花凉亭水库大坝砂层防渗墙施工

(安庆市重点水利工程建设管理局， 安徽 安庆 246003)

花凉亭水库大坝砂层防渗墙施工

汪文生

(安庆市重点水利工程建设管理局， 安徽 安庆 246003)

花凉亭水库大坝为黏土心墙砂壳坝，具有黏土心墙薄、坝坡面陡的特点，在施工中遇到穿透7～11m厚砂层问题。本文主要介绍针对此问题采取的处理措施。通过对防渗墙采取工程技术措施并对其施工质量进行检测，防渗墙防渗效果明显，可供其他水库工程参考。

花凉亭水库； 黏土心墙砂层； 混凝土防渗墙； 成墙技术

1 工程概况

花凉亭水库位于长江流域皖河支流长河的上游，位于太湖县城西北约5km处，是一座以防洪、灌溉为主，兼有发电、供水、养殖、航运、旅游等综合利用效益的大(1)型水利枢纽工程。水库控制流域面积1870km2，正常蓄水位88.0m，设计汛限水位85.5m，死水位74.0m，总库容23.98亿m3。花凉亭水库工程等别为Ⅰ等，主要建筑物级别为1级。

花凉亭水库大坝为黏土心墙砂壳坝，大坝坝顶高程99.25m，防浪墙顶高程100.25m，坝顶宽6.7m，坝顶全长566m，最大坝高58m。

加固设计沿黏土心墙增设混凝土防渗墙，结合墙下帷幕灌浆来解决大坝存在的渗流问题。防渗墙墙厚0.8m，中心线位于黏土心墙中部，各段墙底嵌入基岩深度为：弱风化岩层按入岩1m控制、强风化岩层按入岩1.5m控制。

大坝混凝土防渗墙全长541.2m，其中长187m(河床段)的部分有深7～11m砂层段，砂层为中粗砂，过去采用爆炸振密方法进行过处理。最大墙深65.2m，完成成墙面积23484.74m2，其中砂层部分1321.54m2，完成混凝土浇筑18800m3。

2 防渗墙施工

2.1 设计指标

要求混凝土28d立方抗压强度大于15MPa，弹性模量小于18000MPa，抗渗等级达到W8，允许渗透比降大于80。

2.2 槽孔划分

根据设计施工图提供的地质资料、墙体深度等基本资料情况，确定帷幕灌浆预埋管孔距为1.5m，为了下设接头管和预埋管均不受影响，将槽孔划分为Ⅰ、Ⅱ序槽段，槽段长6m。

2.3 主要施工方案

a.通过开挖降低大坝高度3m，形成宽15m左右的防渗墙施工平台。

b.防渗墙采用“纯抓法”与“钻劈法”结合成槽，基岩以上部分采用SG40重型液压抓斗抓取，底部基岩采用CZ-30型冲击钻机钻凿。

c.采用优质膨润土泥浆护壁，确保孔壁稳定。

d.采用“气举法”清孔，利用新制膨润土泥浆对槽孔进行彻底清孔换浆。

e.采用混凝土泵输送、“泥浆下直升导管法”浇筑混凝土。

f.采用BG420/100型液压拔管机进行“接头管法”墙段连接。

g.在墙体内下设预埋灌浆管，预埋管采用特制钢桁架定位下设。

2.4 接头管下设与起拔

该工程采用“接头管法”进行墙段连接。

浇筑混凝土前，在槽段的一端将配好的专用接头管置于槽段的端头，然后浇筑混凝土；待混凝土浇筑后10～11h，用BG420/100型液压拔管机分段起拔接头管，拔起10～30cm后间隔1～2h,再拔50～60cm,待3～4h后一次拔出，从而在浇筑墙段的端头形成接头孔。该工法能保证墙体间的接缝完整，结合面形状规则，而且可以节省大量的混凝土和钻凿工时。

2.5 混凝土配合比

2.5.1 墙体材料设计指标

a.采用普通硅酸盐强度等级42.5及以上水泥。

b.采用国标一级以上的膨润土。

c.粗骨料最大粒径应小于40mm，含泥量应不大于1.0%。

d.细骨料应选用细度模数2.4～3.0范围的中细砂，含泥量应不大于3%，黏土含量应不大于1.0%。

e.入槽坍落度18～22cm，扩散度34～40cm，坍落度保持在15 cm以上的时间不小于1h。

f.初凝时间不小于6h，终凝时间不宜大于24h。

g.墙体材料抗压强度R28≥15MPa，弹性模量E≤18000MPa，抗渗等级为W8，允许渗透比降[J] ≥80。

2.5.2 墙体混凝土配合比

防渗墙混凝土实际配合比见下表。

C15混凝土配合比(1m3混凝土材料用量)表

2.6 穿透砂层技术措施

a.在砂层段，砂层为中粗砂，过去采用爆炸振密方法进行过处理，只钻取端孔。抓斗无法抓取副孔，通过现场试验，先采用冲击钻钻进主孔后，再由抓斗抓取剩余部分，砂层下部基岩仍采用冲击钻造孔。

b.砂层施工时为保持孔壁稳定，增加泥浆黏稠度，适当掺入重晶石粉。

2.7 施工工效

大坝防渗墙于2009年11月26日正式开工，2010年4月2日完工，历经128d，完成防渗墙面积23484.74m2，平均工效为183.5m2/天。

3 防渗墙施工质量检查

3.1 采用钻芯取样、探坑进行质量检测

当墙体混凝土龄期达28d时，使用100型双管单动钻机对墙体实施连续取样，在取样的过程中来检查墙体的均匀性和可能存在的缺陷。该工程现场共钻8个孔，4个探坑，对取出的芯样在实验室进行试验，每孔不同高程各做2组，来对防渗墙的抗压强度、弹性模量、抗渗系数等指标进行检测。

3.2 采用探地雷达法进行质量检测

主要检测防渗墙墙体缺陷、墙体的均匀性以及墙段接缝等。

a.深度在5m以内使用天线中心频率为100MHZ的SIR10型探地雷达检测。

b.深度在5～15m使用天线中心频率为40MHZ的美国产的SIR10型探地雷达检测。

c.深度在5m以上的使用可控源音频大地电磁测深仪、高密度电法或多波列地震映像测试系统检测。

检测结果表明：防渗墙墙体整体连续、均匀，质量合格，满足设计要求。

4 结 语

此次大坝加固中在不同的高程处新埋设了29根测压管，加上原有能利用的共有46根测压管。通过对2008～2012年测压管监测数据对比分析，渗流工况有明显改善。防渗墙上游坝壳中测压管水位与库水位密切相关，其水头下降一般在2%以内；防渗墙后黏土心墙中测压管受库水位影响较小，其水头下降一般在70%以上，到达坝下88m平台部位，测压管水头下降一般超过85%，防渗墙防渗效果明显。

Cut-.off Wall Construction for Sand Layer of the Hualiangting Reservoir Dam

Wang Wen-sheng

(AnqingAdministrationofKeyWaterConservancyEngineeringConstruction,Anqing,Anhui246003)

The Hualiangting Reservoir dam is a sand shell dam with clay core, with thin clay core and steep slope surface. The problem in its construction is passing through sand layer at 7—11 meters. This paper mainly deals with the treatment measures taken for the problem. Some engineering technical measures are taken for cut-.off wall and its construction quality is inspected. The results may be available for references for other reservoir projects.

Hualiangting Reservoir; sand layer with clay core; concrete cut-.off wall; cofferdam technique

TV52

A

1005-4774(2014)10-0000-03