小胡樓水庫除險加固中混凝土防滲墻施工技術(shù)

劉明濤

（河南省信陽市光山縣水利局，河南 信陽 465400）

1 水庫除險加固中混凝土防滲墻施工技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1 施工混凝土配制

在開展混凝土防滲墻施工過程中，除了具體的施工技術(shù)外，施工材料的選擇也是影響混凝土防滲墻最終防滲性能的關(guān)鍵之一。為此，文中首先對施工混凝土進(jìn)行配制。需要注意的是，由于水庫除險加固中混凝土防滲墻長期受水資源的作用，因此，文中設(shè)計(jì)混凝土的減水率需要控制在25%以上，對應(yīng)的含氣量控制在5.0以內(nèi)，這樣做的目的是提高防滲墻自身的抗?jié)B性能。除此之外，在28 d內(nèi)，混凝土的收縮率控制在110%以內(nèi)，對該指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行控制的主要作用是避免出現(xiàn)防滲墻有效壽命過短的情況。對于水庫除險加固工程而言，在施工階段也需要保障水庫的正常運(yùn)行，因此，最大限度縮短時間，降低施工頻率也是混凝土防滲墻施工階段需要重點(diǎn)關(guān)注的問題之一。

結(jié)合上述的設(shè)計(jì)，文中設(shè)計(jì)在單位體積的施工混凝土中，水泥（P.O 42.5 水泥）的使用量為120 kg，黏土的使用量為100 kg，膨潤土的使用量為20 kg，砂子的使用量為1 350 kg，小石子的使用量為352 kg，水的添加量為258 kg。在上述基礎(chǔ)上，再按照6%的比例添加外加劑。其中，黏土的塑性參數(shù)需要達(dá)到16.50%，膨潤土的塑性參數(shù)需要達(dá)到22.90。對于砂子和小石子，主要對具體的級配參數(shù)進(jìn)行控制。砂子的主要構(gòu)成為粒度5～2 mm，配比在40%以上，粒度在0.50～0.25 mm的配比需要控制在愛18%左右。對于小石子，其最大粒度不宜超過20 mm，其中，粒度在10～20 mm的配比控制在70%左右即可，粒度在5～10 mm的配比控制在20%左右即可。

按照上述所示的方式，實(shí)現(xiàn)對水庫除險加固中混凝土防滲墻施工材料的配制。

1.2 混凝土防滲墻施工

在進(jìn)行混凝土防滲墻施工時，結(jié)合實(shí)際的水力情況設(shè)計(jì)混凝土防滲墻的規(guī)格是保障其防滲性能的關(guān)鍵。其中，水力計(jì)算方式可以表示為：

式中：Q表示水庫的過流量，A表示水庫的過水?dāng)嗝婷娣e，C 表示水庫的謝才系數(shù)，R表示水力半徑，i表示水庫渠道坡降。

式中：m表示邊坡系數(shù)，b表示混凝土防滲墻底寬，h表示水庫的設(shè)計(jì)水深，X表示濕周。

結(jié)合上述的計(jì)算方式，以水庫的過流量設(shè)計(jì)值為基準(zhǔn)，確定具體的混凝土防滲墻底寬參數(shù)。在防滲墻框架上的打孔方式如圖1所示。

圖1 混凝土防滲墻灌漿孔設(shè)置方式圖

按照圖1所示的方式，在防滲墻框架上設(shè)置灌漿孔，將1.1部分準(zhǔn)備的混凝土注入防滲墻框架中。完成對水庫除險加固中混凝土防滲墻的施工處理。

2 應(yīng)用測試

2.1 測試環(huán)境設(shè)置

在對文中設(shè)計(jì)的水庫除險加固中混凝土防滲墻施工技術(shù)實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行分析時，以施工水庫工程為基礎(chǔ)開展了對比測試。首先，對小胡樓水庫的基本情況進(jìn)行分析，其所在位置為對應(yīng)省涇河的一級支流上游，與入涇河口之間的距離為1.20 km，與鄰近三個市區(qū)的距離分別為7.50 km，135 km和170 km。小胡樓水庫庫區(qū)及壩址區(qū)地貌上屬大別山北麓山前沖洪積扇（裙）傾斜準(zhǔn)平原中上部，由于流水沖刷和外力作用，水庫周邊形成壟崗?fù)燎鹆辏瑴\切割U 型沖溝將沖洪積扇面切割得七零八碎，谷寬一般20～50 m，山坡低緩，一般坡角10°～15°，庫區(qū)東西兩側(cè)淺切割寬緩谷地發(fā)育，多呈樹枝狀。在此基礎(chǔ)上，對水庫工程樞紐的基本情況進(jìn)行分析，相關(guān)參數(shù)信息如表1所示。

表1 小胡樓水庫基本設(shè)計(jì)參數(shù)信息統(tǒng)計(jì)表

以表1所示的參數(shù)信息為基礎(chǔ)，分別采用文中設(shè)計(jì)的混凝土防滲墻施工技術(shù)以及文獻(xiàn)［2］和文獻(xiàn)［3］提出的混凝土防滲墻施工技術(shù)開展對比測試，測試不同施工技術(shù)下，混凝土防滲墻的防滲性能。

2.2 測試結(jié)果與分析

在上述測試環(huán)境的基礎(chǔ)上，在對不同混凝土防滲墻施工技術(shù)應(yīng)用效果進(jìn)行分析時，文中將滲水量作為評價指標(biāo)，以7 d為周期，進(jìn)行了為期7 個周期的統(tǒng)計(jì)，累計(jì)得到的數(shù)據(jù)結(jié)果如表2所示。

表2 不同混凝土防滲墻施工技術(shù)滲水量統(tǒng)計(jì)表

結(jié)合表2 所示的測試結(jié)果對三種不同混凝土防滲墻施工技術(shù)的性能進(jìn)行分析可以看出，在文獻(xiàn)［2］施工技術(shù)下，在前5個周期內(nèi)，混凝土防滲墻的滲流量穩(wěn)定在10.0 Lu 以內(nèi)，并且呈現(xiàn)出隨著時間的推移，滲流量穩(wěn)定增長，并未出現(xiàn)異常，但是當(dāng)達(dá)到測試的第6 個周期后，滲流量明顯增大，單一周期的滲流量由原來的1.5 Lu 左右增加至3.0 Lu 左右。測試結(jié)果表明該混凝土防滲墻施工技術(shù)的有效周期相對較短，對于實(shí)際的水庫除險加固工程而言，難以滿足其需求。在文獻(xiàn)［3］施工技術(shù)下，混凝土防滲墻的滲流量整體保持較高的穩(wěn)定性，但是具體的防滲性能相對偏低，其中，當(dāng)達(dá)到測試的第6 個周期后，累計(jì)滲流量達(dá)到了10.0 Lu 以上。相比之下，在文中設(shè)計(jì)施工技術(shù)下，在測試周期內(nèi)，累計(jì)滲流量穩(wěn)定在10.0 Lu 以內(nèi)，單一周期內(nèi)的滲流量穩(wěn)定在1.5 Lu 以內(nèi)。綜合上述測試結(jié)果可以得出結(jié)論，文中設(shè)計(jì)的小胡樓水庫除險加固中混凝土防滲墻施工技術(shù)可以有效保障防滲墻的防滲性能達(dá)到水庫除險加固的應(yīng)用需求。

3 結(jié)語

為了最大限度保障水庫除險加固工程的施工效果，文章以防滲墻為研究對象，提出小胡樓水庫除險加固中混凝土防滲墻施工技術(shù)研究，充分考慮了水庫客觀環(huán)境條件對于防滲墻施工帶來的影響，采取了針對性的施工方案，切實(shí)實(shí)現(xiàn)了提高水庫防滲墻防滲性能的目的，對于水庫除險加固工程而言，具有良好的實(shí)際應(yīng)用價值。