浅谈混凝土截渗墙在昌梨水库除险加固工程中的设计与施工

郭 琪 李培伟 郝夕明

江苏省东海县昌梨水库位于鲁兰河支流石榴河上游，是一座以防洪、灌溉为主，结合水产养殖、旅游开发等综合利用的中型水库。该库兴建于1957年4月，1958年6月建成蓄水，设计防洪标准50年一遇，1000年一遇校核。控制流域面积35.0km2，总库容2111万 m3，兴利库容 1405万 m3。 水库水库枢纽工程由大坝、溢洪道、进水闸、灌溉涵洞等组成。2009年始对水库实施除险加固，对大坝进行了混凝土截渗墙截渗处理。

一、工程设计

按照设计要求，在大坝桩号0+100～1+730坝段高程50.54m以下采用混凝土截渗墙截渗处理，截渗墙轴线为坝轴线上游2.0m处，顶部高程50.54～51.6 m用C15素混凝土回填至坝顶。截渗墙采用普通混凝土C20，底部插入强风化基岩内0.5m。截渗墙厚0.3m。

二、施工前的准备

1.导墙施工

对于导墙有些设计不提供施工图，根据现场地质及工期等方面的具体情况，该工程采用“┛┗”型式。导墙施工时，外侧回填到导墙顶高程，墙底紧贴原大坝土面。导墙顶面高出地面300mm，内墙面间的净距离比设计截渗墙厚宽40mm。

2.泥浆制作

膨润土结合当地粘土为泥浆制备材料。

3.槽段划分

本工程的槽段划分为6.0m和6.7m。

三、施工方法

1.接头施工

选用抓切法，即在Ⅱ序槽段抓槽时用抓斗抓切Ⅰ序槽混凝土20～30cm混凝土后，冲刷至刷头上基本不带泥屑，孔底淤积不再增加。

2.成槽方法

成槽采用液压抓斗抓取成槽。分两序成槽，每槽孔抓取顺序为先抓两侧后抓中间。

3.清槽

先用抓斗抓取孔底沉渣及较稠泥浆，再用洗刷锤洗刷Ⅰ序槽段接头，期间结合泥浆浓度及时补充较稀泥浆或清水，但要随时掌握泥浆稠度变化情况。

4.水下混凝土浇注

水下混凝土浇注采用直升导管法。管径φ150mm，法兰盘连接。浇注混凝土时，专人对混凝土的上升面进行测量记录。导管安拆，由8T汽车吊配合进行。

四、存在问题及处理措施

1.坍塌

5号、6号、232号槽段在成槽过程中出现了局部坍塌和大面积坍塌。一是针对出现的局部坍塌，加大泥浆密度，抓斗下沉和提升时，缓慢进行，避免对泥浆的扰动过大；二是对大面积塌孔，用掺入10%水泥的粘土回填到坍塌处以上1.0m左右，待沉积密实后再进行施工，同时在相应地段适当减小槽段开挖长度。

2.漏浆

在161号槽段成槽开挖过程中，出现了漏浆现象，通过采用以下措施保证了成槽质量。一是平抛粘土，加大泥浆比重，针对松散地层，稳中求快；二是保证泥浆供应强度和质量，发现漏浆及时补充，取得了很好的效果。

3.导管堵塞

由于导管埋深大于8.0m或因道路及其他原因致使灌注混凝土的时间间隔过长，有时会出导管堵塞。通过快提快落上下窜动，使混凝土在导管内形成一定冲击力的方法疏通，一般不能用振捣器震动导管，这样往往使混凝土积聚更为密实。

4.抓切接头时间

抓切接头适宜时间与混凝土的凝固时间是接头质量的关键。时间太早混凝土没有凝固，容易使槽内混凝土变形或流动，与泥浆混合，影响接头强度和结合质量；时间过晚混凝土强度较高，抓切接头时达不到切削出新的混凝土接触面的要求，同样影响接头强度和结合。实践证明，抓切的适宜时间一般为墙体浇筑后10～12h，最迟不超过16h，但要结合当地气温、槽深和混凝土的性能指标试验确定；否则，抓斗抓切时会因斗体一侧为混凝土另一侧为土体，造成槽孔沿轴线方向偏移，最终导致接头出现倒“V”字形，无法保证接头质量，同时也严重影响造孔成槽进度，把握好抓切接头的适当时间也是成槽进度快慢的重要环节。

5.混凝土强度

商品混凝土配合比强度满足规定强度要求，但截渗墙混凝土是用导管法在泥浆中灌注，由于塌落度大及施工工艺等原因，其强度仅为地面浇筑强度的80%左右，为此在施工时要注意调整混凝土强度和水泥用量。实施过程中，一是将混凝土强度提高一个等级；二是严格按照规范要求，即水泥用量不低于350kg/m3,水灰比大于0.6，砂率小于40%。。

五、建议及注意事项

1.墙体厚度与材料确定

该设计主要目的是大坝防渗，采用的是普通混凝土C20，墙厚30cm。此截渗墙承受极限应变能力较小，抗震性能相对薄弱；同时，施工时易出现接头或导管之间混凝土摊铺错位、劈叉现象，影响墙体整体强度，极易造成墙体断裂、渗漏等现象。薄型抓斗成槽截渗墙建议采用塑性混凝土为墙体材料，特别是以解决渗漏为目的的大坝截渗墙。一方面塑性混凝土弹性模量低，与坝体土层的变形模量极为接近，可消除刚性混凝土墙体变形与坝体土变形不同而产生的高应力状态，增加大坝及截渗墙的安全性；另一方面塑性混凝土水泥用量小、造价低，同样能达到抗渗性能，且由于其强度低、抓切槽孔接头质量有保证；同时塑性混凝土扩散度大，和易性好，凝结时间长，浇筑质量有保证。

该设计C15素混凝土回填平均深度1.2m，因导墙底已与混凝土截渗墙连接在一起，没必要再在导墙内回填混凝土，可以充分利用导墙，将防浪墙砌体与两导墙形成榫型结合，增加结合强度，同时降低工程造价。

2.施工技术与方法

（1）保证接头质量难度大。刚性混凝土的初凝时间随着温度、塌落度、浇筑时间等影响变化较大，直接影响抓切接头时混凝土的强度与时间，无法保证接头质量。

（2）单根导管浇筑影响墙体质量。结合槽长应根据规范要求必须使用两套导管浇筑，导管中心距槽孔端或混凝土壁面的距离不得大于1.5m。单根导管浇筑由于受混凝土扩散度制约接头质量无法保证，同时在墙体上部接头处出现“V”字形，达不到设计墙体整体高度，影响墙体质量和截渗效果。

（3）应结合实际，充分证明成槽已入基岩方可验收。实践证明，有些液压薄壁抓斗由于斗齿及动力等原因，仅仅抓到强风化表面，不能入岩500mm以上，在施工中应结合实际配合冲击钻成槽。

六、结语

在该工程实施期间，通过强化管理措施，重视事前控制，严格事中管理，及时进行修整和完善。进行了多次取芯试验及地学检测，结果证明均满足设计要求和规范规定，为类似工程积累了经验