。

3.4.4防渗墙施工质量控制措施

3.4.4.1成墙质量控制

施工中随时对造孔的孔形及孔斜质量进行检查，尤其是在二期槽的砼接头钻孔时，放慢钻进速度，“勤测慢放”，发现孔斜较大时，应及时纠偏，以避免因孔斜过大造成墙体底部不连续。主副孔钻孔结束后，采用压钻法，凿除两孔间残留的小墙、半牙等。

3.4.4.2弱风化面鉴定质量控制

a.强风化层取一组岩样，弱风化层取三组岩样留存。弱风化面要由质检、地质、监理确定。主要槽段以地质确定为主，次要槽段以监理确定为主。

b.副孔取一组岩样留存，取样位置为终孔位置。

c.每个岩样要求不少于1.0kg。

d.每袋岩样应标明位置（桩号、槽号、孔号、取样深度、编号、岩样名称、取样人、鉴定人、取样单位和时间）。

3.4.4.3清孔质量

采用优质粘土制备固壁泥浆，尽可能地排除浆液中的细砂颗粒。对二期槽的接头孔采用专用的刷子进行刷洗，每次刷洗段长不大于10m，刷洗的搭接长度不小于2m。每个接头孔刷洗时，质检人员必须现场监督，并做好记录，并签字确认。

3.4.4.5混凝土浇筑质量

a．按要求进行各种原材料的检验，修建满足要求的砼自动拌和站，保证配料准确，配置足够排量的砼泵送设备，确保浇筑的上升速度。

b．浇筑前，对拟用的导管进行密封压水，检查导管是否漏水，防止导管在浇筑过程中发生漏浆、混浆现象。

c．砼浇筑过程中，严格控制砼面的高差。每2小时测量一次机口砼的坍落度和扩散度，及时对不合格的配比进行调整；每半小时测量一次砼面深度（开浇及终浇时应适当缩短测量间隔时间），指导导管的拆卸。

d.终浇高程确保高于设计高程0.5m以上。

四、帷幕灌浆施工

主坝帷幕灌浆按设计对防渗墙地基及两岸岸墙地基进行帷幕灌浆处理，灌浆孔设1排，孔距为2m，分三序进行钻灌，累计完成帷幕灌浆1151.96m。经压水试验，透水率均小于设计控制标准5Lu，符合设计要求。

五、防渗效果分析

对主坝坝体测压管水位进行计算汇总，控运期间高水位（以2012年8月11日库水位225.14m为例）时，主坝实测水位特征值见表1。坝体测压管水位时间过程线如图1所示。高水位时坝体浸润线如图2。

表1 主坝各测点位势特征值表

测点编号 实测水头（m） 水位差（m） 位势 上下游桩号

CZ1 219.90 20.20 79.4% 主坝下0+00.70

CZ2 214.80 15.10 59.4% 主坝下0+03.30

CZ3 205.10 5.40 21.2% 主坝下0+23.0

CZ4 199.70 0.00 0.0% 主坝下0+41.68

防渗墙前后水位差 5.10

防渗墙前后位势差 20.0%

注：2012年8月11日库水位225.14m；下游水位199.7m

由主坝测压管观测资料可知，测压管水位反映了大坝实际渗流状况。2012年8月11日库水位225.14m时，主坝防渗墙前后水位差为5.1m，消减位势20%，且防渗墙内水力坡降比粘土心墙内水力坡降大，初步表明主坝防渗墙已发挥防渗作用。

图1坝体测压管水位时间过程线

结束语

水库除险加固工程中大坝防渗处理经常会采用砼防渗墙和帷幕灌浆两种方法，施工后效果显著；砼防渗墙施工关键是做好导向槽和施工作业平台，施工过程中加强观测，对于坝体填筑质量差的部位，尽量采用小槽段、单向推进、钻劈法施工。孔形和清孔是保证防渗墙体的整体性和混凝土浇筑质量的关键；混凝土浇筑过程是保证防渗墙质量的最后一关，也是最重要的一关，在实际施工中要控制砼浇筑强度。

参考文献

1、傅建萍、李建平.浅述混凝土防渗墙导墙及施工平台施工方法[J].地方水利技术的应用与实践2007（10）.159-162.

2、SL174-96，水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范[s].