象山水库“两墙”之间过渡层处理方案研究

张殿民，成 亮

（黑河象山水电厂，黑龙江 黑河164300）

1 工程概况

象山水库大坝原为沥青混凝土心墙堆石坝,坝高50.6 m，除险加固后,在原沥青混凝土心墙上游，增设塑性混凝土防渗墙，两心墙净距约为80 cm。大坝坝体中存在两道心墙尚为罕见，其中存在一些技术问题，还认识不足，尚无经验可借鉴，因此需慎重对待。

象山水库原坝体填筑质量差，对坝料取料检测结果，其干容重为：堆石1.80 t/m3，过度层和尾矿料1.85 t/m3，孔隙率大于30%，密实度较差。蓄水后，河床段原沥青心墙实测水平位移60～93 cm，远大于设计的39 cm，中上部因过量的体积变形而失稳，推断心墙在坝体中高部位已发生断裂破坏。在大坝帷幕灌浆施工，发现墙底下淤积层是严重的漏水通道，在帷幕灌浆中是重中之重。

在象山水库除险加固初步设计时，认为“新浇塑性混凝土心墙与原沥青混凝土心墙之间的砂砾石过渡层将会存在较严重的塌孔现象，该砂砾石过渡层仅可能少量存留”。但在实际施工中，由于采取了预灌浓浆的技术措施，施工中未发生严重塌孔现象，这样两墙之间的砂砾石过渡层保留了下来。

2 问题的提出

坝体上部进行预灌浓浆时，采用无压灌浆，该部位砂砾石过渡层吸浆量较大，达到666 L/m，相当于水泥用量300～400 kg/m。说明两墙之间砂砾石过渡层密实性较差，且不均匀。另外沥青混凝土心墙向下游变位带来的空间，也降低了它的密实度，施工时导墙整体沉陷16～27 cm，估计空隙率达35%～40%。

为确保工程安全可靠，对新浇塑性混凝土心墙与原沥青混凝土心墙之间砂砾石过渡层应进行灌浆处理，如不处理该部分砂砾石蓄水后将产生变形，对新建塑性混凝土防渗墙的安全构成潜在威胁。

3 两墙之间整体灌浆的必要性

1）提高两墙之间砂砾石层的强度，传递水压力，减少混凝土心墙的水平变位。象山水库蓄水时间尚短，且库水位从未达到正常高，大坝变形尚未稳定，计算混凝土心墙最大水平位移23 cm，但未考虑充填两墙之间空隙率大的砂砾石因素，因此只有通过固结灌浆提高砂砾石层的强度，才能使坝体有力支撑混凝土防渗墙，并减少墙体变形，使防渗墙体安全有足够储备。

2）对新旧两防渗墙之间的砂砾石过渡层进行灌浆处理，可提高其密实性，减少透水性，起到辅助防渗的作用，同时可以使防渗墙与基础帷幕结合处防渗最薄弱部位得到加强，采取灌浆措施，相对可以使两墙连接成整体，减少墙体变形，提高防渗墙安全储备。

4 灌浆的技术要求

1）原则：两墙之间砂砾石过渡层进行固结灌浆后其强度及弹性模量应与新浇塑性混凝土防渗墙相近。

2）灌浆孔、排距：充填灌浆为单排，考虑应尽量减少灌浆造孔工程量，初步确定孔距为3.0 m，待灌浆试验完成后，若不能满足需要，根据试验结果进行适当调整。浅层由于灌浆压力加不上去，必要时进行加密灌浆。灌浆深度从高程277.50 m起至基础混凝土盖板顶面止。

3）孔序划分：考虑在两墙之间灌浆及施工进度要求，灌浆分两序孔施工，施工时应在河床部位设置排水孔进行排水，保证灌浆时两墙之间无水。考虑初期排水困难，灌浆应从两侧无水部位向河床中央进行，施工排水应缓慢进行，防止外水压力对新浇塑性混凝土防渗墙造成挤压破坏。

4）造孔：施工中应采取严格措施控制孔斜，严禁造孔过程中破坏防渗墙体，孔底控制偏差不得大于15 cm。

5）灌浆材料：灌浆材料采用水泥、膨润土混合浆液，水泥采用32.5号普通硅酸盐水泥，初步选用膨润土掺量为20%，待砂砾石固结后的室内抗压强度、弹性模量检测试验完成后，根据试验结果对浆液配合比进行适当调整。

6）灌浆压力：在保证灌浆质量前提条件下，尽量采用较小的灌浆压力，以保证防渗墙体不受破坏。在此前提下，结合灌浆孔距的选用，初步确定灌浆压力为0.3 MPa（指孔内压力），具体视吸浆量的水平根据现场施工试验确定。当浆液自重压力大于0.3 MPa时，采用浆液自重压力灌浆，当浅层灌浆压力达不到0.3 MPa时，采用可能达到的最大灌浆压力进行灌浆。

7）灌浆方式：灌浆方式采用自下而上纯压式灌浆，如遇特殊情况经现场研究后确定采用其他灌浆方式。

5 结语

因为塑性混凝土防渗墙施工实际情况与初步设计有一定出入，两墙之间砂砾石过渡层大部分保留下来，但其密实性、均匀性较差。从确保工程安全可靠的角度出发，对新浇塑性混凝土心墙余元沥青混凝土心墙之间砂砾石过渡层进行充填灌浆是必要的，也是可行的。