新疆下坂地工程防渗墙及帷幕灌浆质检标准

魏克武

1 工程概况

下坂地水利枢纽工程位于新疆塔里木河源流叶尔羌河主要支流之一的塔什库尔干河中下游,工程枢纽建筑物由拦河坝、导流泄洪洞、引水发电洞和电站厂房四部分组成。水库总库容8.67亿m3,电站总装机150 MW。

下坂地工程坝基覆盖层深厚,两坝肩基岩完整性差,节理裂隙非常发育,大坝防渗处理设计采用全断面垂直截渗处理方案,坝基覆盖层的防渗处理采用厚1 m、深85 m的混凝土防渗墙下接4排砂砾石灌浆帷幕的防渗形式,帷幕体与防渗墙搭接长度10 m,伸入基岩5 m～10 m,左坝肩防渗处理采用3排基岩灌浆帷幕防渗,右坝肩采用单排基岩灌浆帷幕防渗。

2 初设阶段防渗工程试验及评价

鉴于本工程大坝基础和坝肩防渗处理技术难度大,在初步设计阶段进行了坝基防渗墙及砂砾石帷幕灌浆的施工试验。

本工程坝基防渗现场试验于2003年12月完成,2004年1月10日～11日,下坂地水利枢纽工程建设管理局和江河水利水电咨询中心组织专家组,在北京召开了《新疆下坂地工程坝基垂直防渗现场试验技术评价会》。经过与会专家认真讨论,对质量检测建议如下:

1)建议进一步研究试验段防渗墙和帷幕灌浆的质量检查手段和方法,检测分析防渗墙强度指标。由于地层复杂性和其他因素干扰,用声波测试成果作为判断灌浆质量的检测手段,其判别标准不宜界定,只能作为参考依据。2)对深层帷幕灌浆效果的评价方法,建议以常规静水头压水试验得出的透水率值为主,另外辅以钻孔情况、灌浆单位注入量等成果来进行综合评价。考虑到检查孔成孔的难度,建议进一步研究灌浆效果检查方法。

3 施工图阶段防渗工程质量检测

3.1 防渗墙质量检测

3.1.1 质量检测内容

混凝土防渗墙工程的质量检测内容包括工序质量检查和墙体质量检测两部分。工序质量检查包括终孔检查、清孔检查及混凝土浇筑质量检查。墙身质量检查内容为墙体的物理力学指标、墙段接缝和可能存在的缺陷。墙体质量检查包括混凝土槽口样品的物理力学检验、墙体钻孔取芯检查(含墙体物理力学性能指标)、孔内注水试验、墙体声波检测和浅层开挖检查。

3.1.2 工序质量检查的方法及标准

防渗墙每一槽孔浇筑混凝土时,均应在槽口取样,槽口混凝土的强度、抗渗性能应满足设计要求。在本工程防渗墙混凝土配合比设计时,考虑到水下浇筑混凝土存在混凝土的强度折减问题,故防渗墙混凝土配合比设计提高了混凝土的强度等级,槽口混凝土样品应达到以下标准:

1)深槽段(0+153.00 m～0+299.00 m):抗渗等级W10;强度等级 R28≥26 MPa或 R180≥33 MPa。2)岸坡段(0+067.44 m～0+153.00 m,0+299.00 m～0+370.04 m):抗渗等级W10;强度等级 R28≥33 MPa或 R180≥42 MPa。

3.1.3 墙身质量检查

根据DL/T 5199-2004水电水利工程混凝土防渗墙施工规范,墙身质量检查采用钻孔取芯结合超声波等其他无损检测方法检测墙体混凝土强度指标,采用钻孔内注水试验检测墙体混凝土的透水性,并做芯样抗渗试验检测防渗墙抗渗指标。对防渗墙墙体取芯后进行物理力学性能试验所得到的成果,以及钻孔注水试验的成果,作为综合评价墙体质量的重要依据。

1)墙体混凝土设计强度及检测龄期。本工程坝基覆盖层深厚、复杂,根据防渗墙应力分析成果,防渗墙在河床及岸坡处应力变化大,需要考虑墙体的强度标号问题。对于防渗墙材料标号问题,依据大坝及坝基防渗墙三维应力分析计算结果,并考虑混凝土强度随龄期会有一定的增长因素,将深槽段防渗墙(起止桩号为0+153.00～0+299.00)墙体混凝土强度设计指标改为C20混凝土,抗渗等级为W10,且 R180≥25 MPa。对于 0+067.44～0+153.00及0+299.00～0+370.04两岸坡段墙体,因拉应力较大,设计仍维持原定的墙体混凝土设计指标,即R180≥35 MPa,抗渗等级为W10。并且根据咨询意见不对岸坡段防渗墙混凝土弹性模量做硬性规定。对于0+153.00～0+299.00段防渗墙墙体质量检测可在180 d后进行混凝土强度及抗渗性能检测;对于0+067.44～0+153.00及0+299.00～0+370.04两岸坡段防渗墙,设计对墙体28 d强度及弹模不做要求,检测其180 d混凝土强度及抗渗性能。2)无损检测。通过墙体混凝土无损检测检查墙体混凝土的浇筑质量、完整性、有无施工缺陷等,本工程利用防渗墙内预埋灌浆管,用对穿声波方法检测墙体及接缝不同部位的声波变化来检测墙体质量,在此基础上,再布置检查孔。防渗墙的声波检测和质量检查孔的具体布置位置,由建设、监理、设计、施工单位根据施工过程中是否存在事故及单元划分等情况共同研究确定。3)钻孔取芯检查。检查孔的位置应具有代表性,检查孔钻孔直径应保证所取芯样能满足试验要求,取芯检查钻孔应在防渗墙浇筑成墙28 d后进行,鉴于本工程墙体混凝土的强度按最终强度控制,钻孔取芯的时间可在防渗墙浇筑成墙180 d后进行,若因当地气候或施工安排难以实施,可适当调整钻取芯样时间。4)注水试验。在检查孔内,应进行注水试验,采用静水头方法分段检查,段长应不大于5 m,压力可为0.1 MPa～0.4 MPa左右。5)浅层开挖检测。结合基坑开挖,选择部分墙段对防渗墙上部5 m进行开挖,检测其表观情况,必要时取样检测,浅层开挖的位置由现场监理根据施工情况确定。6)封孔。质量检查完成后应采用置换封孔对检查孔进行封孔,封孔浆液采用水灰比为0.5∶1的浓水泥浆。7)墙体质量检测的数量。左岸标段(0+067.44 m～0+218.00 m段防渗墙):声波检测9组;检查孔4个;浅层开挖1处。右岸标段(0+218.00 m～0+370.04 m段防渗墙):声波检测9组;检查孔4个;浅层开挖1处。检查孔的布设按防渗墙底为岩石基础段和非岩石基础段划分为2个部分,同一标段内每一部分按布置2个孔的原则确定。8)墙体质量检测合格标准。深槽段(0+153.00 m～0+299.00 m):抗渗等级W10;强度等级 R180≥25 MPa。岸坡段(0+067.44 m～0+153.00 m,0+299.00 m～0+370.04 m):抗渗等级W10;强度等级 R180≥35 MPa。

3.2 帷幕灌浆及质量检测

3.2.1 砂砾石帷幕灌浆质量检测

帷幕灌浆质量检查应以分析检查孔压水试验成果为主,结合灌浆资料综合评定其质量。砂砾石帷幕灌浆压水试验合格标准:灌浆后覆盖层帷幕体渗透系数K≤10-4cm/s(或小于5吕荣)。各段的合格率应为90%以上;不合格段的透水率值不超过设计规定值的100%,且不集中,则灌浆质量可认为合格。

3.2.2 基岩帷幕灌浆质量检测

基岩帷幕灌浆压水试验合格标准:透水率不大于5吕荣。混凝土与基岩接触段及其下一段的合格率应为100%;其余各段的合格率应为90%以上;不合格段的透水率值不超过设计规定值的100%,且不集中,则灌浆质量可认为合格。

[1] 周发恒.格栅式水泥土搅拌桩支护及止水帷幕施工技术[J].山西建筑,2009,35(6):139-140.