水库主坝混凝土防渗墙施工技术质量控制.pdf

水利技术监督 2 0 1 4年第5 期 水库主坝混凝土防渗墙 施工技 术质量控制 邵 连方 ( 山西省水利建筑工程局，山西 太原 0 3 0 0 0 6 ) 【 摘要】 文章结合工程实例，介绍了某水库除险加固工程中混凝土防渗墙的灌浆施工技术，通过抗压强度试 块试验对混凝土防渗墙灌浆的质量进行控制，并对混凝土施工中容易出现的问题，提出了具体的处 理措施和解决方案 。 【 关键 词】 混凝土 ；防渗墙 ；质量控制 ；主坝 o o I 编码 】 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 8 1 3 0 5 2 0 1 4 0 5 0 0 6 【 中图分类号】 T V 6 9 7 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 8 1 3 0 5( 2 0 1 4 )0 5 0 0 1 8 0 3 1 概 况 2 施工顺序 某水库枢纽工程包含项 目主坝与副坝 ( 合计十 个 ) ， 溢洪道与输水建筑物 ( 包含主坝 的通风隧道， 桃果园的灌溉隧道及坝灌溉隧道)等。其中的主坝 为 1 9 6 0年初建的粘土心墙坝 ，在 1 9 7 9年之后改成 加高厚的钢筋混凝土面板堆石坝的坝体。其填筑材 料的质量差是因当地的红砂岩很容易被风化。通过 多年运行后，大坝产生了部分下陷，致使钢筋混凝 土板开裂 。1 9 9 8年在水位为 2 0 7 3 m时 ，泄漏达 1 2 0 L s 。尽管进行了多次修复，主坝体仍是中度透 水， 造成堤坝的渗泄漏过大， 排水廊道渗水量 2 0 L s 。 为了解决漏水的问题 ，主坝 的除险加 固工程设 计使用了混凝土墙 。防渗墙 的施工最大垂直高度是 4 3 0 3 m ，两个序列，每个序列槽段长度 6 6 m ，宽度 0 6 m ， 在上面一共有 2 5 个插槽段抬高防渗墙 2 1 2 O m ， 坝项的轴线长为 1 6 8 m ，坝顶宽 6 m ，防渗墙主要技 术指标见表 1。 表 1 防渗主要技术指标 性能 指标 性能 指标 2 8 d 抗压强度 l 5 9 M P a 抗渗等级 W 6 弹性模量 2 2 0 0 0 O M P a 渗透系数 44 1 9 X 1 0 - 9 C m s 1 8 该工程防渗墙施工顺序为：老混凝土坝拆除， 开挖导槽，导墙放置，安装导轨，进行机械设备安 装，配置泥浆入插槽，冲击钻成槽 ，清孔换浆和槽 孔验收 ，帷幕灌浆预埋管安装钢筋笼 ，混凝土浇筑 成管道 。 3 防渗墙施工 3 1建设布局 墙施 工安排在某 水库的主坝坝 顶钻井操作平 台，泥浆池安排在上游V2 0 0 0平台，其它的设施 具体在现场进行位置安排 。 3 2混凝土防渗墙钻孔 3 2 1槽段划分 为 了减少接缝数量，需要增加槽段长度 。 ( 表 1 为防渗主要技术指标) 2 8 天抗压强度11 5 9 M P a ， 弹性模量指数 2 2万 M P a ， 抗渗性能等级 w 6， 渗透系数指数 4 1 9 1 0 c m s 。图纸施工顺序为 坝顶公路混凝土拆除，土方坝顶施工，平台导墙建 作者简介：邵连方 ( 1 9 8 4年一 )，男，助理工程师 ，大学本科。 水利技术监督 2 0 1 4年第5期 设和构建交通 ，水 ，电，泥钻机高端系统如 中间部 分冲击钻洞岩 ，擦洗混凝土槽连接器插槽，插槽验 收，清孔换浆 ，预埋管制下设浇筑的导管和预埋浇 筑混凝土拌和，输送槽二期结束。打开下一个槽孔 度 ，但考虑堆石料与许多沙质土壤的红色砂岩非粘 性严重，容易崩溃 ，为 了确保孔壁安全 ，施工方案 暂定两端浅层阶段一，二型槽 的长度是 6 6 m ；中间 一 ，二期槽长度也设置为 6 6 m 。 3 2 2钻孔成槽分裂法 防渗墙技术一般有钻分裂握紧法 ，钻入槽抓法 是更有效的，能使槽段可连续光滑得到保障，通常 应用在2 0 m 内沟槽深度的曹段， 而水库的主坝为4 3 m ， 其地质条件比较差，因此使用传统的施工方式更安 全些，也就是使用冲击钻机来钻主孔，然后分裂副 孔 ，再把小端插进墙壁 内开槽 。若碰到孤石或过大 的石头抓不动 的时候，也可用钻分裂方法施工 。此 项 目用的 J Z 一 2 2 0钻机 ， 1 2 1 5 T的地质锤 的冲击有 非常高的效率。 此项 目使用 “ 第一阶段槽 I 段 ，第二阶段 I I 期 槽 ”的建设序列，I，I I 阶段 S L O T插槽是基于 “ 四 个主要的三成孔 ” 格式 ，I， I I 期槽段长度是 6 6 m 。 槽深度地层原则由先导孔壁的边界和底部标准高 的设计标准。抽样方法为冲击钻机抽水管采样 ，每 个采样用清水冲洗， 到岩石样品袋， 填写岩石样 品， 标注岩样槽数，孔数 ，采样深度，采样人等，放入 整理箱，以及 时识别基岩。 3 3槽段清孔和接头的清洗 槽孔在终孔之后 ，施工方应适时对孔及孔深， 对槽 的长度及 宽度与孔的偏差做测量，若施工 的质 量自检合格，就实施验收，在验收合格之后要清孔 换浆。在清孔换浆的时候使用膨润土浆。使用反循 环的冲击泵间隙孔进行清孔，并继续补充新的浆池， 以提高泥浆性能。期插槽需在验收合格 以后，对 接头孔进行擦洗，用 2 3 T的重型轮的钢丝刷子对 接头孔多次施压，来达到彻底清洗目的。浆清孔之 后，经验收合格后可以进行下一个工作流程 。 3 4根据钢筋笼和帷幕灌浆预埋管线 根据该项目预埋管槽的深度调整钢筋笼长度， 槽段划分。该项 目使用 1 1 4 ra m灌浆管，且焊接钢 管根据设计需 2 2的钢筋笼定位架，另使用 1 4 的螺纹钢辅助间隔条。此方法预埋管具有如下优势： ( 1 )可允许一定程度上的变形钢。 ( 2 )连接非常简单且可靠 。 ( 3 )其强度很高，不容易变形。 也有不足为 ： ( 1 )焊接的时间与安装较困难，均需安装 。 ( 2 )沟槽的深度 比较大 的分部，其预埋钢板 的垂直很难保证 ，使帷幕灌浆难度提高。 3 5管道下的混凝土浇筑 该项 目采用混凝土泵 ，使用管径为 3 0 0 ra m ， 导管应用之前应检查水压测试及圆度检查，检验及 检查焊接磨损 的程度 ，合格之后才可使用 。在浇注 混凝土段时可使用 2根导管，使用时可用冲击钻管 曳引绳缓慢浇注槽段 ，根据施工需要，导管的中心 间距为 3 0 m ， 导管的下端相差 的孔高度控制在 1 5 2 5 c m ，中心距管道装配槽侧壁保持为 1 5 m左右 。 3 6 0 1 5 浇筑混凝土防渗墙 3 6 1混凝土的搅拌及运输 进行防渗墙 的施工时用的混凝土为 C 1 5 等级的 混凝土 ，水化热低煤粉 的混合 ，其初凝 时间长 ， J Z 7 5 0型搅拌机进行搅拌，H B T 3 0 A的混凝土泵来实 施运输 。 3 6 2浇筑混凝 土的防渗墙 此 项 目的混凝土浇筑方法使用 的压球法进行 了浇筑 ，浇注之前各导管 的末端插入一个小球，在 开浇时要先搅拌 2 3次，再注入导管浇注压力实 施砂浆搅拌，来保证有充足数量的混凝土在导管端 部膨大 ，确认 防渗墙的混凝土 同基岩面很密实，而 且让导管的底端埋进混凝土里。通常，导管埋在混 凝土里 的深度需要控制在 1 6 m的混合浆料内，这 样 的导管才能确保壁的质量 。 4 混凝土防渗墙的质量控制 4 1防渗墙孔 。清洁纸浆质量控制 建设 中，注重强化设备维护，保证设备完整性 来降低建设时出现机械事故，所以槽浇筑在完成之 后，应尽快开始建设。因为施工的过程 中避免不了 可能出现 的漏浆、渗浆的现象，因此浆站应该供应 充足 ，始终确保供应液体泥。当浆渗漏时，用防渗 补充浆料堵塞 ，并采取措施 以确保槽孔内的浆面比 导向槽的底部高。 堵漏具体 的措施有：粘土及木材或水泥等堵漏 混合使用，如果有必要，可以再行回填粘土。如果 出现意外塌孔，可以用一定强度的低标号的混凝土 回填，在孔达到一定的硬度后再操作。且施工的过 程里不可向槽直接加入水，防止泥浆比重过低，在 孔壁上 的淤浆压力太小而在塌孔时出现收缩现象 。 对孔形状和孔的清洗，是确保墙体完整性和截水墙 1 9 水利技术监督 2 0 1 4年第5 期 水利部关于批准发布水利行业标准的公告 ( 土坝灌浆技术规范) 中华人民共和 国水利部公告 ( 2 0 1 4 年第 3 6 号) 中华人 民共和国水利部批准 土坝灌浆技术规范( S L 5 6 4 2 0 1 4 )为水利行业标准 ，现予以公布 。 序 号 标准名称 标准编号 替代标准号 发布 日期 实施 日期 1 土坝灌浆技术规范 S L 5 6 4 2 0 1 4 S D 2 6 6 - 8 8 2 0 1 4 7 3 2 0 1 4 1 0 3 混凝土实施浇筑的质量关键 。大坝的主要效果是防 渗，通常不存在承重及冲击的要求 。而防渗墙 的施 工坡度孔需要不高，但是一定要保证墙的整体性， 墙上没有梅花孔和小孔 。泥浆质量指标具体检查孔 底淤泥和泥浆比重、粘度、含砂量 3项 。 为确保每一个混配料和每种材料的标准，需对 成分进行检测。以下是随机抽取了 2 8 d C 1 5监督混 凝土防渗墙抗压强度试块试验结果 ( 见表 2 )。 表 2 2 8 d C 1 5混凝土防渗墙试块抗压强度检测结果 槽段 2“ 3“ 4 7 9 l 1 1 2 1 3 1 5 抗压强度 a l 6 2 l 5 1 1 5 3 l 6 O l 6 0 l 6 1 l 6 8 l 6 0 l 7 1 4 2混凝土的防渗墙检测 可 使用的方法为用 圆柱形的混凝土抗压和抗 拉强度，弹性模量及透气性的系数测试经过抽芯试 验来检测样本，使各种指标都达到设计的要求。 ( 1 )小方孔坍塌，使用更高插槽导墙基础条 件或性能更坚实的墙泥 。 ( 2 )大量的方孔塌 陷，应拆下导壁重建或加 固导墙。 5 问题和处理措施 6 结 论 5 1漏浆与塌孔处理 5 1 1漏浆的处理 造孔的过程 中可能发生漏浆的现象，对此 问题 有两个处理方法 。 ( 1 )浆渗漏少或泄漏压力小时，用增加泥浆 比重或堵剂治疗措施。 ( 2 )大漏浆或漏浆的压力 比较大时 ，适 当的 使用回填粘土，木屑，水泥速凝剂，高速速凝剂等 措施进行封堵，确保冲击钻挤孔壁与罐壁安全 。 5 1 2崩孔的加工 该水库的主坝堤所用材料红砂岩产生风化现 象，此材料缺点为风化之后其砂性强且附着力差， 因此施工的过程 内产生塌孔现象几率是较大的，而 处理这种 问题 的不确定性及成本均非常高，通常处 理此问题的方式如下。 2 O 水库从 2 0 0 9 年 1 0 月开始，在当月就完成了导 墙浇筑的泥浆池及供水等各临时性的基础设施建 设，混凝土防渗墙施工于 2 0 0 9年 1 2月开始，并在 2 0 1 0年 3月正式结束 。 经过主坝的防渗测试，得知排水走廊 目前的渗 水由2 0 L s降低到了 2 3 L s ，也证明混凝土防渗 墙的防渗效果十分 明显 。 参考文献 1 吴何乔， 吴波， 鲁芳芳 双溪 口水库低弹模混凝土防渗墙施工 J 浙江水利科技， 2 0 0 8 ( O 1 ) 2 周灿， 刘美智， 李 中林， 熊洁， 熊启煜 混凝土防渗墙施工 质量控 制要 点及 事故预 防 J 人民长 江， 2 O l O ( 1 1 ) 3 黄 友 富 水 库 坝 基混 凝 土 防渗 墙 施 工质 量 控 制 J 建 设 监 理。 2 O l O ( O 1 )