塑性混凝土防滲墻在水庫除險加固中應用

杜元建，翟自建，韓 鋒

（費縣水土保持局，山東 費縣 273400）

古城水庫位于臨沂市費縣東北部，屬沂河水系祊河支流，古城河上游，壩址坐落在方城鎮(zhèn)東古城村北。古城水庫始建于1970-10，1971-08竣工，控制面積為16.7 km2，總庫容為1 396萬m3，興利庫容為881萬m3，是一座以防洪，灌溉為主，結合高效農(nóng)業(yè)區(qū)供水、鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水和水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫。

1 大壩防滲體現(xiàn)狀分析

由于修建時受技術及經(jīng)濟條件的限制，工程建設標準低，質(zhì)量差。壩基清基不徹底，基巖為強風化巖石，具有中等透水性，壩后滲水嚴重；壩體心墻填料混雜，填筑質(zhì)量差，滲透系數(shù)大于 1.0×10-5cm/s，壓實度 0.83～0.99，小于 0.96的占80.6%，滲透系數(shù)與壓實度均不符合規(guī)范的要求。防浪墻基礎與防滲體連接易形成滲漏通道。大壩高程125.24～126.87 m以上以礫質(zhì)中粗砂為主， 滲透系數(shù)為 9.35×10-5～3.52×10-7cm/s大于1×10-5cm/s，具有中等透水性，防滲能力較差。橫剖面揭示上下游貫通，易形成滲漏通道威脅大壩的安全。

2 防滲方案比選

現(xiàn)行工程施工中，成熟而有效的防滲方案有兩種：塑性混凝土防滲板墻方案和高壓旋噴灌漿方案。根據(jù)本工程實際，因為心墻部分占工程量的絕大部分，因而僅對心墻部分的兩種方案進行比較對照。方案Ⅰ（塑性混凝土防滲板墻），優(yōu)點是施工技術可行，防滲效果好。缺點是施工工藝及技術要求高，需選用專業(yè)施工隊伍，可比項投資374.6萬元。方案Ⅱ（高壓旋噴灌漿），優(yōu)點是施工管理簡單，施工速度快，工期較短，環(huán)保效果好。缺點是壩體系黏土土料，高噴穿透成墻困難，質(zhì)量較難控制，可比項投資350.5萬元。

根據(jù)上述2個方案的特點，結合工程地質(zhì)條件，按照科學可靠、安全經(jīng)濟、適用的原則，經(jīng)過全面分析，慎重考慮，大壩心墻防滲體加固采用方案Ⅰ，即塑性混凝土防滲墻截滲加固方案。具體布置如下：基巖以上防滲體采用塑性混凝土防滲墻，墻底的高程線嵌入中風化基巖1.0 m。墻頂抬高至高程為125.8 m，與防浪墻底平齊。根據(jù)有關資料，經(jīng)過計算，古城水庫防滲板墻厚度確定為0.4 m。

3 塑性混凝土防滲板墻施工

混凝土防滲板墻施工包括造槽和成墻兩部分，造槽中心墻部分采用液壓薄壁抓斗成槽，基巖部分采用回轉(zhuǎn)式?jīng)_擊鉆成槽，并及時采用泥漿固壁。成墻是采用垂直導管向充滿泥漿的槽孔內(nèi)澆注摻有30%左右泥漿的C15混凝土置換出泥漿，澆筑成連續(xù)的塑性混凝土墻體。

3.1 造槽施工

造槽是塑性混凝土板墻施工的關鍵一步，關系到整個工作的成敗。根據(jù)古城水庫大壩的實際情況，在壩軸線上游3 m處，將原壩坡開挖至125.8 m高程，修筑防滲板墻施工平臺，寬度為10 m。利用上游砂殼填筑上游平臺，施工平臺寬度要求上游寬度不得低于4 m，并做好導漿平臺和排漿溝。其施工工序為“測量放線→砌筑C15混凝土導墻→鋪設導墻鋼軌→造槽機械就位→挖槽→吸泥清底。成槽采用的是液壓抓斗成槽與CZ-22型沖擊鉆配合成槽。采用“四鉆三抓”法，即將防滲墻分槽段，由沖擊鉆打出導向孔，再利用液壓抓斗抓土成槽；壩基的巖石成槽采用CZ-22型沖擊鉆沖擊破碎基巖，抓斗取渣。成槽過程中及時采用泥漿固壁，防止槽壁的坍塌破壞。泥漿的配合比嚴格按照規(guī)范及現(xiàn)場的試驗確定。

3.2 成墻施工

澆筑成墻是最后一道關鍵工序。其工序為C15塑性混凝土的拌制→運輸→直管法澆注成墻→質(zhì)檢養(yǎng)護。施工中采用直管法進行混凝土的澆筑。導管內(nèi)徑為20 cm，繪制終孔剖面圖，確定導管的下置長度，并在終孔剖面圖上標注導管的中心位置，導管的組合情況。澆筑的過程中定時測量混凝土面及導管內(nèi)的混凝土面，根據(jù)混凝土面上升情況決定導管的提升高度，從而保證防滲墻的澆筑質(zhì)量。相鄰兩槽段混凝土澆筑前，及時清理接頭，確保成墻的連續(xù)性。澆筑后的墻段，及時進行覆蓋養(yǎng)護，28 d內(nèi)嚴禁重車上壩，周圍50 m內(nèi)禁止放炮作業(yè)。上下游壩坡禁止大型機械振動碾壓。施工過程要及時做好現(xiàn)場記錄。

4 結語

古城水庫的塑性混凝土防滲板墻在施工過程中，嚴格按照規(guī)范及設計要求，統(tǒng)籌安排，科學施工。經(jīng)過山東省水利工程質(zhì)量與安全檢測中心站對防滲墻槽孔及泥漿進行檢測，檢測中共抽檢52點次，合格率為100%，抗壓強度、彈性模量及滲透系數(shù)檢驗指標全部合格。通過對防滲墻進行無損檢測，檢測得知：1）防滲墻整體連續(xù)性較好，未發(fā)現(xiàn)有段墻、矮墻或墻體中斷現(xiàn)象。2）整體來看，防滲墻密實性較好，未發(fā)現(xiàn)墻體大面積混凝土離析、孔隙、蜂窩等現(xiàn)象。3）雷達圖像顯示防滲墻墻底反射不明顯，分析認為墻體底部界面不易識別。

由此可見，古城水庫塑性混凝土防滲墻施工質(zhì)量是可靠的，做法是成功的。通過3年的運行觀測，防滲墻能有效阻止壩體及壩基的滲漏，確保了壩體的安全。