砼防渗墙在包罗水库大坝坝基防渗中的应用

胡美霞

【摘要】文章介绍砼防渗墙在包罗水库大坝坝基防渗中的应用，砼防渗墙适用地层、特点、工艺及设计。

【关键词】漂卵砾石砂；强～中等透水层；坝基渗透性大；管涌或流土型渗透破坏；永久性；砼防渗墙；应用

1、工程概况

包罗水库位于云龙县长新乡境内，沘江中上游左岸一级支流大达河上，大达河全流域面积61.8km2，属澜沧江流域沘江水系。水库距县城石门镇47km，县城石门镇距省府昆明574km，距大理州府下关175km，距大保高速公路125km，交通较为便利。

包罗水库总库容1184万m3，水库年供水量1307.7万m3，其中农田灌溉供水1250.3万m3、设计灌溉面积2.594万亩，解决农村饮水安全供水57.4万m3。包罗水库工程由水库枢纽工程和灌溉输水工程两大部分组成。枢纽工程主要建筑物由大坝、右岸溢洪道和右岸输水隧洞组成，大坝坝型采用粘土心墙风化料坝，坝高68.5m，坝顶高程2209.80m，坝轴线长268.9m。

2、工程地质条件

坝址选择于新塘村口处，河谷呈“U”型，河道基本顺直，右岸凸出，地形较窄。出露J2h1紫红色泥岩、粉砂质泥岩，浅灰色团块状泥岩，夹紫色细砂岩及石英砂岩，基岩以中等透水层～弱透水层为主。河床地带覆盖第四系冲洪积漂卵砾石砂地层，为单元结构，厚达27～29m，河床冲洪积漂卵砾石砂为强～中等透水层，上部16m以上为强透水层，下部为中等透水层，河床渗透性大。河床冲洪积漂卵砾石砂层单元结构，地表和深部空间组分相对均匀，粒径d>5mm含量为78.66～85.63%≥70%，按GB5DZ87—99规范附录N.0.3条款内容，河床漂卵砾石砂不会产生地震液化问题。坝基冲洪积层较厚，可能存在渗透稳定问题。根据5组来样颗分曲线，4组不均匀系数Cu均大于5，土的细颗粒百分含量Pc=12%～24%<25%（规范值），漂卵砾石砂层可能产生管涌型渗透破坏；1组来样不均匀系数Cu均大于5，土的细颗粒百分含量25%（规范值）河床冲洪积漂卵砾石砂为单元结构，颗粒大小一般2～25cm，个别孤石达50～80cm，粒径大于5mm含量60～80%，岩性为石英砂岩、细砂岩、泥质岩类等，磨圆度好，堆积时间较长，基本在洪水作用下搬运堆积，堆积较密实。触探处漂卵砾石砂颗粒大小对触探值有明显的影响，一般在砂礫石集中处，击数偏小，反之漂石、卵石集中处，击数偏大。从触探结果看，河床漂卵石砂层中，漂石、卵砾石、砂在空间分布上是相对均匀的，无明显的漂石、卵砾石、砂成层情况。触探击数也未有随深度递增、递减情况，总体反映河床漂卵砾石砂层密实度在空间分布上也相对“均匀”，天然孔隙比e=0.24，河床漂卵砾石砂层堆积密实。

3、防渗方案选择、设计、施工及防渗效果

3.1 防渗方案选择

坝址河谷呈“U”型，河道基本顺直，河床覆盖第四系冲洪积漂卵砾石砂地层，为单元结构，厚达27～29m，主河道上部1m属于流动性河床，漂卵石砂堆积物受洪水改造大，较松散，1m以下较密实～密实，清基深1～2m。河床段大坝坝基座落于较密实的漂卵砾石砂层上，此层会产生管涌型或过渡型渗透破坏，存在渗透变形破坏问题，需对坝基进行抗渗透破坏保护。帷幕灌浆防渗墙使用寿命短，易失效，且大坝坝高69.5m接近高坝，水库工程位置高，防洪位置显著，河床段地下水位较高不利于帷幕的形成，综合考虑地形、地质条件，耐久性、安全可靠性及重要性，推荐采用施工相对较复杂、投资也相对较高的砼防渗墙防渗。基岩段采用帷幕灌浆防渗，并使砼防渗墙与下部灌浆帷幕形成有机、完整的防渗体。

3.2 砼防渗墙设计

根据地质条件、渗透剖面图及《碾压式土石坝设计规范》，河床段（坝0+083.85～坝0+170.25）基础冲洪积漂卵砾石砂层及基岩采用C10混凝土防渗墙防渗，混凝土防渗墙轴线位于大坝心墙轴线上，轴线长86.4m，墙厚80cm，防渗墙采用C10混凝土浇筑，抗渗标号W8，渗透系数K≤1×10-7cm/s，抗压等级C10，弹模16000～20000，防渗墙伸入粘土心墙2m，其顶部高程为2143.80m，2143.30m高程以上的混凝土墙体为现浇，粘土心墙底部设厚0.5m的砼盖板，砼盖板与砼防渗墙形成整体，砼防渗墙底部深入基岩1.0～7.0m，混凝土防渗墙总面积2134.2m2。

根据地质条件和冲洪积漂卵砾石砂层颗分，及砼防渗墙底部深入基岩1.0～7.0m，最大槽深31.3 m，砼防渗墙造孔成槽选用CZ30冲击式钻机造孔方式，槽段长5～7m，共划分为16个槽段，一期与二期采用拔管法连接。

3.3 砼防渗墙施工

砼防渗墙施工从中部最深处往两边开始施工，起初一期与二期采用拔管法连接，但接头管安放时易倾斜，不好固定，且起拔时间难控制，最终改为凿钻法连结。施工中主要控制成槽质量，对于孔深、沉渣厚度以及泥浆比重都通过测量、试验等手段进行严格控制；为了保证接缝质量严格控制接头孔的位置，以及固壁泥浆的黏度不能太小，含砂量不能太大；混凝土浇筑时主要控制导管提升速度和混凝土浇灌的连续性，严禁长时间中断浇筑，以保证混凝土防渗墙的抗渗质量。

施工中由于地下水位高、流动性大等原因造成5#、6#、7#、8#、10#槽孔内塌孔，坍塌槽孔先掏出坍塌物，在坍塌部位以下回填了粘土，坍塌部位以上回填C10混凝土，重新开孔造槽。

3.4 砼防渗墙的防渗效果

⑴对砼防渗墙所用C10混凝土抗压、抗渗及弹模抽检

对砼防渗墙所用C10混凝土抗压、抗渗及弹模抽检，情况详见表1。

⑵砼防渗墙在成墙后钻孔注水试验

砼防渗墙在成墙后进行钻孔注水试验，钻孔共计2个，分别布置于防渗墙7#槽孔及11#槽孔上，试验成果见表2。

⑶砼防渗墙无损检测

对砼防渗墙进行了无损检测，无损检测采用中国地质装备总公司重庆地质仪器厂生产的DUK-2A高密度电法测量系统，对防渗墙断面进行均匀性检测。本次防渗墙高密度电法无损检测对同一断面采用温纳、温施两种检测方法，温施检测图主要用于测量防渗墙深度，故以温纳法检测图为评定依据。

防渗墙整体电阻率基本相同，墙体较均匀，墙体接缝处电阻率无明显变化，墙段接缝良好。表层电阻率较低，根据现场施工分析主要由于基础灌浆作业正在进行，表层积水所致。在9#槽深度18～20m附近处有一面积约280cm2区域电阻率突然降低，该点处墙体不均匀，针对该点处墙体不均匀，在该部位增加3个帷幕灌浆孔进行加强灌浆，布置于防渗墙轴线上游0.6m处，灌浆压力为0.4Mpa。

大坝基础砼防渗墙所用C10混凝土抗压、抗渗及弹模均达到设计要求。成墙后进行钻孔注水试验渗透系数达到K≤1×10-7cm/s的要求，达到了防渗的目的。基础防渗墙无损检测结论为局部小缺陷，基本完整，且已做加强灌浆处理。

4、结束语

大坝坝基覆盖第四系冲洪积漂卵砾石砂地层，覆盖层较厚需做防渗处理，高压喷射灌浆对地层敏感性较强，对致密的砂直径受到影响，有大块径的卵石、漂石时帷幕体连续性不易保证，缺少快速可靠的检查方法；帷幕灌浆技术相对成熟但使用寿命短，易失效，且在河床段地下水位较高，较难形成有效幕体；砼防渗墙是在造成完整的槽孔并有可靠的接头条件下浇注成的，且在造孔过程中，泥浆的渗透和泥皮的存在，形成了一个附加的隔水层，砼防渗墙是最为稳妥可靠的。包罗水库坝基第四系冲洪积漂卵砾石砂地层，砼防渗墙造孔成槽采用CZ30冲击式钻机造孔，在造孔时没遇到任何问题，且在如此高的地下水位时仅有5个槽段孔内塌孔，砼防渗墙成墙后钻孔注水试验达到了防渗要求，无损检测结论为局部小缺陷，基本完整。包罗水库冲洪积漂卵砾石砂地层坝基采用砼防渗墙可以达到防渗效果，采用CZ30冲击式钻机造孔是成功的。

参考文献：

[1]《大坝基础防渗墙》高钟璞编著。

[2]《深厚覆盖层坝基防渗设计于施工》黄小宁 覃新闻 彭立新 王廷勇著。

[3]《地下连续墙的设计施工与应用》丛蔼森编著。