堤壩防滲墻加固技術(shù)分析

房曉東

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院勘測(cè)總隊(duì)，新疆 昌吉 831100）

堤壩防滲墻施工的好壞對(duì)提高堤壩的抗?jié)B性與穩(wěn)定性具有重要的影響，因此在工程中采取相適應(yīng)的防滲加固技術(shù)和質(zhì)量保證措施[1～6]，才能保證水利水電工程正常使用。

1 工程概況

洪溝水庫(kù)位于金溝河下游，地理坐標(biāo)東經(jīng)85°41′27″～85°42′12″,北緯44°27′30″～44°28′32″。水庫(kù)隸屬新疆生產(chǎn)兵團(tuán)農(nóng)八師巴音溝河管理處管轄。洪溝水庫(kù)2+600-3+050 壩段壩體加固工程，主要采用塑性混凝土防滲墻施工。混凝土防滲墻的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)為：強(qiáng)度指標(biāo)C5，抗?jié)B指標(biāo)W6，設(shè)計(jì)墻厚0.3 m，防滲墻混凝土為商品混凝土。由于本工程施工線路較短，考慮到施工方便，在壩后設(shè)置泥漿攪拌系統(tǒng)，供應(yīng)槽內(nèi)護(hù)壁泥漿。泥漿攪拌用水就近采用壩后滲水。送漿管路采用內(nèi)徑50 mm 的高壓膠皮軟管鋪設(shè)至槽口。洪溝水庫(kù)東距新疆沙灣縣18 km，南距312 國(guó)道18 km，距石河子市65 km，交通便利。基槽開(kāi)挖設(shè)計(jì)工程量1 088.0 m3，防滲墻成槽8 316.0 m2，C5 混凝土防滲墻設(shè)計(jì)工程量2 495.0 m3，基槽回填土方量957.0 m3。

2 防滲墻施工方法

2.1 灌漿材料與施工流程

本標(biāo)段工程建設(shè)所涉及的自密實(shí)混凝土、水泥砂漿、膏漿等配合比均按設(shè)計(jì)要求的參數(shù)控制，同時(shí)委托檢測(cè)公司完成配合比試驗(yàn)及報(bào)告，在土料場(chǎng)取優(yōu)質(zhì)合格土料，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)粘土制漿機(jī)加水破碎攪拌均勻后保存至泥漿池充分?jǐn)嚢瑁俪槿≈林茲{桶配制水泥粘土膏漿。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及試驗(yàn)區(qū)孔位對(duì)應(yīng)里程位置用GPS進(jìn)行測(cè)量放線布孔，用鋼筋樁標(biāo)記。沖孔、洗孔至孔口回水清凈為準(zhǔn)（覆蓋層區(qū)域不進(jìn)行沖孔、洗孔），并且孔內(nèi)沉砂厚度小于20 cm。先導(dǎo)孔灌前壓水采用分段卡塞式壓水，并按相關(guān)規(guī)范計(jì)算灌前透水率。終孔段10 m 范圍若出現(xiàn)灌前透水率＞10 Lu 的情況，則采用分段卡塞式壓水。基巖段按2 m、3 m、5 m 進(jìn)行鉆進(jìn)并做壓水試驗(yàn)。鉆孔流程如圖1 所示。

圖1 灌漿孔鉆孔流程

地下水位測(cè)定如圖2 所示：①將電接點(diǎn)式水位計(jì)與顯示儀表連接，入水測(cè)試正常；②將電接點(diǎn)式水位計(jì)下入孔內(nèi)；③水位計(jì)電極接觸地下水時(shí)，儀表顯示電路接通；④記錄水位穩(wěn)定時(shí)的水位計(jì)下入孔內(nèi)長(zhǎng)度作為地下水位值。

圖2 地下水位測(cè)定

2.2 裂隙沖洗

高壓噴射沖洗。讓具有較高壓力的水從噴嘴中噴出，對(duì)準(zhǔn)所要處理的軟夾層或者充填溶洞作高速?lài)娚洌瑢?duì)充填物實(shí)行切割，被切割下來(lái)的較細(xì)小顆粒與水?dāng)嚮煸谝黄穑粠С龅孛妫皇Ｏ碌妮^大顆粒（巖塊），由于改變了級(jí)配，孔隙度增大，可被后來(lái)的灌漿固結(jié)起來(lái)。一般使用的壓力越大，噴射的時(shí)間越長(zhǎng)，則所作用的范圍也就越大。

2.3 巖石層帷幕灌漿

孔口管埋設(shè)如圖3 所示，根據(jù)試驗(yàn)區(qū)開(kāi)展情況最大安裝深度為29 m。

圖3 孔口管埋設(shè)示意

孔口管上端焊橫向擋筋，以防孔口管下落；在下端焊三根10 cm 長(zhǎng)的Φ6.5 mm 鋼筋作為對(duì)中架，下入孔口管，使其對(duì)中并用水平尺校正。在施工中由于反復(fù)劈裂冒漿，除HⅡ試驗(yàn)區(qū)外，套管安裝深度基本為20～30 m，采取擴(kuò)孔二次安裝套管隔離上部破碎基巖、雙層套管等施工措施。帷幕灌漿試驗(yàn)設(shè)計(jì)初擬定灌漿壓力詳見(jiàn)表1。

表1 初擬帷幕灌漿壓力表

在試驗(yàn)施工期間存在復(fù)灌次數(shù)多、冒漿、反復(fù)劈裂、難以達(dá)到設(shè)計(jì)初擬壓力等情況，Ⅰ序孔灌漿需要多次摻砂灌注，壓力達(dá)到1.2～1.5 MPa 反復(fù)劈裂冒漿，冒漿點(diǎn)隨孔深加深后距孔位越來(lái)越遠(yuǎn)，采取濃漿、間歇、限流、待凝掃孔復(fù)灌等措施均無(wú)效果，單段最多復(fù)灌22次。通過(guò)數(shù)次灌漿專(zhuān)題會(huì)及專(zhuān)家咨詢后，針對(duì)庫(kù)區(qū)二標(biāo)存在的實(shí)際情況采用復(fù)合可控膏漿改良地質(zhì)灌注及調(diào)整灌漿壓力等措施，調(diào)整后灌漿壓力如表2 所示。

表2 調(diào)整后帷幕灌漿壓力

3 防滲墻質(zhì)量控制中的技術(shù)應(yīng)用

對(duì)水庫(kù)壩體塑性混凝土防滲墻質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，判斷墻體是否存在空洞、不連續(xù)、有縫隙等缺陷問(wèn)題。水庫(kù)質(zhì)量檢測(cè)采用的方法是探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)，防滲墻芯墻以及防滲墻鉆孔的具體檢測(cè)數(shù)據(jù)如表3 和表4 所示。檢測(cè)過(guò)程中對(duì)防滲墻體進(jìn)行鉆孔，然后利用鉆孔取芯和壓水。鉆孔共2 個(gè)，有8 個(gè)巖芯，各個(gè)鉆孔按所處方位從上至下均勻選取4 個(gè)巖芯然后進(jìn)行取樣送去檢測(cè)。墻體檢測(cè)的數(shù)據(jù)采集共有2 個(gè)取芯孔以及8 個(gè)壓水孔。用鉆孔的數(shù)據(jù)取樣，結(jié)合探地雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)，最終檢測(cè)結(jié)果顯示該水庫(kù)的壩體塑性混凝土防滲墻基本不存在質(zhì)量問(wèn)題，壩體內(nèi)部材料基本連續(xù)，孔隙裂縫蜂窩等問(wèn)題數(shù)量少，不存在大型的孔隙裂縫以及孔洞。

表3 防滲墻芯墻檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果

表4 防滲墻鉆孔防滲性能檢測(cè)結(jié)果

4 施工質(zhì)量管理

4.1 施工準(zhǔn)備順序

根據(jù)研究確定了施工方法和施工進(jìn)度計(jì)劃。對(duì)施工難點(diǎn)做了充分準(zhǔn)備，確保施工順利進(jìn)行。同工程監(jiān)理部門(mén)聯(lián)合確定防滲墻的軸線及起始點(diǎn)，并進(jìn)行埋樁標(biāo)定，同時(shí)對(duì)槽段進(jìn)行編號(hào)劃分。洪溝水庫(kù)2+600-3+050壩段壩體加固工程（2+600～3+050）m 段混凝土防滲墻，劃分為67 個(gè)單元，每8 m 一個(gè)槽段為一個(gè)單元。

4.2 質(zhì)量控制措施

混凝土防滲墻為隱蔽性工程，對(duì)蓄水池是否滲漏及穩(wěn)定性方面起著至關(guān)重要的作用，認(rèn)真貫徹總隊(duì)“有效控制每道施工工序，確保工程質(zhì)量100%合格。本段防滲墻采用商品混凝土，按照設(shè)計(jì)要求，防滲墻強(qiáng)度C5、抗?jié)BW6。對(duì)混凝土防滲墻施工中37 個(gè)槽段單元進(jìn)行質(zhì)量檢查，結(jié)果如下：

槽孔寬度均大于0.3 m；孔底淤積厚度均小于10 cm；導(dǎo)管在混凝土中的埋深都控制在1.0～6.0 m；對(duì)37 個(gè)槽段混凝土澆筑速度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，上升速度均大于2 m/h，符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求；混凝土澆筑高程也達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.3 工程質(zhì)量評(píng)定

共67 個(gè)單元，合格67 個(gè)，合格率100%。槽孔寬度根據(jù)實(shí)際澆筑方量分析計(jì)算，寬度均大于0.3 m；孔底淤積厚度檢查200 個(gè)點(diǎn)均小于10 cm，符合規(guī)范要求；導(dǎo)管在混凝土中的埋深都控制在1.0～6.0 m；對(duì)37 個(gè)槽段混凝土澆筑上升速度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，上升速度均大于2 m/h，符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求；混凝土澆筑高程達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié) 論

掌握堤壩的主要病害及其產(chǎn)生原因，并科學(xué)選擇防滲加固技術(shù)，以綜合防滲施工方案為主，整體提升堤壩的防滲性能，確保堤壩長(zhǎng)期平穩(wěn)運(yùn)行。