某水庫壩體滲漏分析及除險加固施工質量控制

田傳興

【摘要】水庫壩體在防滲加固施工中的各個環節須進行嚴格控制，才能保證達到良好的工程施工效果。本文結合某水庫實例，分析了壩體滲漏原因，并探討了該水庫大壩深層水泥攪拌樁施工流程與質量控制手段，以期對類似工程施工有所借鑒。

【關鍵詞】水庫壩體；滲漏分析；防滲加固；質量控制

0、引言

舊水庫由于受當時經濟或技術的限制，建設水庫時考慮的后期因素較少，致使水庫在后期運行中不斷出現壩體滲漏、不穩定等安全隱患。水庫長期“帶病”運行會對水庫的安全運營和正常功能實現造成了不利的影響，因此需要對水庫進行綜合的防滲加固措施，保證水庫的安全運行。

1、工程概述

某水庫是一座以防洪、灌溉、供水為主，兼顧發電等綜合利用的大型水利樞紐工程。水庫自建成以來為當地提供農業用水2.67億立方米，極大的緩解了當地缺水局面。但該水庫近年來出現了壩體滲漏現象，經計算年滲漏量達0.85億立方米，達到水庫庫容總量的5%，超出相關規范要求，需進行防滲處理。

2、水庫壩體滲漏原因分析

壩體原本的填筑質量不佳，密實度不足。壩體內空隙發育（e=1.15～2.11），大部分土體壓縮性大，整體抗剪強度分布不均勻；

壩頂施工的外載荷作用。壩體上部由于外部施工機械工作，特別是長時間機械振動的影響，槽段穩定性遭到破壞；

混凝土澆筑強度及速度的影響。壩體施工成槽時耗時過長，混凝土的澆筑強度及速度對槽段的穩定產生影響；

灌漿時造成壩體劈裂。原施工中壩體灌漿時漿液的灌入量過大，在壩體內形成了連續的劈裂縫，從而使得壩體的抗滲性降低。

3、壩體防滲加固施工

依據該水庫工程現場條件，工程選用深層水泥攪拌樁防滲墻方案，此方案不僅可有效降低施工周期，確保汛期的大壩安全，更可以縮減成本投入。為保障水庫壩體的防滲加固效果，需對深層水泥攪拌樁施工過程進行嚴格的控制，壩體防滲加固施工流程如圖1所示，下面對施工環節的重點和難點進行闡述。

3.1 場地平整與樁機安設

首先使用推土機對壩頂場地進行平整，若壩頂寬度不足以滿足施工設備的寬度要求，需先降低壩頂高度1-1.5m，隨后使用人工壩頂開挖導漿溝槽，溝槽斷面為0.5m×0.5m。依據樁位平面圖與壩軸線控制樁，通過經緯儀對開挖方向進行確定，使用量尺測距并確定樁位。最后將樁機移至設計的擬鉆樁位，設備的調平對中通過攪拌機自帶的調平裝置進行，調平對中后還需再次使用經緯儀進行檢驗，確保中心的偏差小于兩厘米，偏斜率低于百分之一。

3.2 漿液制備與輸送

水泥漿制備泵轉距離深層攪拌機的距離應在50米之內。漿液的制備采用32.5R的硅酸鹽水泥，水泥使用量為占制備漿液總重量的13%～16%，水灰比為0.46～0.5，漿液制成后必須經過嚴格的過濾工序才可送進集料斗，此外制成的漿液還必須經常性的攪拌以避免出現沉淀。制成的水泥漿液使用擠壓式灰漿泵注入直徑32厘米的膠管后輸送至深層攪拌機的鉆桿內，最后由攪拌葉的出漿口射出，進入注漿壩體。

3.3 樁機鉆頭下沉與提升

作業時首先開啟灰漿泵將水泥漿液輸送至鉆頭，隨后開啟樁機，使鉆頭正向旋轉并選取鉆桿向下檔，鉆進速度不得超過每分鐘0.5m，鉆頭邊攪拌邊噴漿直至到達設計深度為止。樁機鉆至設計深度后，鉆進停止的同時繼續注漿一分鐘以上，直至鉆口出現泛漿為止，以確保防滲墻墻底水泥土壓密嚴實。隨后將鉆機反向旋轉，并選取鉆桿向上檔，鉆頭開始向上提升，提升速度不得超過每分鐘0.5m，提升時繼續保持噴漿與攪拌，確保孔口保持輕微的泛漿現象。待鉆頭提升到設計的樁頂高度后，停止提升與噴漿。深層攪拌樁機再次正向旋轉并下沉，下降至設計深度后反向旋轉并再次提升直至樁頂位置，以確保漿液的充分攪拌混合。

4、施工質量的控制與檢驗

4.1 工程質量控制

在施工中，工程監理必須對鉆孔的施工進行嚴格監管，確保孔位中心偏差小于兩厘米且鉆孔偏斜率低于百分之一，鉆進速度控制在每分鐘0.5米以內，漿液配比嚴格按照設計說明進行。最后將單位時間內的水泥漿灌入量作為主要指標，并使用電腦對數據進行精確記錄。

4.2 工程質量檢驗

防滲墻施工完成后必須由專業的監理單位工程質量進行檢驗，檢驗主要通過開挖檢查與鉆孔壓水試驗達成。其中開挖檢查在工程竣工后七天進行，選擇0+30與0+140兩處樁號開挖，每處開挖長度為5米。經檢查，樁體實測直徑在550毫米以上，整體搭接連續，強度高，在壩體中形成了一道完整的防滲墻體，很好的滿足了設計要求；鉆孔壓水試驗與開挖檢查同時進行，具體做法為：自兩個開挖孔位中隨機選取一個，使用鉆機進行鉆進作業，作業中每間隔5米進行一次壓水試驗，壓水試驗操作按照有關規程進行。本次檢測中共計進行六次壓水試驗，滲透系數在（9.12×10-7～3.25×10-7）cm/s間，均低于1×10-6cm/s的規范要求，滿足壩體防滲設計。

5、結語

深層水泥攪拌樁施工質量易受多方面因素的影響，為保證工程施工質量，施工中必須嚴格對施工工序進行控制和對混凝土質量的檢測，以此才能達到最優的壩體防滲加固效果。某水庫大壩主體為粘土均質壩，使用深層攪拌樁進行施工，施工十分順利，整個施工耗時不足一月，共計完成進尺量達8000米，施工完成后經檢驗很好的達成了壩體防滲的相關設計要求，且施工成本較低，獲得了工程質量與經濟效益的雙贏。