防滲墻施工技術在水庫除險加固工程中的應用

中山市水庫水電工程管理中心 廣東中山 528400

摘要：近年來，混凝土防滲墻技術在水利工程中的應用越來越廣泛，加強混凝土防滲墻施工質量控制就顯得尤為重要。本文結合工程實例，針對水庫大壩滲漏問題，提出了防險加固的方案，并且對施工要點作了簡要的論述，對于同類工程施工具有一定的指導意義。

關鍵詞：防滲墻；水庫大壩；施工要點；加固

1 前言

水庫作為一項重要的水利基礎設施，擔負著防洪、灌溉、養殖和發電等重任。隨著使用時間的增加，不少水庫都在不同程度上出現滲漏問題，這不僅僅影響水庫的正常使用，而且直接威脅到下游人民的生命和財產安全。防滲墻對地質條件的適應性強、既可防水、防滲、又可擋土、承重，在水庫大壩防滲中得到了廣泛應用。但是大壩混凝土防滲墻施工技術復雜，若不重視其施工工程和質量控制，會影響防滲墻的施工和使用。因此，筆者結合實例，就防滲墻在水庫除險加固的施工應用進行了探討。

2 工程概況

金鐘水庫位于廣東中山市城區東南面白石涌河上游。離中山城區只有2km，均質土壩，建于1959年。大壩位置處于東經113°22′、北緯22°29′，是一宗以防洪、供水為主的小（I）型水庫。水庫集雨面積4.24㎞2，總庫容320萬m3。壩址以上河流長度2.65㎞，平均坡隆0.032，河流由南向北流經白涌匯入歧江河。

水庫樞紐包括大壩、輸水洞、溢洪道和壩后電站等建筑物組成。壩長317米，壩頂高程29.00米，壩頂寬度5米，最大壩高14.85米，防浪墻高度為0.65米，大壩迎水坡坡度為1：2.00和1：2.25，采用C15素混凝土板護坡，背水坡坡度為1：2.00和1：2.50，采用混凝土預制塊護坡。

3 存在主要問題

該庫大壩由于地形地質條件和建設資金不足等原因制約，又屬于“三邊”工程。大壩工程施工質量差，設計標準低，水庫建成后就帶病運行。在五十多年的運行中，水庫壩體曾發生5次嚴重裂縫，大壩發生沉陷，兩岸壩肩嚴重滲漏等安全隱患。2002年11月水利部大壩安全管理中心以壩函[2002]1813號文同意水庫安全鑒定為三類壩。

4 大壩防滲加固

金鐘水庫總庫容320萬m3，工程等別為I等，工程規模為中型。大壩、溢洪道、輸水涵管等主要建筑物為3級建筑物。1979年冬起按50年一遇洪水設計，500年一遇洪水校核的防洪標準加固，2013年防滲加固工程是大壩實施灌漿，灌漿孔分2排，排距1.2m，孔距2m，沿壩頂軸線梅花型布置，共布316孔。壩體中間灌漿高程為15.0m-2.0m（珠基）兩頭壩肩高程為23.0m-20.0m。

防滲加固橫剖面如下圖所示。

大壩防滲加固平面圖如下圖所示。

4.1 大壩防滲加固方案比選

根據該水庫具體地形、地質情況和壩體、壩基的滲漏情況，壩體防滲選取壩前垂直防滲墻結合上游坡面復合土工膜防滲方案、高壓旋噴樁防滲墻方案、薄壁抓斗灌注塑性混泥土防滲墻和鉆孔灌注樁防滲墻方案進行分析比較。經過分析對比。薄壁抓斗灌注塑性混泥土防滲墻施工簡單、適用地層廣泛、墻段連接可靠、質量易于控制、檢測方便、造價低。根據安全、可靠、經濟的角度出發并結合現場實際情況，選取薄壁抓斗灌注塑性混泥土防滲墻作為大壩壩體防滲方案。

4.2 薄壁抓斗灌注塑性混泥土防滲墻

主壩段壩體防滲墻總長317.0m，深5-23m。總成墻面積為2920m2。防滲墻中心線布置在距原上游防浪墻邊緣線0.9m的位置，墻頂高程29.00m，河床段底高程16.90m；防滲墻墻體材料采用膨潤土C15塑性低彈模混泥土，為一級配，彈性模量E=2.8GPa，抗壓強度R28=7.5MPa，抗滲等級為W6；根據結構抗壓強度、抗滲強度、耐久性防滲墻厚確定為60cm。為防止施工期防滲墻頂部土方崩塌，同時便于機械作業施工，防滲墻施工前在頂部兩側布置C20鋼筋混泥土導墻，導墻為倒“L”形結構，高0.7m，頂寬0.5m，墻身寬0.3m。

5 大壩防滲墻施工

施工的主要工序為：施工準備→測量、放樣→導墻施工→造孔成槽→清孔→驗孔→混泥土澆筑→起拔接頭管。

5.1 測量、放樣

復核建設單位提供的測量控制點，根據測量控制點和施工圖紙放樣壩頂施工平臺高程，在施工平臺上放出導墻中心線和設計高程，并在地面上埋設穩定牢固的標樁，在導墻溝兩側設置可以復原導墻中心線的標樁，以便隨時檢查導墻的走向中心線。

5.2 導墻施工

為滿足大壩薄壁抓斗灌注塑性混泥土防滲墻設備所需的平臺，按設計圖紙尺寸開挖導墻基礎、鋼筋制安、模板安裝和混泥土澆筑。導墻具有標定防滲墻平面位置、成槽方向、鎖定槽口、保持泥漿液面、槽口上部保護、外部荷載支撐作用。導墻的穩定是混泥土防滲墻施工安全的關鍵。導墻施工時平行于防滲墻中心線，保證垂直度。模板拆除后，導墻溝內每隔2m設一道水平支撐，及時回填土方，在自然養護條件下，達到設計強度50%以上才能進行成槽作業。

5.3 造孔成槽

5.3.1 槽段劃分

造孔成槽是決定施工進度和質量的關鍵工序，是防滲墻施工中的重要環節。根據地質情況的好壞、周圍環境、單位時間內供應混泥土的能力、液槽容積、場地面積、連續作業時間、槽段之間接頭位置來確定槽段長度，主壩槽段長度6.0m，副壩槽段長度6.5m，槽寬60cm。

5.3.2 槽段開挖

根據工程地質特征和成槽要求，選真砂型液壓抓斗成槽機。液壓抓斗成槽機挖槽時，采用兩孔一抓施工工藝，即在每一挖掘單元兩端用潛水鉆機鉆兩個直徑60cm的垂直導孔，然后抓斗在吃土阻力均衡的狀態下挖除導孔之間的土體，使之形成槽段。待單孔和孔間隔墻都挖到設計深度后，再沿槽長方向套挖幾斗，修理整平槽內凹凸面，保證其良好的直線性；在成槽作業中，時刻關注傾斜儀器的動向，及時糾正垂直偏差，保證其良好的垂直度。

5.3.3 泥漿固壁

在槽段開挖的全過程都用膨潤土制成的泥漿中進行作業。主要起到固壁、攜渣、冷卻和潤滑等作用，成墻后還可以增加墻體的抗滲性能。泥漿按配合比配制到容積為125m3的制漿池中溶脹24h后，用3LM型泥漿泵輸送到槽內，槽內泥漿液面保持在不外溢的最高液面；暫停施工時，漿面不低于導墻頂面30～50cm，護壁泥漿配合比見表1所列。

表1 護壁泥漿配合比

5.4 清孔

在混泥土澆筑前，清除每一單元槽內漿液中懸浮的鉆渣和槽底的沉渣。

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