混凝土防渗墙技术在徐闻县中小型水库除险加固中的应用

林运魁

（徐闻县水利机电工程公司，广东 徐闻 524100）

我国大部分水库经过几十年的运行，许多隐患逐渐暴露，工程病险问题十分突出，一旦出现问题就会造成严重后果。同时随着水库设施和各种设备的不断老化，有些水库不能正常运行，不能充分发挥其兴利效益。同时也存在一些不容忽视的问题，亟待除险加固。如：土坝沉陷及脱坡现象、上游干砌石护坡破坏、坝后无防渗措施；溢洪道为险工不能行洪；输水洞底板剥蚀、渗水严重、闸门及启闭设备老化等。这些险情都直接威胁着水库的安全运行，水库一旦失事，不仅会淹没下游大面积农田、村屯，而且还直接威胁距坝址近处的公路和铁路的安全。为了治理这些病险水库，国家投入了大量的人力和财力，也收到了较好的效果。目前，我国处理病险水库的措施，除一些传统技术外，应大力提倡使用新技术，特别是混凝土防渗墙治理技术，该技术的应用将推动我国处理病险水库技术走向新的阶段。

现介绍混凝土防渗墙技术在徐闻县中小型水库除险加固中的应用情况。

1 混凝土防渗墙

混凝土防渗墙的墙体是沿坝体延伸的，在松散透水地基中连续造孔，以泥浆固壁，往孔内灌注混凝土而建成的墙形防渗建筑物。它是对闸坝等水工建筑物在松散透水地基中进行垂直防渗处理的主要措施之一，见图 1。防渗墙按分段建造，一个圆孔或槽孔浇筑混凝土后构成一个墙段，许多墙段连成一整道墙。墙的顶部与闸坝的防渗体连接，两端与岸边的防渗设施连接，底部嵌入基岩或相对不透水地层中一定深度，即可截断或减少地基中的渗透水流，对保证地基的渗透稳定和闸坝安全，充分发挥水库效益有着重要作用。

图1 混凝土防渗墙横剖面图

按墙的水平截面的形状可分为4种：①圆桩柱型（圆孔型），垂直接缝多，有效厚度小，20世纪 60年代以来已很少采用；②墙板型（槽孔型），相邻两块墙板套接厚度与中间墙厚相同，适用于深度小于60 m的墙；③混合桩柱型（圆孔与双反弧形孔混合型）；④墙板桩柱混合型（槽形孔与双反弧形孔混合型）。后两种墙型先行建造的圆形桩柱或墙板可起导向作用，较易于保证连接处厚度达到中间处墙厚，适用于深度大于60 m的墙。

2 混凝土防渗墙的施工

2.1 混凝土防渗墙的总体施工程序

混凝土防渗墙施工程序为：坝基淤泥土层加固——测量放线、划分槽段——施工平台、导墙修筑——开挖槽段——清孔换浆——导管下放——水下塑性混凝土浇筑——墙体质量检查。

2.2 混凝土防渗墙的施工要点

2.2.1 塑性混凝土原材料及配合比

塑性混凝土原材料配合比设计本着寻找各种材料最经济的组合，使塑性混凝土各项指标达到设计要求的原则进行，要尽量提前做好施工配合比，避免开始施工时受此制约。

2.2.2 导墙施工

导墙施工程序为：进行防渗墙中心线测量放线→划分槽段并确定槽段接头位置和数量→基槽开挖、垫层混凝土浇筑、钢筋制安、模板支设、混凝土拌制、运输及浇筑→混凝土拆模、养护、土方回填→施工达到设计强度后，制备护壁泥浆进行防渗墙槽孔开挖。

2.2.3 护壁泥浆

在制浆过程中要注意泥浆比重变化必须控制在最小范围内，制备好的泥浆存放于储浆池中，储浆池的储浆量应满足一个槽孔连续施工所需泥浆量。为避免泥浆沉淀，储浆池需经常用泥浆泵抽排，使泥浆保持流动性、均匀性。由于使用抓斗开槽，泥浆采用静止方式。在同一槽段钻进中，为适应不同土质情况，防止塌方，应注意调整泥浆的性能和配合比。

2.2.4 挖槽及施工控制

（1）挖槽施工。为保证成槽质量及墙体竖直度，施工工艺选用“抓取法”成槽。该抓斗是用钢丝绳悬吊在履带式起重机上进行作业的，具有自动纠偏、挖掘能力强、闭斗力大等特点，故能保证高质量、高效率地挖槽。该项施工的关键在于防止孔壁坍塌。

（2）清孔换浆。清孔换浆是将孔内含有大量砂粒与岩屑的泥浆更换成质量合格的泥浆，还要把孔两端已浇混凝土表面附着的岩屑和泥皮刷洗干净，以保证墙体混凝土、相邻两墙段的竖直接缝、墙底与基岩接触带的质量。清孔换浆常用的机具有压缩空气吸泥器、砂石泵、钢丝刷子钻头等。

（3）成槽验收。成槽验收分为终孔验收和清孔验收。终孔验收包括槽宽、槽深、孔位、垂直度，基岩岩样与槽孔嵌入基岩深度等内容；清孔验收包括孔内泥浆性能、孔底淤积厚度和接头孔壁刷洗质量等内容。

2.2.5 塑性混凝土浇筑

根据现场具体条件确定塑性混凝土浇筑方案。一个槽段混凝土的首次灌注量，应按导管埋入混凝土内的深度计算。开始浇筑时，同时拉开两组储料斗阀门，混凝土料连续进入漏斗冲开漏斗活板，沿导管冲入孔底，全部储料进入槽孔后，应立即测量槽内混凝土顶面高程，核对计算混凝土量与实际上升高度是否吻合。浇注结束时，应及时拔出导管，清理并冲洗干净导管、漏耳、储料斗等浇筑设备，以备下一槽段使用。

3 水库塑性混凝土防渗墙施工质量控制措施

3.1 槽孔深度控制

冲击钻机钻进防渗墙时，要根据地质报告将钻孔钻进至设计底高程（相对不透水层以下2.0 m），采用重垂法测量实际孔深。液压抓斗每抓出一斗，观察取出的岩样，确定地层成分，进而确定液压抓斗抓深。

3.2 严格执行塑性混凝土配合比

塑性混凝土各原材料用量要严格执行施工配合比，严禁直接凭经验上料。混凝土拌和前要对砂、石骨料的含水率进行测定，据此来调整骨科和水的实际用量；在浇筑混凝土的过程中，也要经常检测砂、石骨料的含水量情况。如发现含水量有变化，应立即对砂、石骨料和水的用量进行调整，特别是在雨天施工时更要加强含水量的控制。

3.3 接缝质量控制

在水库坝体内浇筑防渗墙混凝土要控制孔内混凝土面的上升速度，以防止坝体开裂。不论采用哪种墙型，相邻墙段之间或桩柱之间的连接工艺是防渗墙施工技术中的难点。工程实践证明，接缝质量不良常会成为坝基中的隐患。

3.4 墙体质量检查

防渗墙成墙后28 d，沿墙体轴线每20 m布置一个质量检查孔。检查孔一般布置在较深槽孔内，或相邻两槽的套接处或可能出现质量隐患的部位。采用&108金钢石钻钻取芯样，对芯样做各种物理力学指标测试，并通过无破损检测检查墙体质量。进而判断有无断墙和混浆，墙内蜂窝以及墙体是否均匀等。大坝混凝土防渗墙为隐蔽工程，一旦发生质量事故很难处理，因此施工质量要求比较严格。从部分墙体两侧所挖出墙体来看，原各个槽段施工质量能满足设计要求，但墙体少数连接处套接不上，或套接厚度不满足设计要求。因此，防渗墙施工中要严格保证质量。

4 结束语

水库存在着诸多隐患，由于病险水库长期带病运行，有可能造成人员的重大伤亡和财产的巨大损失。为保证人民的生命和财产安全，为当地国民经济持续发展提供保障，及时对水库进行除险加固是十分必要的，早期投入有限的人力、物力和财力，花较小的代价，对水库进行必要的评估以及除险加固与安全修复，既可消除病险水库的危险，又能避免发生严重的灾难损失。除险加固是一项利国利民的工作，为改善生态环境创造了良好的条件，充分发挥了这些水库的防洪、灌溉、发电、城镇供水、旅游、养殖等综合效益。