麻栗坝水库大坝防渗墙质量分析评价

洪世兴，蔡鸿昆

（云南省水利水电建设管理与质量安全中心，云南 昆明 650224）

1 工程概况

麻栗坝水库工程位于云南省德宏州陇川县境内伊洛瓦底江水系瑞丽江一级支流南宛河上游，距陇川县城33 km，距省会昆明896 km。水库是以灌溉、防洪为主，结合发电、养殖、旅游为一体的大（2）型水利枢纽工程。水库控制流域面积294 km2，年平均流量3.69亿m3，水库总库容10665×104m3。设计洪水标准为2000年一遇。工程由水库枢纽和灌溉干渠两部分组成，其中水库枢纽工程包括大坝、溢洪道、西低隧洞、西高涵、坝后电站（装机3 MW）；灌溉干渠由西高干渠、西低干渠、东干渠组成。设计灌溉面积15195.6 hm2。大坝坝型为土质分区坝（粘土心墙坝），最大坝高37.6 m，坝顶长1172 m，坝顶高程1000.60 m，正常蓄水位994.70 m，设计洪水位995.57 m，校核洪水位998.38 m。

2 坝址区地质条件及防渗措施

麻栗坝水库坝址区主要分布底层为上第三系沙土夹粘土层及第四系堆积层，上第三系地层大都被第四系地层覆盖。上第三系为洪水湖相沉积，总厚度大于500 m，坝址区未见底界，地质条件较为复杂。针对坝基地层为第四系砂卵砾石和上第三系砂性土层透水性较大，存在坝基渗漏和渗透稳定问题，设计对大坝基础采用悬挂式塑性混凝土防渗墙垂直防渗，防渗墙为2级建筑物，其里程桩号为 K0+315.800～K1+245.450，轴线长度为929.65 m。大坝基础河床 K0+484.650～K1+161.450段，采用厚度为60 cm混凝土防渗墙，最大墙高34.71 m，防渗面积14591.71 m2，划分为90个槽段，防渗面积14591.71 m2；大坝左岸K0+315.800～K0+484.650 及右岸 K1+161.450～K1+245.450段，采用厚度为40 cm的薄壁塑性混凝土防渗墙，最大墙高38.27 m，划分为34个槽段，防渗面积2423.60 m2。主要设计指标：抗渗等级大于W6，28 d抗压强度大于6 MPa，弹性模量M＜13000 MPa，相对渗透系数 K＜10-8cm/s。

3 防渗墙的施工质量检测

3.1 施工单位自检

3.1.1 水 泥

防渗墙工程水泥全部采用德宏州盈江县芒桑水泥厂的P.O32.5普通硅酸盐水泥，水泥现场共检测45组，其中40 m厚防渗墙取样8组，60 cm厚防渗墙取样37组。各项指标检测均满足国标要求，合格率100%。检测统计结果见表1。

表1 防渗墙水泥质量检测结果统计表

3.1.2 防渗墙粗骨料

防渗墙工程混凝土使用业主提供的粗骨料，粗骨料共取样检验15组。其中40 cm厚防渗墙取样2组，含泥量0.43%～0.50%，平均值0.47%，针片状含量2.1%～2.7%，平均值2.15%，表观密度2595～2630 kg/m3，平均值 2612.5 kg/m3，堆积密度 1382～1410 kg/m3，平均值 1396 kg/m3，空隙率 43.50%～46.73%，平均值45.12%；60 cm厚防渗墙取样13组，含泥量0.25%～0.50%，平均值0.33%，针片状含量0.1%～2.7%，平均值 1.75，表观密度 2246.7～2620.0 kg/m3，平均值 2753.0 kg/m3，堆积密度 1210.7～1410.0 kg/m3，平均值 1385.0 kg/m3，空隙率 38.86%～46.80%，平均值42.65%。满足规范要求。

3.1.3 防渗墙细骨料

防渗墙工程混凝土使用的细骨料为业主提供的南宛河河沙，共取样检测18组，其中40 cm厚防渗墙取样2组，细度模数2.73～2.76，平均值2.745，含泥量1.32%～1.50%，平均值 1.41%，表观密度 2700～2760 kg/m3，平均值 2730 kg/m3，堆积密度 1445～1470 kg/m3，平均值 1457.5 kg/m3，云母含量 0.10%～0.20%，平均值 0.15%，空隙率40.10%～41.50%，平均值40.08%；60 cm厚防渗墙取样16组，细度模数2.73～2.93，平均值2.79，含泥量1.20%～1.65%，平均值 1.45%，表观密度 2705～2830 kg/m3，平均值 2748 kg/m3，堆积密度 1430～1495 kg/m3，平均值 1478 kg/m3，云母含量 0.10%～0.50%，平均值 0.25%，空隙率 40.00%～42.00%，平均值41.00%。满足规范要求。

3.1.4 防渗墙外加剂

防渗墙工程使用外加剂为嘉生混凝土外加剂销售有限责任公司的FTM高效泵送剂，共检测2次，平均值：坍落度增加值113 mm，含气量3.9%，泌水率比37.1%，30 min坍落度增加值128 mm，60 min坍落度增加值105 mm，3 d抗压强度比90，7 d抗压强度比96，28 d抗压强度比98，产品质量合格。

3.1.5 防渗墙混凝土试件抗压、抗渗、弹模检测结果

承包方在防渗墙施工过程中按照施工规范分别对混凝土抗压、抗渗及弹性模量进行了取样检测，检测统计结果如下：

1）40 cm厚防渗墙

设计强度等级C6，取样34组，抗压强度7.4～12.4 MP，平均值 8.8 MPa，标准差 Sn 为1.10 MPa，离差系数Cv值为0.125，评定为合格；设计抗渗指标为 W6，取样7组，检测值为W9～W14、平均值W10；设计弹模指标为小于13000 MPa，取样7组，检测值为 10441～12267 MPa，平均值 11647 MPa。

2）60 cm厚防渗墙

设计强度等级C6，取样95组，抗压强度6.6～12.1 MPa，平均值 8.4 MPa，标准差 Sn 为 1.12 MPa，离差系数Cv值为0.131，评定为合格；设计抗渗指标为W6，取样24组，检测值为W8～W12、平均值W9.7；设计弹模指标为小于13000 MPa，取样23组，检测值为 8976～12987 MPa、平均值 11200 MPa。

施工方检测结果表明，防渗墙混凝土抗压、抗渗、弹模自检结果满足设计要求。

3.2 监理单位抽检

3.2.1 混凝土抗压强度、抗渗等级及弹性模量

监理对抗压强度抽检69组、抗渗等级抽检12组、弹模抽检16组。

1）40 cm厚防渗墙

C6试件抽检10组，抗压强度6.0～9.0 MPa，平均值7.0 MPa，标准差 Sn为1.10 MPa，离差系数Cv值为0.125，评定为合格。

2）60 cm厚防渗墙

C6试件，取样 59组，抗压强度 6.0～13.5 MPa，平均值9.3 MPa，标准差Sn为2.0 MPa，离差系数Cv值为0.215，评定为合格；抗渗试件抽检12组，平均值W6；弹模共抽检16组，其中12组为10562～12218 MPa＜13000 MPa、4 组 13148～13276 MPa＞13000 MPa。

监理抽检结果表明：防渗墙混凝土抗压强度、抗渗等级满足设计要求，弹性模量有4组略大于设计值13000 MPa，可认为基本满足设计要求。

3.2.2 防渗心墙钻孔取芯检查试验结果

防渗墙施工结束后，共布置了17个检查孔对密度、抗压强度、抗渗等级及弹性模量进行了取芯检查试验，试验统计结果详见表2。

表2 防渗墙钻孔取芯检查试验结果统计表

钻孔取芯检查试验结果表明，防渗墙混凝土抗压强度、抗渗等级及弹性模量符合设计要求。

3.3 质量检测单位检测结果

3.3.1 混凝土抗压、抗渗、弹性模量检测

项目法人委托的质量检测单位对防渗墙混凝土抗压强度取样78组、抗渗等级取样17组、弹性模量取样20组进行检测，检测结果满足设计要求，详见表3。

表3 混凝土抗压、抗渗、弹性模量检测结果统计表

3.3.2 拌合物质量评定

在混凝土搅拌过程中对拌合物共抽检19组，容重为 2123～2215 kg/m3，塌落度为 210～228 mm，符合设计要求。

3.3.3 泥浆性能检测结果

在大坝防渗墙施工过程中对泥浆共抽检21组，主要检测指标：比重1.04～1.20 g/cm3，漏斗粘度15.6～20.0 s，含砂量 0.25%～5.0%，符合规范要求。

3.3.4 混凝土劈裂抗拉试验

防渗墙混凝土施过程中，共取样8组进行劈裂抗拉强度试验，最小值26.6 MPa，最大值39.4 MPa，平均值33.6 MPa，满足设计要求。

3.4 防渗墙无损检测

防渗墙的无损检测，采用多道瞬态面波法、高密度地震映像法、垂直反射法以及弹性波CT四种方法综合检测，根据这四种检测成果的综合分析及对比，可以对所检测的河床段（桩号0+759～1+041）混凝土防渗墙的质量作出如下评价：

1）所检测墙段达到了设计深度，未发现断墙和短墙；

2）大部分槽段墙体均匀性较好，部分有局部缺陷；

3）大部分槽段的墙顶和墙底区域混凝土强度低于其它区域。

3.5 混凝土防渗墙观测

根据测斜管变形分布曲线观测数据分析：防渗墙底部936～940 m的挠度变形为-0.003%，防渗墙顶部953～962 m的挠度变形为0.033%。其他部位的挠度变形在0.033%以下。从防渗墙挠度观测曲线上看，曲线光滑，未见位错现象，说明防渗墙工作性态正常。

坝基渗透共布置了4个剖面观测防渗墙前后水力比降，分别对应大坝四个主观测断面。在大坝施工期间防渗墙前后最大水头差为2～10 m，防渗墙后渗压计水头变化较小，防渗墙前渗压计受上游水位影响。从几个断面观测看，防渗墙前水位大于防渗墙后水位，这与测斜管观测防渗墙挠度变形向下游一致。整个施工期坝基渗透压力比较正常。

监测数据分析表明，施工期间防渗墙未出现拉应变。

4 综合评价

综合上述施工、监理、质量检测、安全监测等单位对混凝土防渗墙的原材料、中间产品的检测试验结果和数据分析表明，防渗墙所用原材料及中间产品质量总体合格，施工方法合理，虽部分槽段存在墙顶及墙底混凝土强度低于其他区域的缺陷，但满足设计要求；混凝土防渗墙变形、应力正常，施工期主要受大坝填筑影响，大坝填筑完成后压应变稳定，施工过程中上下游水位较小，未出现拉应变，综合评价防渗墙施工质量合格。水库于2009年11月下闸蓄水，试运行至今，蓄水情况正常。

［1］王家毕.多道瞬态面波法在麻栗坝水库混凝土防渗墙质量检测中的引用［J］.水利水电技术，2009(5).

［2］北京市京水建设工程有限责任公司.栗坝水库工程大坝基础处理工程质量自检报告［R］.2007.

［3］云南恒诚建设监理咨询有限公司.麻栗坝水库工程蓄水安全鉴定施工监理自检报告［R］.2007.

［4］昆明市水利水电工程建设质量检测试验室.德宏州麻栗坝水库大坝防渗墙质量检测报告［R］.2007.

［5］北京华陆森自动化技术有限公司.麻栗坝水库工程监测报告［R］.2007.

［6］北京桂路森机电设备有限责任公司.麻栗坝水库工程安全监测自检报告［R］.2007.