浅谈宿松县黄大口水库塑性混凝土防渗墙施工方法

王冬如 魏广平 王炜

摘要：混凝土防渗墙技术已广泛应用于病险水库大坝防渗加固中，本文就该技术在宿松县黄大口水库除险加固工程中的应用，主要介绍塑性混凝土防渗墙施工方法、质量技术要点、特殊情况处理及注意事项，为该技术在今后实践中提供经验。

关键词：黄大口水库 混凝土防渗墙 施工方法

1工程概况

宿松县黄大口水库坐落在安徽省宿松县破凉镇黄大村境内，坝址位于二郎河支流—西源河上游，流域控制面积36km2，总库容740万m3，是一座以防洪、灌溉为主，兼有养殖的重要小Ⅰ型水库。水库枢纽工程等别Ⅳ等，永久性水工主

2塑性防渗墙体设计要求

混凝土防渗墙范围0+000～0+310，轴线长310m，墙厚60cm，顶高程81.00，最大墙深设计28m，嵌入基岩按≥1.0m控制，防渗墙混凝土抗压强度R28≥7.5MPa，弹性模量<3000MPa。渗透系数K≤i×10-7cm/s（180。

3施工工艺、方法

防渗墙厚60cm，最大墙深约28 m。采用“钻劈法”造孔，即冲击钻造孔成槽，泥浆护壁，导管法浇筑水下砼成墙。

3.1导墙设置与施工（附导墙施工断面图）

深槽开挖前沿防渗墙纵轴线位开挖导沟，在两侧浇筑梯形钢筋混凝土导墙。导墙深度取1.2m，顶部高程为81.2m，高于施工场地10cm，以阻止地表水流入槽内，两墙间净距满足设备施工宽度要求，设计65cm。

导墙和防渗墙中心线应平行，竖向面须保持垂直，是保证防渗墙垂直精度的重要环节。导墙与纵轴线允许偏差为10mm，内外导墙净距允许偏差为5mm，导墙上表面应水平，全长范围内高差应<10mm，单幅高差应<5mm。

3.2槽段划分

槽段划分方案据施工总体方案确定，并可能据生产试验结果进行调整。为减少接头数量需增加槽段长度，同時确保孔壁安全，初步设计主坝防渗墙Ⅰ期6.2m、Ⅱ期槽段均6.6m，端孔长度0.6m，具体划分见图所示。

3.3护壁泥浆

膨润土泥浆具有良好悬浮性、触变性、滤失量小、含砂量低、造浆率高、造壁性能好、现场配置方便等优点，是较理想的优质护壁泥浆。因砂卵石地层稳定是本工程关键，所以采用膨润土拌制护壁浆液。施工中要保证泥浆质量，要加强原材料质量检测、配合比调试、泥浆回收管理等各项工作。

3.4成槽工艺

成槽质量标准不低于如下设计要求：孔位偏差≤3cm；孔斜率≤4‰，遇有含孤石、漂石地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，孔斜率应控制在6‰内，孔深符合设计要求。

本工程主要采用“钻劈法”进行成槽施工：即冲击钻进工艺钻进端孔至设计孔深，钻进端孔时特别要求孔位准确，垂直度符合规范要求（4‰内），防渗墙深入基岩以下1.0m以上，如遇破碎带较深，各墙段底均深入强风化底部，且≥1.0m。成槽中接近基岩时开始采取地层样品，并由现场监理工程师进行鉴定，经监理工程师批准终孔。

3.5终孔及清孔验收

槽孔终孔后报告现场监理工程师进行孔位、孔深及孔形全面检查验收，合格后进行清孔换浆。

清孔采用套桶配合泵吸反循环法。二期槽孔清孔换浆结束前，用刷子钻头分段洗刷一期槽孔端头泥皮和地层残留物，以刷子钻头上基本不带泥屑，孔底淤积不再增加为合格标准。

槽孔清孔换浆结束后1h达到如下标准：槽底淤积厚度≤10cm，槽内泥浆密度<1.10g/cm3，粘度<35s，含砂量<3%。

3.6墙体材料及其浇筑

⑴混凝土控制指标及参考配比

混凝土主要指标如下：28d抗压强度≥7.5MPa；抗渗等级≥W8；弹性模量<3000MPa；渗透系数K≤i×10-7cm/s（1

⑵原材料质量标准

①水泥：采用普通硅酸盐42.5级水泥；

②粗骨料：最大粒径应<40mm，含泥量应≤1.0%，泥块含量应≤0.5%；

③细骨料：应选用细度模数2.4～3.0范围的中细砂，其含泥量应≤3%，粘土含量应≤1.0%；

④膨润土：国标一级，质量标准采用符合石油工业部部颁标准《钻进液用膨润土》（SY5060-85）。

⑤水：水库水源。

⑥外加剂：减水剂和加气剂等质量和掺量经试验，并照（DL/T5100-1999）有关规定执行。

⑶混凝土拌制、输送

混凝土拌制过程中应用电子秤对大宗原材料进行准确称量后加入，外加剂按要求掺入。从水、砂、碎石、水泥等材料计量到搅拌时间均自动化、程控化，减少人为因素对混凝土物力力学指标离散性影响。拌制时应观察熟料稠度、均匀性和和易性，合格后方可放入储料斗。

拌制好的熟料采用混凝土泵输送至浇筑槽口，经分料斗和溜槽将混凝土输送至浇筑漏斗，浇筑导管均匀放料，有利于保证混凝土面均匀上升。

⑷槽内预埋帷幕灌浆管

①预埋管制作

预埋灌浆管采用定位架固定，定位架由φ16mm钢筋制作纵向主筋保持架，φ12mm钢筋制作横向连接筋，φ10mm钢筋制作空间斜拉筋，主筋与横向拉筋、斜向拉筋焊接为一整体桁架。桁架高度根据槽孔孔深分段制作。

② 预埋灌浆管布设

据槽段深度，预埋灌浆管下设采用双管或三管埋设方法，尽量消除因管体自身垂直度及混凝土浇筑时冲击力作用，对管体定位影响。预埋灌浆管孔距2.0m，位于防渗墙中心轴线上，平面上允许偏差≤±5cm，埋管直径为110mm。

据槽长调整钢筋保持架长度。确保相邻灌浆管间距为2.0m。并随时注意调整一期槽孔与二期糟孔端头部位相邻两灌浆管间距为2.0m。

③预埋灌浆管的孔口对接

预埋管桁架孔口焊接，整体下设，每段接头处钢筋采用搭接焊，搭接长度10倍钢筋直径。

④ 预埋灌浆管起吊、安装

预埋管钢桁架采用吊车起吊，整体下设。下设时要安全、平稳，遇到阻力时不得强行下放，以免桁架变形，造成管体移位，影响下设精度。

预埋灌浆管在槽口固定在导墙上。灌浆管间采用丝扣连接，底口缠过滤网，防止混凝土进入管内。预埋管施工完毕后，管口封闭，防上异物落入管内，增加帷幕钻孔的难度。

⑸混凝土浇筑

混凝土浇筑采用“泥浆下直升导管法”，导管埋入砼深度不宜小于1.5米，控制混凝土面上升速度≥2m/h，导管下设及导管起拔均按设计要求控制。采用压球法开浇，以减小开浇时砼快速下落与泥浆絮凝反应。采用快速接头法连接导管，导管连接和下设均按规范要求进行。

⑹“钻凿法”墙段连接

钻凿法接头施工速度因墙深和墙体材料不同而异，鉴于本工程墙体材料强度不高，墙深不大，可有效发挥钻凿法墙段连接优势，其基本方法：在一期槽段浇注完毕，混凝土初凝后，直接用钻机钻凿一期槽孔端孔，以达到形成二期槽孔目的。这种方法优点是工艺简单，不需专门设备，形成接缝质量可靠。

3.7平台回填

坝前施工平台待垂直防渗墙与上部防渗斜墙连接的导墙施工结束后即进行回填，回填料利用原坝开挖堆料场原状土回填，采用1m3挖掘机装5t自卸汽车运输，74kW推土机推平，采用拖拉机碾压，边角部位用2.8kW蛙式夯实机压实。

4特殊情况处理

4.1预防漏浆和塌孔

因本工程地层在施工中可能造成大量集中式浆液漏失，进而影响成槽中孔壁稳定。为此我们采取以下几种主要措施来处理：

⑴选用优质固相膨润土泥浆；

⑵施工前备足大量堵漏材料（如砂、石、粘土等）；

⑶密切关注成槽中地层变化，地层较为疏松时应控制挖槽速度，采取“反复式”回填堵漏材料、重凿挤密方法来事先预防；

⑷慎重使用重凿及爆破等对地层扰动较大施工方法；

⑸成槽施工时，保持槽内泥浆面适当高度，及时补充泥浆以保持孔口稳定。

4.2在防渗墙造孔成槽中，遇孤石、大块砼及砖块、木头等，采用正常成槽手段难以快速成槽时，在考虑孔壁安全前提下，可用重锤法、爆破法或其他方法处理。

4.3如造孔成槽过程中出现塌孔、大坝裂缝现象，及时处理，对固壁泥浆配比及造孔手段进行调整，确保孔壁稳定，对施工中产生的裂缝，采取加固措施进行处理。

4.4成槽中对固壁泥浆漏失量作详细测试和记录，当发现固壁泥浆漏失严重时，及时堵漏和補浆，并查明原因，采取措施进行处理。据实际施工情况，在固壁泥浆性能指标基本满足前述要求前提下，适当调整泥浆配比，并适当放缓挖槽速度，待固壁泥浆漏失量正常后再恢复正常挖槽手段。

5墙体质量检查

塑性防渗墙墙体质量检测方法有钻孔取芯法、超声波法和地震透射层析成像法（CT）。本工程混凝土防渗墙成墙质量检查，采用方法为钻孔取芯法，在成墙28d后进行。沿墙体轴线每100m左右钻进1个检查孔，孔径Φ91mm，检查孔深度与主坝防渗墙深度相同，钻进时进行取芯，分段做压水或注水试验。检查结果表明，防渗墙墙体整体均匀，防渗效果良好，完成满足设计及规范要求。

6结束语

从施工后蓄水情况来看，坝体渗漏已有效解决，说明防渗墙已起到显著作用，防渗指标满足设计要求。塑性防渗墙技术成功应用，对增加大坝稳定、减少水资源流失起到重要作用，为黄大口水库更好地发挥作用提供可靠保障，也为今后类似工程提供借鉴作用。

参考文献

[1]中华人民共和国水利部.SL174—96 水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范[S].北京：水利水电出版社，1996.

[2]梁炯鋆.锚固与注浆技术手册[M].北京：中国电力工业出版社，1999.