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 5页

第8期(总第137期)中国水能及电气化No．8(TOTALNo137)2016年8月ChinaWaterPower&Elec~iticationDOI：10．16617／j．cnki．11—5543／TK．2016．08．003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530007)【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：TV543文献标识码：B文章编号：1673-8241(2016)08—0004-04Ontheapplicationofplasticconcretecut-ofwallinHuashanReservoirRiskRemovalReinforcementProjectLA0Zhengshao，LIANGShuixin，LUJiahui(GuangxiRunnengHydropowerDesignResearchCo．，Ltd．，Nanning530007，China)Abstract：P1asticconcretecut一0ffwallisaplasticwallstructurewithcertaincompressivestrengthandimpermeabilitvcapacity，andlowermodulusofelasticity，whichcanbecontrolledartificiallyforcurbingleakage，piping，etc．Plasticconcretecut—ofwallnotonlycancutofseepageflowofthedam(soil)bodyandlowerseepageslopeinthedam(soil)body，butalsocanwithstandcertainverticalandhorizontalload．Itcanadapttothesurroundingdam(soil)bodydefoi~nationandfoundationdeformation，therebygreatlyreducingstressinthewall，avoidingwallcracking，savingcementandreducingthecostoftheengineeringseepagecontrolwithremarkableeffect．Keywords：plasticconcretecut—ofwa[1：test；effect程主要由主坝、1号～6号副坝、溢洪道、放水隧洞、1工程简介水电站及有关附属建筑物组成。此次加固任务主要是广西钟山县花山水库位于县城西北33kin的花山对主坝、1号副坝和2号副坝坝体进行防渗加固，设瑶族乡境内，由拦截思勤江支流大花江而成，集雨面计采用塑性混凝土防渗墙。积76kin。，1984年建成，设计总库容4450万m，工4n地上搜不ConstructionTechnology按照下列国家和行业规程规范、技术标准执行。2塑性混凝土设计和施工技术规范要求a．水泥：《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)。2．1设计要求b．粗、细骨料：《水工混凝土试验规程》(sL钟山县花山水库除险加固工程坝体塑性混凝土防352-2006)。渗墙的设计指标为：28d龄期抗压强度不小于c．黏土、膨润土：《土工试验规程》(sL237—2．0MPa，28d弹性模量不大于1000MPa，渗透系数1999)。K=(1～9)×10～cm／s，抗渗等级W6。d．夕加齐0：《混凝土夕加齐0》(GB8076-2008)。2．2施工技术要求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》(SLl74_96)、《水电水利工程《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》混凝土防渗墙施工规范》(DL／T5199-2004)和设(sL174_96)和《水电水利工程混凝土防渗墙施工计要求。规范》(DL／T5199-2004)对塑性混凝土墙体材料￡混凝土性能试验：《水工混凝土试验规程》要求如下：(SL352-2006)。It．入孔坍落度180～220mm，坍落度保持150mm以上的时间应不小于1h。4原材料检验b．扩散度340～400mm。4．1水泥c初凝时间不小于6h。此次试验采用P．C32．5水泥，生产日期为2013d．终凝时间不大于24h。年1月17日，生产批号为1—07。经检验，该批水泥e．混凝土密度不小于2100kg／m。所检项目符合GB175—2o07中P．C32．5的技术要求，3执行标准其物理性能检测结果见表1。此次试验根据委托书和设计文件中提出的要求，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／min抗折强度／MPa抗压强度／MPa样品编号(g／cm)％(m／kg)水量／％安定性初凝终凝3d28d3d28dRN2013SN0023．O527．8合格2092725．97．227．445．0GB175—20o7标准中≤1O≥300合格>／45<~600≥2．5≥5．5≥10．0≥32．5P．C32．5的技术指标4．2掺和料4．3细骨料掺和料使用钟山县花山水库旁的黏土和钟山县的细骨料使用钟山县出产的天然河砂，其品质检验膨润土，其检测结果见表2。结果见表3。表2黏土、膨润土性能检测结果4．4粗骨料样品密度／液限／塑限／塑性粗骨料使用钟山县生产的5～20mm粒级人工碎样品编号名称(g／cm)％％指数石，其品质检验结果见表4。2013TGoO2黏土2．7962．933．829．12013WJ001膨润土2．7560．922．138．85n施工技术ConstructionTechnology表3细骨料物理品质检验结果表观密度／(kg／m)堆积密度／(kg／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RN2013XLOO225502590131O49O．9OO．33．34筛孔直径／mm5．OO2．5O1．250．630．3150160<0．16O颗粒平均分计筛余／％3．124．32O．224．222．24．61．4级配平均累计筛余／％3．127．447．671．894．098．61O0表4粗骨料物理品质检验结果粒级／表观密度／(kg／m)堆积密度／(kg／m)空隙率／％吸水率／％泥块含含泥量／超径含逊径含样品编号mm饱和干料松散紧密松散紧密饱和于料量／％％量／％量／％RN2013CLOO35—2O2740275015OO45O．350O．5014．5外加剂土试配及抗压强度、弹性模量、渗透性能等试验。试验中首先采用设计文件提供的参考配合比进行使用AF．CA聚羧酸系缓凝高效减水剂(液态)，试配试验，检验其混凝土拌和物性能，根据拌和物和掺量为2％，该外加剂密度为1．02g／cm。易性情况，参照以往经验及相关资料，调整塑性混凝4．6试验用水土配合比组成材料用量进行另外几个方案的试配试使用广西南宁市区洁净的生活饮用水进行拌和、验，使之满足塑性混凝土拌和物和易性要求，同时制养护。取试件检验其28d龄期力学性能及耐久性能。混凝土5塑性混凝土配合比试配试验及成果分析采用机械拌和，人工插捣成型，静置48h后拆模并移5．1试配试验至标准养护室养护至试验龄期进行试验。塑性混凝土配合比试配试验方案及其试验结果见根据《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规表5范》(SL174—96)、《水工混凝土试验规程》(SL352-2006)及委托方提供的设计要求进行塑性混凝表5塑性混凝土配合比试配试验方案及试验结果方案水胶塑性混凝土材料用量／(km。)坍落度／mm扩散和易抗压弹性渗透抗渗实测密编号比度／强度／模量／系数／度／(kg／水泥黏土膨润土河砂碎石水减水剂初始1．5h性等级MPaMPa(cm／s)lift1O．85150804076091O2300．451259l282良好3．328624．13×10W623001．07150804081O8102883．OO20615841O良好3．125195．42×10一W522901．10l5O120407787783423．0O205161405良好1．915l25．62×l0W52240四1．0213O200607607603982．6O189l52350良好1．78348．63×10一W52190五1．00165100507607603163．20195l55385良好4．28742．17×10一W622l0注外加剂掺量为2％(与水泥的质量比)，砂率为50％；混凝土抗压强度、弹性模量、渗透性能试验龄期均为28d。5．2成果分析工技术规范的要求，因此调整了混凝土用水量及外加由表5可以看出，方案一(设计文件提出的参考剂掺量后，确定方案二～方案五进行试配试验，检验配合比)用水量较小，其坍落度、扩散度不能满足施了塑性混凝土的拌和物性能、力学性能和耐久性能。6n施工技术ConstructionTechnology为降低塑性混凝土弹性模量，考虑通过减少水泥据规范要求，塑性混凝土的配制强度采用下式计算：用量，相应增加黏土、膨润土用量的方法来实现，从Jcu,o一1方案四可以看出，这个方案同时也会降低塑性混凝土一tC，式中——混凝土的施工配制强度，MPa；的抗压强度及抗渗性能。试验表明：当水泥用量增加——混凝土的设计强度标准值，MPa；时，抗压强度和弹性模量也都随之增加，反之则降￡——概率度系数，强度保证率为95％时，取低。调整黏土和膨润土的用量在一定程度上改善了塑t=1．65；性混凝土的抗压强度和弹性模量。由上述试验也可以C——混凝土抗压强度离差系数，设计强度标看出，在原材料特定比例的情况下，需要同时满足设准值为3～5MPa时，取C。，=0．29。计要求的低抗压强度、低弹性模量及高抗渗性能这三此次塑性混凝土配合比设计要求>~2MPa，取个相互制约的条件，需多方案进行配合比调整。表5C=0．29；中方案五的抗压强度、渗透系数、弹性模量、抗渗等按照上式计算得到塑性混凝土的配制强度级等指标均能满足设计要求，同时塑性混凝土拌和物指标满足施工技术规范要求。t>3．8MPa。综合以上试验结果和成果分析，选定方案五作为6推荐配合比钟山县花山水库除险加固工程塑性混凝土推荐配合塑性混凝土的配制强度参考《水电水利工程混凝比，见表6。土防渗墙施工规范》(DL／T5199-2004)确定。根表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／(kg／ITI)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16510o507607603163．2180～220340～400的重点，每年国家投入大量资金进行加固。目前广西7实际效果约有50多座大中型水库土石坝坝体防渗加固采用塑钟山县花山水库除险加固工程塑性混凝土防渗墙性混凝土防渗墙。塑性混凝土防渗墙不仅能有效截断于2013年9月开工，2014年5月完工，整个施工过坝(土)体的渗透水流和降低坝(土)体中渗透坡程按水利水电行业相关技术标准进行现场取样，对抗降，还能承受一定的垂直和水平荷载，能适应周围坝压、抗渗、弹性模量进行室内试验，其结果均达到设(土)体变形、地基变形，大大减小墙体内应力，避计要求。所有塑性混凝土防渗墙工程完工28d后，组免墙体开裂，且可节约水泥，降低工程防渗造价，效织检测人员对塑性?昆凝土防渗墙进行施工过程质量果显著。塑性混凝土防渗墙广泛用于深度小于70m的抽检，采用钻孑L注水试验，其渗透系数满足设计土石坝或水工建筑物松散透水地基的防渗墙，施工简要求。便、速度快、消耗小，对坝基、坝体的防渗漏、治管8结语与建议涌效果较好，应用相当广泛。8．1结语8．2建议我国中小型水库大坝和江河堤防以土石坝为主，a．由于塑性混凝土中水泥用量较少，因此工程长期以来防渗加固成为我国水利工程管理日常工作中中使用的水泥实际强度不应低于配比(下转第24页)7nOperationManagement表62008-2014年库水位1148．OOm以上时1+137渗流井渗流量时间段2008拄2009拄2010拄2011盎：2012生E2013拄2014最大值(连续3天测值)／(L／s)2．5902．5602．8132．7082．4672．7l52．870平均值／(L／s)2．4572．4902．777丑2一．62一6廿。。2．41O2．5262．595最高库水位／ml148．5ll148．791148．36皿11_4【}9f．4廿7()01148．981149．481l49．56高水位时平均库水位／m1148．351148．461148．241148．891148．631148．97l148．95Ⅱ一一廿g。高水位持续时间／dl5241535253028备注施工前施工期Ⅱh廿g。施工后日l_【廿∞00¨暑1l5055丑一∞。。咖世^M^1『IlIfJl^^^九^^^^^^，一45退l145丑_【一廿。。f1皿_【廿0。35I川Jl『V。fV1lVWV1J1I『VfV一1140lrlI孰f小丑_【一廿。苫NI^-‘一251135’皿一h。一。Nl5．洲．1，Vll{iI。l『。I。l矾I一nⅣ霪1I}一皿_【一廿一_}。1l3OO5皿皿一h【1。一皿一廿乙l。丑一一廿cl。日图2渗流量与库水位过程线血一叹cl。鞋目5F：断层防渗效果评价降’皿_【_I=。N的渗流、变形由1+137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“+”+”+“+”+．十”十”—-”—■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90s。b．塑性混凝土所用黏土一般为当地黏土，在使f．塑性混凝土由于强度较低，施工时应尽量连续用前必须粉碎、晾晒、过筛，以保证质量。黏土在使施工。施工后的混凝土应注意养护和避免扰动。A用前应配成泥浆，配浆时，黏土应浸泡不少于12h；配浆用水应从配比用水中扣除。参考文献[1]sL174—96水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范[s]．北C．混凝土所用粗、细骨料应保证质量。京：中国水利水电出版社，1996．d．推荐配比中的用水量可根据工程施工的实际[2]SL633-2012水利水电工程单元施工质量验收评定标准——情况(如：施工季节、运输距离)适当微调。地基处理与基础工程[s1．北京：中国水利水电出版社，2012．e．塑性混凝土的搅拌应首先加入粗、细骨料，[3]DIfT5199-2004水电水利工程混凝土防渗墙施工规范[S]．然后加膨润土和水泥，最后加入黏土泥浆和剩余水。北京：中国电力出版社，2004．24