浅谈塑性混凝土防渗墙在花山水库除险加固工程中的应用.pdf

第8 期 ( 总第1 3 7 期) 中 国水能及 电气化 N o 8( T O T A L N o 1 3 7 ) 2 0 1 6 年8 月 C h i n a Wa t e r P o w e r &E l e c i ti c a t i o n DOI ：1 0 1 6 6 1 7 j c n k i 1 1 5 5 4 3 T K 2 0 1 6 0 8 0 0 3 浅谈塑性混凝土 防渗墙在 花 山水库 除险加 固工程 中的应用 劳正绍 粱水 新 陆家辉 ( 广西润能水 电设计研究有限公 司，广西 南宁5 3 0 0 0 7 ) 【 摘要】 塑性混凝土防渗墙是一种塑性墙体结构，具有一定的抗压强度和抗渗能力，有较低的弹性模量，并 可人为地控制，抑制渗漏、管涌等。塑性混凝土防渗墙不仅能有效截断坝 ( 土)体的渗透水流和降低坝 ( 土) 体 中渗透坡 降，还 能承 受一定 的垂直和水平荷载 ，能适 应周 围坝 ( 土 )体 变形 、地 基变形 ，大大减 小墙 体 内应 力，避免墙体开裂，且可节约水泥，降低工程防渗造价，效果显著。 【 关键词】 塑性混凝土防渗墙；试验；效果 中图分类号 ：T V 5 4 3 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 6 7 3 - 8 2 4 1 ( 2 0 1 6 )0 8 0 0 0 4 - 0 4 On t he a pp l i c a t i o n o f pl a s t i c c o nc r e t e c ut - o ff wa l l i n Hua s ha n Re s e r v o i r Ri s k Re mo v a l Re i n f o r c e me n t P r o j e c t L A0 Z h e n g s h a o，L I ANG S h u i x i n，L U J i a h u i ( G u a n g x i R u n n e n g H y d r o p o w e r D e s i g n R e s e a r c h C o ， L t d ， N a n n i n g 5 3 0 0 0 7 ，C h i n a ) Abs t r ac t ：P1 a s t i c c o nc r e t e c u t 一 0 f f wa l l i s a p l a s t i c wa l l s t r uc t ur e wi t h c e r t a i n c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a nd i mpe r me a b i l i t v c a p a c i t y ，a n d l o we r mo d u l u s o f e l a s t i c i t y，w h i c h c a n b e c o n t r o l l e d a r t i fic i a l l y f o r c u r b i n g l e a k a g e ，p i p i ng，e t c Pl a s t i c c o n c r e t e c u t o ff w a l l n o t o n l y c a n c u t o ff s e e p a g e f l o w o f t h e d a m ( s o i l )b o d y a n d l o w e r s e e p a g e s l o p e i n t h e d a m ( s o i l ) b o d y ， b u t a l s o c a n w i t h s t a n d c e r t a i n v e rt i c a l a n d h o r i z o n t a l l o a d I t c a n a d a p t t o t h e s u r r o u n d i n g d a m ( s o i l )b o d y d e f o i n a t i o n a n d f o u n d a t i o n d e f o r ma t i o n，t h e r e b y g r e a t l y r e d u c i n g s t r e s s i n t h e w a l l ，a v o i d i n g wa l l c r a c k i n g，s a v i ng ce m e n t a n d r e d u c i n g t he c o s t o f t h e e ng i n e e r i ng s e e pa g e c o n t r o l wi t h r e ma r ka bl e e f f e c t Ke y wo r d s：p l as t i c c o n c r e t e c u t o ff wa 1 ：t e s t；e f f e c t 1 工程简介 广西钟 山县花 山水库 位 于县城 西北 3 3 k in 的花 山 瑶族乡境 内，由拦截思勤江支流大花江 而成 ，集雨 面 积 7 6 k in 。 ，1 9 8 4年建 成 ，设计 总库容 4 4 5 0万 m ，工 4 程 主要 由主坝 、1 号 6号副坝 、溢洪道 、放水 隧洞 、 水 电站及有 关附属建筑物组成。此次 加 固任务 主要 是 对主坝、1 号副坝和 2号副坝坝体进行防渗加固，设 计采用塑性混凝 土防渗墙 。 地 上 搜 不 Co n s t r u c t i o n Te c hn o l o g y 2 塑性混凝土设计和施工技术规范要求 2 1 设计要求 钟 山县花 山水库 除险加 固工程坝体 塑性混凝 土防 渗 墙 的 设 计 指 标 为 ：2 8 d龄 期 抗 压 强 度 不 小 于 2 0 M P a ，2 8 d弹性模量不大于 1 0 0 0 MP a ，渗透 系数 K=( 1 9 ) 1 0 c m s ，抗渗等级 W6 。 2 2 施工技术要求 水利水 电工程混凝土 防渗墙 施工技术 规范 ( s L 1 7 4 _9 6 )和 水电水利工程混凝土防渗墙施工 规范 ( D L T 5 1 9 9 -2 0 0 4 )对塑性混凝土墙体材料 要求如下 ： I t 入孔坍落度 1 8 0 2 2 0 m m，坍落度保持 1 5 0 m m 以上 的时 间应不小于 1 h 。 b 扩散度 3 4 0 4 0 0 m m。 c 初凝时间不小于 6 h 。 d 终凝时间不大于 2 4 h 。 e 混凝 土密度不小于 2 1 0 0 k g m 。 3 执行标准 此次试验根据委托书和设计文件 中提 出的要求 ， 按照下列 国家和行业规程规范 、技术标准执行 。 a 水泥： 通用硅酸盐水泥 ( G B 1 7 5 -2 0 0 7 ) 。 b 粗 、细骨料： 水工混凝土试验规程 ( s L 3 5 2 -2 0 0 6) 。 c 黏土 、膨润土 ： 土工试验规程 ( s L 2 3 7 1 9 9 9) 。 d 夕 加齐 0 ： 混凝土夕 加齐 0 ( G B 8 0 7 6 -2 0 0 8 ) 。 e 塑性混凝土配合比： 水利水电工程混凝土防 渗墙施工技术规范 ( S L l 7 4 _9 6 ) 、 水电水利工程 混凝 土防 渗墙 施工 规 范 ( D L T 5 1 9 9 -2 0 0 4 ) 和设 计要求 。 混凝 土性能试验： 水工混凝土试验 规程 ( S L 3 5 2 -2 0 0 6) 。 4 原材料检验 4 1 水泥 此次试 验采 用 P C 3 2 5水 泥 ，生 产 日期 为 2 0 1 3 年 1 月 1 7日，生 产批号 为 1 0 7 。经 检验 ，该批 水泥 所检项 目符合 G B 1 7 5 2 o 0 7中 P C 3 2 5的技术要求， 其物理性能检测结果见表 1 。 表 1 水泥物理性能检测结果 密度 细度 比表面积 标准稠度用 体积 凝结时 间 m i n 抗折 强度 MP a 抗压强度 MP a 样品编号 ( g c m ) ( m k g ) 水量 安定性 初凝 终凝 3 d 2 8 d 3 d 2 8 d RN 2 0 1 3 S N 0 0 2 3 O 5 2 7 8 合格 2 0 9 2 7 2 5 9 7 2 2 7 4 4 5 0 G B 1 7 5 2 0 o 7标准中 1 O 3 0 0 合格 4 5 6 0 0 2 5 5 5 1 0 0 3 2 5 P C 3 2 5的技术指标 4 2 掺和料 掺和料使用钟山县花山水库旁的黏土和钟山县的 膨润土，其检测结果见表 2 。 表 2 黏 土、 膨 润 土 性 能 检 测 结 果 样品 密度 液限 塑限 塑性 样品编号 名称 ( g c m ) 指数 2 0 1 3 T G o O 2 黏土 2 7 9 6 2 9 3 3 8 2 9 1 2 0 1 3 WJ 0 0 1 膨润土 2 7 5 6 0 9 2 2 1 3 8 8 4 3 细骨料 细骨料使 用钟 山县出产的天然河砂 ，其 品质检 验 结果见 表 3 。 4 4 粗骨料 粗骨料使用钟山县生产的 5 2 0 m m粒级人工碎 石 ，其 品质检 验结果 见表 4 。 5 施工 技术 Co n s t r u c t i o n Te c h no l o g y 表 3 细骨料物理品质检验结果 表观密度 ( k g m ) 堆积密度 ( k g m ) 空隙率 吸水率 泥块含 含泥量 石粉含 云母 含 细度 样品编号 饱 和 干料 松散 紧密 松散 紧密 饱 和 干料 量 量 量 模数 RN 2 01 3 XL O O 2 2 5 5 0 2 5 9 0 1 3 1 O 4 9 O 9 O O 3 3 3 4 筛孔直径 m m 5 O O 2 5 O 1 2 5 0 6 3 0 3 1 5 0 1 6 0 2 MP a ，取 C =0 2 9； 按照 上 式 计 算 得 到 塑 性 混 凝 土 的 配 制 强 度 t 3 8MP a。 综合以上试验结果和成果分析 ，选定方案五作为 钟山县花山水库除险加固工程塑性混凝土推荐配合 比，见 表 6 。 表6 钟 山 县 花 山 水 库 除 险 加 固 工 程 塑 性 混 凝 土 推 荐 配 合 比 塑性 昆 凝土材料用量( k g IT I ) 控制坍落 度 控制扩散度 混凝土种类 水泥 黏土 膨润土 河砂 碎石 水 减水剂 塑性混凝土 1 6 5 1 0 o 5 0 7 6 0 7 6 0 3 1 6 3 2 1 8 0 2 2 0 3 4 04 0 0 7 实 际效果 钟山县花山水库除险加固工程塑性混凝土防渗墙 于 2 0 1 3年 9月开工 ，2 0 1 4年 5月 完工 ，整个 施工 过 程按水利水 电行 业相关 技术标 准进行 现场取样 ，对 抗 压 、抗渗、弹性模量进行室内试验 ，其结果均达到设 计要求。所有塑性混凝土防渗墙工程完工 2 8 d后 ，组 织 检测人 员对塑 性? 昆凝 土 防渗墙 进行 施 工 过程 质 量 抽 检 ，采 用 钻 孑 L 注 水 试 验 ，其 渗 透 系 数 满 足 设 计 要 求 。 8 结语 与建议 8 1 结语 我 国中小型水 库大坝 和江河 堤 防以土 石坝 为 主 ， 长期以来 防渗加 固成为我 国水利工程管理 日常工作 中 的重点 ，每年国家投入大量资金进行加固。目前广西 约有 5 0多座大 中型水 库土石 坝坝 体 防渗 加 固采用 塑 性混凝土防渗墙。塑性混凝土防渗墙不仅能有效截断 坝 ( 土)体的渗透水流和降低坝 ( 土)体中渗透坡 降，还能承受一定的垂直和水平荷载，能适应周围坝 ( 土 )体变形 、地 基变形 ，大大减 小墙体 内应 力 ，避 免墙体开裂 ，且可节约水泥 ，降低工程 防渗 造价 ，效 果显著 。塑性混凝土防渗墙广泛用于深度小于 7 0 m 的 土石坝或水工建筑物松散透水地基的防渗墙 ，施工简 便 、速度快 、消耗小 ，对 坝基 、坝体 的 防渗漏 、治管 涌效果较好 ，应用相 当广泛 。 8 2 建议 a 由于塑性 混凝 土 中水 泥 用量 较少 ，因此 工程 中使用 的水泥实 际强度不应低 于配 比 ( 下转 第 2 4页) 7 Op e r a t i o n Ma n a g e me n t 表 6 2 0 0 8 -2 0 1 4 年 库 水 位 1 1 4 8 O O m 以 上 时 1+1 3 7 渗 流 井 渗 流 量 时间段 2 0 0 8拄 2 0 0 9拄 2 0 1 0拄 2 0 1 1盎 ： 2 0 1 2生 E 2 0 1 3拄 2 0 1 4 最大值 ( 连续 3天测值) ( L s ) 2 5 9 0 2 5 6 0 2 8 1 3 2 7 0 8 2 4 6 7 2 7 l 5 2 8 7 0 平均值 ( L s ) 2 4 5 7 2 4 9 0 2 7 7 7 2 6 2 6 2 4 1 O 2 5 2 6 2 5 9 5 最高库水位 m l 1 4 8 5 l l 1 4 8 7 9 1 1 4 8 3 6 1 1 4 9 4 7 1 1 4 8 9 8 1 1 4 9 4 8 1 l 4 9 5 6 高水位时平均库水位 m 1 1 4 8 3 5 1 1 4 8 4 6 1 1 4 8 2 4 1 1 4 8 8 9 1 1 4 8 6 3 1 1 4 8 9 7 l 1 4 8 9 5 高水位持续 时间 d l 5 2 4 1 5 3 5 2 5 3 0 2 8 备注 施工前 施工期 施工后 暑1 l 5 0 世 l 1 4 5 1 1 4 0 1 1 3 5 1 l 3 O M 1IlI fJl 九 ， 一 f 1 I川Jl V 。 f V 1 l V W V 1 J 1I V f V 一 lr lI 孰 f 小 I - 一 1 ，V l l i I I l 矾 n 1 一 洲 。 l 。 I一 霪 I 图 2 渗流量与库水位过程线 皿 一 5 5 咖 4 5 退 3 5 2 5 l 5 O 5 5 F ： 断层 防渗效果评价 降 的渗流、变形 由 1 +1 3 7渗流井渗流量 、F 断层带测压管水位 等监测，并及时进行资料整编分析，确保工程安全运 和孔 隙水水 位及位 势变化 情况可知 ， F 断层带增 设防 行 。A 渗墙后，坝后渗流量有所减小，测压管位势也有所下 - -F +”- ,p ”- 4-“+ +” “十”+“ +” +“+ +- - + +” +一 ” +一“+” +”+ ( 上接第7页)试验所用水泥强度。 搅拌时间应比普通混凝土延长 9 0 s 。 b 塑性混凝土所用黏土一般为当地黏土，在使 用前必须粉碎、晾晒、过筛，以保证质量。黏土在使 用前应 配成 泥浆 ，配浆 时 ，黏 土应 浸泡 不 少 于 1 2 h ； 配浆用水应从配 比用水 中扣除。 C 混凝土所用粗、细骨料应保证质量。 d 推荐 配 比中的用水 量 可根据 工 程施 工 的实 际 情况( 如 ：施工季节 、运输距离 )适 当微调 。 e 塑性 混凝 土 的搅 拌 应 首 先 加 入 粗 、细 骨 料 ， 然后加膨润土和水泥，最后加入黏土泥浆和剩余水。 2 4 “+”+ 十”十” - ” 一 f 塑性混凝土由于强度较低 ，施工时应尽量连续 施工 。施工后 的混凝 土应 注意养 护和避免扰动 。A 参考文献 1 s L 1 7 4 9 6水利水 电工程混凝土防渗墙施工技术规范 s 北 京 ： 中国水利水电出版社 ， 1 9 9 6 2 S L 6 3 3 -2 0 1 2水利水电工程单元施 工质量验 收评定 标准 地基处理与基础工程 s 1 北京 ： 中国水利水 电出版社 ， 2 0 1 2 3 D I ff T 5 1 9 9 -2 0 0 4水电水利工程混凝土防渗墙施工规范 S 北京 ： 中国电力 出版社 ， 2 0 0 4 皿_【 _I =。 N 目 血一 叹 c l 。 鞋 丑一 一 廿c l 。 日 皿一 廿乙 l 。 皿一 h 【 1 。 皿_【 一 廿一 _ 。 皿一 h 。一 。 N 丑_【 一 廿。 苫N 皿_【 廿 0 。 丑_【 一 廿 。 。 丑一 。 。 日l _【 廿 0 0 h 廿g。 一 一 廿g。 皿_【 f 廿 ( ) 0 丑一 一 廿 。 。