胡国良
浅议混凝土防渗墙的连接方法
胡国良
混凝土防渗墙是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,其作用为截断渗流通道,防止渗漏。故防渗墙墙体本身需要密实防渗,同时防渗墙在与基础、建筑物、其他防渗体连接时,在连接处也必须具备相应防渗效果,否则就会形成渗流通道,影响防渗效果。本文根据安徽省滁州市燕子湾、屯仓和官沟3座中型水库除险加固工程混凝土防渗墙的施工,总结出与基础、建筑物、其他防渗体的连接方法。
防渗墙与基础的连接必须根据防渗墙中心线处的地质资料进行确定。经勘测的地质资料应包括以下内容:①覆盖层的分层情况、厚度、颗粒组成、密实程度及透水性;②地下水的水位,承压水资料;③基岩的岩性、地质构造、透水性、风化程度与深度;④可能存在的孤石、反坡、深槽、断层破碎带等情况;⑤对成槽有直接影响的其他地质条件。
防渗墙底部应深入相对不透水层1m以下,在燕子湾、屯仓两座水库中,防渗墙底嵌入弱风化层不少于1m。表层风化岩层较薄时,利用液压抓斗即可直接将其破碎并抓取出来。但弱风化层及岩性相对较为坚硬时,需先用冲击钻将其破碎,再利用液压抓斗抓取出来。在每段槽孔施工完成后,监理单位地质监理工程师现场进行检查,确认钻抓深度满足设计要求,量测槽孔深度后施工单位即可进入下一道工序施工。每个槽段完成后浇筑混凝土就形成了混凝土防渗墙。
1.与放水涵洞的连接
放水涵洞为穿堤建筑物,大部分为现浇钢筋混凝土结构或预应力(预制)钢筋混凝土涵管,在不破坏其结构的情况下与它们连接且保证大坝的防渗效果,需要在其外围做一圈柔性防渗体。这样既可以保证混凝土防渗墙施工时避免破坏其结构,又能使混凝土防渗墙与柔性防渗体结合为一个整体。
柔性防渗体主要为水泥土,其水泥含量为8%~15%不等,具体参数需经有资质检测部门试验确定。水泥土填筑范围为涵洞两侧及顶部,厚度不低于2m,顺水流方向宽度为2m,底部则必须深入到相对不透水层(与混凝土防渗墙底部一致),施工时需严格按照试验参数进行,以满足防渗效果;在水泥土与混凝土接触处,需涂刷一层新鲜泥浆,随着水泥土上升随时涂刷;建筑物两侧1m及顶部2m范围内需用打夯机人工夯实,以免对建筑物造成破坏。
混凝土防渗墙施工至穿堤建筑物时,只需在两侧及顶部深入水泥土1m左右即能与水泥土结合为一体,这样既保证了防渗效果,又不会对建筑物造成破坏。
2.与溢洪道的连接
在燕子湾水库,防渗墙与溢洪道通过一道混凝土刺墙进行连接。具体方法
如下:防渗墙起点距溢洪道护壁式翼墙底板10m左右,在防渗墙施工完成并经检测合格后,将防渗墙起点处大坝土方挖除,并开挖至弱风化层(与防渗墙底顺接),将防渗墙和与之对应的一道翼墙护壁表面凿毛、绑扎钢筋、架立模板,按照钢筋混凝土墙施工方式浇筑一道刺墙,刺墙顶高与防渗墙一致。这样,刺墙作为防渗墙的延续部分与溢洪道紧密结合在一起,共同担负起防渗任务。
这种连接方式要求防渗墙深度较小,否则大坝土方开挖量过大,导致防渗墙墙体悬空面较大,造成墙体拉裂、甚至倒塌等不利影响;同时在大坝回填时由于不均匀沉降也会影响防渗墙安全,从而影响大坝防渗效果。
由于水库大坝土质差别较大,从工程经济性及施工的难易程度考虑,在设计时会选用多种防渗方式。屯仓水库用的是混凝土防渗墙与多头小直径防渗墙联合防渗,而官沟水库为混凝土防渗墙与灌浆帷幕联合防渗。
1.混凝土防渗墙与多头小直径防渗墙的连接方法
在屯仓水库大坝防渗方式的选取中,0+120~0+960m为混凝土防渗墙防渗,两端为多头小直径防渗墙防渗。为保证防渗效果,防止在两种墙体间出现渗漏现象,多头小直径防渗墙在接头处沿混凝土防渗墙两侧紧贴着混凝土防渗墙墙体继续施工,长度约为10m,将混凝土防渗墙紧紧夹住。这样,两种防渗墙紧紧贴合在一起,起到了共同防渗的效果。
2.混凝土防渗墙与灌浆帷幕的连接方法
在官沟水库中,混凝土防渗墙下部基岩仍然存在裂隙,透水率较高,需进行处理。由于此时已经进入基岩,加大墙深的办法在技术经济上已不合理,故采用墙下接灌浆帷幕的方法来进行防渗。在混凝土防渗墙浇筑时预埋灌浆管,在混凝土达到一定强度后,钻机钻具通过灌浆管进行墙下基岩钻孔,钻孔完成后,通过灌浆设备将水泥浆压入孔中,水泥浆在压力作用下将风化岩石的空隙以及岩石与混凝土防渗墙之间的间隙灌满,形成一个密实的水泥浆柱体,多个水泥浆柱形成一个完整灌浆帷幕,与上部的混凝土防渗墙紧密结合。这样,防渗墙通过其本身与灌浆帷幕在基岩处形成了一个完整、密实的防渗体,共同抵御水流的渗透,取得理想的防渗效果。
混凝土防渗墙在坝体内施工,不可预见的因素比较多,施工单位应根据实际情况事先制定施工方案报监理单位审批,施工时严格按照施工方案组织施工,只有各道工序的质量得到有效控制,才能得到满意的防渗效果■
(作者单位:安徽省·水利部淮委水利科学研究院 安徽省水利水资源重点实验室 233000)
(专栏编辑:周 权)