塑性混凝土防渗墙在水库除险加固中应用

杜元建，翟自建，韩 锋

（费县水土保持局，山东 费县 273400）

古城水库位于临沂市费县东北部，属沂河水系祊河支流，古城河上游，坝址坐落在方城镇东古城村北。古城水库始建于1970-10，1971-08竣工，控制面积为16.7 km2，总库容为1 396万m3，兴利库容为881万m3，是一座以防洪，灌溉为主，结合高效农业区供水、乡镇供水和水产养殖等综合利用的中型水库。

1 大坝防渗体现状分析

由于修建时受技术及经济条件的限制，工程建设标准低，质量差。坝基清基不彻底，基岩为强风化岩石，具有中等透水性，坝后渗水严重；坝体心墙填料混杂，填筑质量差，渗透系数大于 1.0×10-5cm/s，压实度 0.83～0.99，小于 0.96的占80.6%，渗透系数与压实度均不符合规范的要求。防浪墙基础与防渗体连接易形成渗漏通道。大坝高程125.24～126.87 m以上以砾质中粗砂为主， 渗透系数为 9.35×10-5～3.52×10-7cm/s大于1×10-5cm/s，具有中等透水性，防渗能力较差。横剖面揭示上下游贯通，易形成渗漏通道威胁大坝的安全。

2 防渗方案比选

现行工程施工中，成熟而有效的防渗方案有两种：塑性混凝土防渗板墙方案和高压旋喷灌浆方案。根据本工程实际，因为心墙部分占工程量的绝大部分，因而仅对心墙部分的两种方案进行比较对照。方案Ⅰ（塑性混凝土防渗板墙），优点是施工技术可行，防渗效果好。缺点是施工工艺及技术要求高，需选用专业施工队伍，可比项投资374.6万元。方案Ⅱ（高压旋喷灌浆），优点是施工管理简单，施工速度快，工期较短，环保效果好。缺点是坝体系黏土土料，高喷穿透成墙困难，质量较难控制，可比项投资350.5万元。

根据上述2个方案的特点，结合工程地质条件，按照科学可靠、安全经济、适用的原则，经过全面分析，慎重考虑，大坝心墙防渗体加固采用方案Ⅰ，即塑性混凝土防渗墙截渗加固方案。具体布置如下：基岩以上防渗体采用塑性混凝土防渗墙，墙底的高程线嵌入中风化基岩1.0 m。墙顶抬高至高程为125.8 m，与防浪墙底平齐。根据有关资料，经过计算，古城水库防渗板墙厚度确定为0.4 m。

3 塑性混凝土防渗板墙施工

混凝土防渗板墙施工包括造槽和成墙两部分，造槽中心墙部分采用液压薄壁抓斗成槽，基岩部分采用回转式冲击钻成槽，并及时采用泥浆固壁。成墙是采用垂直导管向充满泥浆的槽孔内浇注掺有30%左右泥浆的C15混凝土置换出泥浆，浇筑成连续的塑性混凝土墙体。

3.1 造槽施工

造槽是塑性混凝土板墙施工的关键一步，关系到整个工作的成败。根据古城水库大坝的实际情况，在坝轴线上游3 m处，将原坝坡开挖至125.8 m高程，修筑防渗板墙施工平台，宽度为10 m。利用上游砂壳填筑上游平台，施工平台宽度要求上游宽度不得低于4 m，并做好导浆平台和排浆沟。其施工工序为“测量放线→砌筑C15混凝土导墙→铺设导墙钢轨→造槽机械就位→挖槽→吸泥清底。成槽采用的是液压抓斗成槽与CZ-22型冲击钻配合成槽。采用“四钻三抓”法，即将防渗墙分槽段，由冲击钻打出导向孔，再利用液压抓斗抓土成槽；坝基的岩石成槽采用CZ-22型冲击钻冲击破碎基岩，抓斗取渣。成槽过程中及时采用泥浆固壁，防止槽壁的坍塌破坏。泥浆的配合比严格按照规范及现场的试验确定。

3.2 成墙施工

浇筑成墙是最后一道关键工序。其工序为C15塑性混凝土的拌制→运输→直管法浇注成墙→质检养护。施工中采用直管法进行混凝土的浇筑。导管内径为20 cm，绘制终孔剖面图，确定导管的下置长度，并在终孔剖面图上标注导管的中心位置，导管的组合情况。浇筑的过程中定时测量混凝土面及导管内的混凝土面，根据混凝土面上升情况决定导管的提升高度，从而保证防渗墙的浇筑质量。相邻两槽段混凝土浇筑前，及时清理接头，确保成墙的连续性。浇筑后的墙段，及时进行覆盖养护，28 d内严禁重车上坝，周围50 m内禁止放炮作业。上下游坝坡禁止大型机械振动碾压。施工过程要及时做好现场记录。

4 结语

古城水库的塑性混凝土防渗板墙在施工过程中，严格按照规范及设计要求，统筹安排，科学施工。经过山东省水利工程质量与安全检测中心站对防渗墙槽孔及泥浆进行检测，检测中共抽检52点次，合格率为100%，抗压强度、弹性模量及渗透系数检验指标全部合格。通过对防渗墙进行无损检测，检测得知：1）防渗墙整体连续性较好，未发现有段墙、矮墙或墙体中断现象。2）整体来看，防渗墙密实性较好，未发现墙体大面积混凝土离析、孔隙、蜂窝等现象。3）雷达图像显示防渗墙墙底反射不明显，分析认为墙体底部界面不易识别。

由此可见，古城水库塑性混凝土防渗墙施工质量是可靠的，做法是成功的。通过3年的运行观测，防渗墙能有效阻止坝体及坝基的渗漏，确保了坝体的安全。