防滲技術在岸堤水庫除險加固中的應用

張桂富

（臨沂市水利勘測設計院，山東 臨沂 276001）

岸堤水庫位于蒙陰縣界牌鎮圈里村西，始建于1960 年，水庫控制流域面積1 690 km2，總庫容7.80 億m3。水庫工程等別為Ⅱ等，工程規模為大（2）型，主要建筑物主壩、溢洪道（閘）、輸水洞級別為2 級，副壩等次要建筑物為3 級。

岸堤水庫建設時期受當時技術、經濟條件的限制，有些壩段清基不徹底，部分壩段截滲墻下河床砂沒有清除干凈，存在壩基滲漏問題；部分壩段截滲墻與灰巖直接接觸，存在接觸沖刷的可能性。主壩心墻砂殼壩（樁號0+000～0+780）滲透性不滿足規范要求，懸掛式截滲槽起不到截滲作用；主壩均質壩（樁號0+780～1+650）壩體黏粒含量、塑性指數偏高；試驗段滲透系數合格率36.4%，均需要采取工程處理措施。

1 工程防滲設計

壩體混凝土防滲墻，軸線位于大壩上游距大壩軸線4.0 m 處，頂高程180.8 m，底高程按嵌入基巖內1.0 m 控制，墻厚0.4 m，分C10 素混凝土和塑性混凝土兩部分。C10 素混凝土防滲墻頂插入土質防滲體高度為3 m，以上部分采用塑性混凝土。

帷幕灌漿孔軸線同混凝土防滲墻軸線，布置單排灌漿孔，共計長1 325 m，相鄰孔距1.5 m，采用四序孔灌注，灌漿深度14～26 m（以基巖透水率不超過10 Lu 為控制標準），灌漿后帷幕透水率應小于5 Lu，灌漿自上而下分段進行，每段長不大于5 m，灌漿壓力0.4～0.7 MPa。

2 帷幕灌漿施工

2.1 現場灌漿試驗

1）確定試驗位置。試驗場地選擇，按照地質條件具有代表性的原則，試驗段選在灌漿施工區域地質條件中等偏差的地段，即樁號0+486～0+498、0+582～0+594，距離設計灌漿軸線上游 1.0 m，并在試驗段選檢1（樁號0+488.25）和檢2（樁號0+584.25）作為檢查孔，驗證擬定參數的合理性。

2）擬定試驗參數。根據施工技術規范和施工經驗，擬定該次試驗參數后，進行施工驗證。樁號0+582～0+594 采用純水泥漿液，施工配比。水灰比（重量比）采用：3∶1；2∶1；1∶1；0.8∶1。樁號 0+486～0+498 采用水泥黏土漿液，施工水灰土比（重量比）為 3∶0.9∶0.1；2∶0.9∶0.1；1∶0.9∶0.1；0.8∶0.9∶0.1。

通過鉆孔檢查和五點法壓水試驗數據分析，兩種漿液方案灌漿后基巖透水率均小于5 Lu，滿足設計要求。水泥黏土漿灌注由于黏土本身吸水性較大，等待凝固時間較長，純水泥漿灌注等待凝固時間較短，有利于加快施工進度，且作為成熟施工工藝質量有保證。為此，通過試驗確定采用純水泥漿液，水灰比 3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1，灌漿壓力0.65 MPa。

2.2 帷幕灌漿施工

1）制漿。按選定的施工配比及用材量,按照水、水泥順序投放在攪拌桶中，機械攪拌呈純水泥漿液，過篩清除雜物放入蓄漿桶中,用比重計校對濃度符合要求后即可使用。

2）灌漿。對于弱風化巖石，吃漿量小者，采用一次升壓法，即灌漿一開始將壓力值盡快地升到允許的最大壓力值，直至灌漿結束。

3）封孔。采用自上而下分段灌漿，封孔時應注意控制水灰比、灌漿壓力和注入率，認真、準確填寫封孔記錄表，根據灌漿孔上部空余部分選擇合適的封孔方法。

3 混凝土防滲墻施工

3.1 施工前準備工作

1）優化混凝土配合比。通過篩選并多次進行配合比論證，最終確定滿足設計各項指標要求，各類原材料相互適應的施工配合比詳見表1。

表1 素性混凝土配合比 kg/m3

2）嚴格把控混凝土拌和質量。施工準備階段提前對拌和系統的計量裝置進行標定，確保計量準確，針對不同的拌和設備，明確拌和時間。水泥進場后，除提供出廠合格證、質量證明文件、檢驗報告，及時取樣抽檢。對砂、石子的含泥量、含水量每班檢測一次，如遇雨天適當增加含水量檢測次數，根據實測含水量及時調整用水量，確保混凝土坍落度穩定。

3）泥漿制備。泥漿質量決定成槽的質量和速度。使用前必須對新制泥漿和回收的泥漿進行檢測，經監理工程師確認后方可使用。

3.2 防滲墻施工

1）槽段劃分。根據本工程的地質情況和使用的抓斗型號，劃分一期、二期槽，施工槽段長7 m，接頭形式采用下接頭管。

2）液壓抓斗成槽。采用液壓抓斗成孔、泥漿護壁的施工工藝。邊開挖邊向導墻內注入泥漿，液面始終保持在導墻頂以下30～50 cm。抓斗出入導墻口時要輕放慢提，防止泥漿在槽內波動過大，影響導墻下土層的穩定。

3）換漿清槽。采用泵吸法利用泥漿循環系統置換槽底泥漿，在換漿清槽過程中，重點控制好吸漿量和補漿量的平衡，不能讓泥漿溢出槽外或漿面低于導墻頂以下30 cm。

4）水下混凝土澆筑。混凝土澆筑是防滲墻施工中的關鍵。水下混凝土澆筑采用直升導管法，導管下口與槽底距離一般不大于50 cm，混凝土上升速度不小于2 m/h。澆筑混凝土時，安排專人負責隨時測定混凝土面高度，及時做好記錄，保證混凝土面均勻上升。混凝土必須連續灌注，不得中斷；為防止意外，施工前指定備用拌和站。

4 施工注意事項及建議

4.1 現場灌漿試驗

通過灌漿試驗，確定了各灌漿參數，調試了鉆孔灌漿施工系統，確定了合理的機械設備和人員配置，為準確預判施工工期奠定了基礎。

4.2 導管混凝土澆筑

混凝土澆筑過程中，因時間間隔過長，可能出現導管不暢或堵塞，不能用敲打或用外力振動導管，應當通過快提快落上下竄動，使混凝土在導管內形成一定沖擊力的方法疏通導管。同時應減小導管埋深，保證導管外泥漿不能進入導管內。

4.3 防滲墻質量檢查

塑性混凝土的強度較低，不宜對成墻混凝土進行取芯檢測，大多在澆筑混凝土時現場取樣。對混凝土防滲墻成墻質量的檢查，最好采用無損檢測方法，如超聲波和CT 法，檢測防滲墻的連續性和接頭孔的連接質量。

5 結 語

經過對帷幕灌漿后防滲段進行鉆孔檢查和壓水試驗檢測證明：大壩基巖透水率減小，巖石孔隙充填水泥結石飽滿。檢查孔的透水率均不大于5 Lu，滿足設計要求。通過CT 檢測，混凝土防滲墻的連續性和完整性較好，未發現薄弱部位，均滿足設計和規范要求，較好地解決了大壩防滲和穩定性問題。