浅议混凝土防渗墙在屯仓水库除险加固中应用 6页

浅议混凝土防渗墙在屯仓水库除险加固中应用　　摘要：介绍了屯仓水库除险加固工程中混凝土防渗墙的设计与施工，并就施工质量的影响因素等相关技术问题进行了总结。关键词：混凝土；防渗墙；施工；质量中图分类号：TU377文献标识码：A1、工程概况屯仓水库地处于长江流域滁河支流的来安河上游，是一座以防洪和灌溉为主，兼有养殖等综合运用的全国防洪重点中型水库。坝址位于来安县屯仓集石固山脚下，地理位置十分重要，防洪责任重大。由于工程是在特殊的历史背景下兴建，且兴建时受财力、物力的限制，施工质量差，留下了很多后患，工程存在坝基防渗措施不完善、土坝坝体渗漏并有渗透破坏的可能。大坝防渗体系不完善，下游坝坡渗水、散浸，坝脚沼泽化严重，坝体浸润线出逸点高，坝面排水沟及坝坡贴坡反滤毁坏严重；坝后坡渠道过水对坝体渗流和稳定安全不利。6n结合工程实际，水库防渗墙除险加固根据坝高和防渗水头的差异，采用防渗墙与多头小直径深层搅拌墙组合的防渗措施。其中，坝高较大的河槽段采用混凝土防渗墙，如此布置既可以满足大坝防渗需要，也可有效地减小工程投资。混凝土防渗墙施工技术最早起源于意大利，我国于20世纪50年代中后期开始对防渗墙工艺进行研究和应用。混凝土防渗墙是利用专用的造孔设备营造孔槽，采用泥浆护壁，用导管在注满泥浆的槽孔中浇注混凝土并置换出泥浆，形成墙体。混凝土防渗墙具有适用范围广、适用性强、施工条件要求低且安全、可靠的特点，但施工速度较慢[1]。2、防渗墙设计⑴防渗墙厚度防渗墙厚度T按下式计算，T=△H/J式中：△H——最大上下游水头差，河槽段21.37m；J——防渗墙允许水力坡降。根据《水电水利工程混凝土防渗墙施工规范》（DL/T5199-2004）的规定，混凝土防渗墙允许渗透坡降可取60，则本工程防渗墙厚度应为0.35m，考虑施工及墙体刚度及抗裂等因素，确定防渗墙厚度为0.40m。作者介绍：李云洲（1979.09-），男，汉，安徽省来安县人，本科，工程师，主要从事水利工程管理。⑵造孔方法6n根据该工程的特点，墙体厚度为40cm，最大成槽深度为28.0m，造孔采用钢绳抓斗式成槽机造孔。底部基岩采用重锤冲击钻进，最后成槽。⑶修建导墙在防渗墙施工前，必须沿防渗墙轴线修建导墙。导墙采用现浇钢筋混凝土结构，“倒L”型，墙间距0.60m，墙厚25cm，高1.5m，导墙顶部水平并高出地面10cm，高程为57.0m。⑷泥浆固壁泥浆的正确使用，有利于槽孔的营造和浇注以及提高墙体的防渗性能。由于泥浆具有一定的粘度，在造孔过程中，可以将造槽施工时掉下来的土渣悬浮起来，便于泥浆循环携带排出，同时避免土渣沉积在工作面上，影响挖槽效率。⑸防渗墙材料防渗墙采用普通混凝土浇筑，墙体材料强度等级可采用C20，抗渗等级W4，水泥掺量宜350kg/m3左右，砂率40%，水胶比0.6。其物理力学指标要求如下：抗压强度：R28≥13.5MPa弹性模量：E＞25500MPa渗透系数：K＜i×10-7cm/s（1＜i＜10）允许渗透比降：［J］＞60。3、防渗墙施工6n混凝土防渗墙的一般施工工序为：平整场地→测量放线→施工平台构筑→导向槽开挖、浇筑混凝土→槽孔施工→清槽孔→浇筑槽孔混凝土→下一槽段施工[2]。本工程中，自改造后的坝顶轴线上游侧1.1m处布置防渗墙，防渗墙顶部高程为57.0m。桩号0+200～0+900河槽段采用混凝土防渗墙，混凝土强度等级C20，抗渗等级W4，根据地质勘探成果，桩号0+200～0+500段基岩以上覆盖层主要为粘土和粉质粘土，层顶高程约在44.0m，墙底按伸入粘土层不小于2.0m计算，则墙底高程应为42.0m，桩号0+500～0+900段须伸入基岩不小于1.0m。本方案混凝土防渗墙最大深度为27.7m，平均深度为20.8m，混凝土防渗墙面积为14578m2。本方案河槽段混凝土防渗墙施工需要10m宽的施工平台，可在坝顶上临时填筑，以满足施工需要，施工平台高程为57.0m，与上、下游坝坡以1:1.0的坡连接。防渗墙施工完毕后，拆除平台。河槽段混凝土防渗墙对各种土层适应性强，墙体开槽浇筑，施工质量直观明了，墙体连续性好，防渗性能可靠，墙体耐久性好，缺点是因坝顶宽度小，河槽段混凝土防渗墙施工时须填筑施工平台，施工速度较慢。4、施工质量影响因素6n影响混凝土防渗墙施工质量的因素主要包括材料因素和施工因素。材料因素主要包括原材料和混凝土拌合物。防渗墙墙体材料根据其抗压强度和弹性模量，可以分为刚性材料和柔性材料，刚性材料一般抗压强度大于5MPa，弹性模量大于1000MPa，低于以上指标的为柔性材料[3]。普通混凝土即属于刚性材料。防渗墙混凝土在施工时要通过导管注入，通过自重流动。因此，普通混凝土在用于地下防渗墙时，应满足和易性好、泌水率小的要求。这样可保证混凝土浆同时具有较好的流动性和良好的黏聚性，便于施工。另外，混凝土与泥浆的密度差越大,混凝土的流动能力强,推动泥浆的力量越大,墙体混凝土质量越好[4]。施工因素主要包括导管因素和浇筑速度。导管的间距不宜太大。当导管间距在3m以下时，断面夹泥很少，3～3.5m略有增加，大于3.5m时夹泥面积大大增加，施工中要求浇筑混凝土的导管间距不得大于3.5m[4]。为保证混凝土的流动畅通且不使混凝土表面浮浆卷入混凝土浆体中，导管的埋入混凝土的深度要合理。同时，浇筑速度不能太快也不能太慢。浇筑太快易导致墙体产生大量裂缝，影响墙体质量。由于混凝土初凝时间的限制，浇筑速度过慢则会导致导管的提升受阻。5、结语6n通过对混凝土防渗墙的质量检测以及大坝下游排水廊道、量水堰处等渗漏情况观测，结果表明在屯仓水库防渗系统除险加固采用部分混凝土防渗墙防渗方案是合理的，符合设计防渗要求，同时也为类似工程积累了施工经验。随着施工技术的不断发展和完完善，混凝土防渗墙技术已成为水库大坝防渗加固的一项重要措施。参考文献[1]陶景良.混凝土防渗墙施工[M].北京:水利电力出版社,1988,1-20[2]陈培国.混凝土防渗墙施工质量控制探究[J].内蒙古水利,2012,1:156-157[3]石大永.混凝土防渗墙施工相关工艺分析[J].湖南水利水电,2011,4:14-15[4]张爱羚.混凝土防渗墙施工质量影响因素研究[J].科技创新导报,2010,34:736