水库土石坝加固工程中防渗墙的设计和施工探讨体会

赵曙繁 李四发

摘    要：随着我国水利工程建设的快速发展，对水库土石坝工程质量的要求越来越高。现阶段，我国修建的很多土石坝存在质量比较差的问题。这就需要对水库土石坝防渗墙加固技术的设计过程进行研究和分析，同时加强土石坝防渗墙加固工程的质量控制工作，对防渗墙的施工过程进行分析和探讨，才能够保证土石坝防渗墙的加固施工质量，并为类似的工程提供有效的参考。

关键词：水库土石坝施工;加固工程;防渗墙技术

1  水库土石坝加固工程防渗墙设计工作

1.1  防渗墙深度设计

对防渗墙的深度进行确定的过程中要明确土石坝防渗墙的设计深度。如果防渗墙的底部是坝基，在这种齐纳工况下，设计防渗墙底部时，必须开挖截水槽，将全风化岩彻底挖出，然后嵌入相对不透水层，不透水层的厚度为0.5m～1m左右，这样可以确保顶部嵌入到坝体的防渗体中。如果防渗墙的墙体是坝身或坝基，需要保证顶部以及坝顶防浪墙连接，使顶部低于坝顶0.5m[1]。

1.2  防渗墙体厚度设计

对防渗墙墙体厚度进行确定的过程中，除了要确保能够满足防渗墙的抗震性、耐久性需求之外，并且要满足墙体应力变形要求。在对防渗墙体的厚度进行设计时，要充分考虑土石坝所处区域的地质情况、施工机械设备等因素。在对土石坝防渗墙厚度进行计算时，没有标准规范的计算要求，在土石坝防渗墙设计过程中，根据类似的工程经验，主要是将防渗墙破坏时产生的水利坡降作为主要参考数据对墙体厚度进行确定。其计算公式为：

对土石坝防渗墙修建数据进行统计后，防渗墙允许水力坡降JP=Jmax/K最大为100，J=5，，JP=60时，可以假定防渗墙承受的最大水头差与坝前水深相同。

1.3   防渗墙体插入高度设计

对防渗墙插入高度进行确定时，要根据碾压式土石坝的设计规范确定防渗体插入高度。防渗墙墙顶插入到坝体的最佳高度为1/10坝高。防渗墙插入坝体3m以上的情况下，可以使用C10混凝土对基岩内1.5m到坝基面以上的3m的区域进行施工。为了确保防渗墙与坝基协调，在对坝基3m以上的部分进行施工时，要利用塑性混凝土，对防渗墙顶部进行施工采用高塑性粘土封顶最佳。

1.4   确定防渗墙施工材料

防渗墙墙体材料的质量会直接影响身体的使用性能，并且会决定土石坝的修建质量。因此，在防渗墙墙体材料选择过程中，要综合考虑已经修建的防渗墙工程，一般会采用塑性混凝土作为墙体材料，因为塑性混凝土的主要特点是抗渗性能比较优良，变形模量比较低，极限应变值相对较大，具有较强的适应变形能力。

2   对水库土石坝加固工程防渗墙施工质量进行控制的措施

2.1  成槽施工控制

在造孔之前，监理单位必须检查孔位，要对成孔中心线的误差进行严格控制，确保误差在允许范围内。造孔过程中必须按照施工要求进行，保证造孔位置准确，同时要采取有效标识进行标记。如果造孔作业出现孔位不准确，会直接影响整体施工质量。在造孔过程中，因为施工场地的地质条件存在差异，会导致产生不同的问题，最为常见的问题就是塌孔问题。在成孔施工过程中，如果出现大面积塌孔问题，孔深达不到设计要求，完成成孔后必须对孔深进行仔细测量，如果成孔的深度没有达到设计标准，需要使用粘土完成回填。之后要重新钻孔。成孔施工完成后，必须及时开展混凝土浇筑作业。造孔时，需要仔细观察槽孔内的泥浆面，如果出现塌孔问题，会导致浆位上升或者冒泡。出现这两种问题要立即停止造孔，判断有没有出现塌孔，这样能及时解决塌孔问题，控制成孔质量。

在造孔过程中，必须严格控制孔斜率，保证孔斜率符合工程设计要求。监理人员要对孔斜率进行严格检查，保证一期槽孔两端主孔的孔斜率在3.0‰之下，其他槽孔孔斜率小于4.0‰。造孔过程中，如果存在岩层陡壁或者坚硬岩石块，孔斜率要小于6.0‰，保证造孔质量[2]。

造孔作业完成后，监理单位要确定防渗墙嵌岩深度，必须以先导孔勘探结果为基础确定终孔深度，实际孔深的确定必须由各参与方共同验收、鉴定。成孔作业完成后，工作人员需要检查终孔以及槽孔，相关参数检查合格后，需要进行清孔作业，清孔完成1小时后，监理人员需要对孔深、二期槽清洗后的残留物以及孔底淤积厚度、泥浆密度、泥浆粘度等进行准确检测。清孔完成后要及时进行预埋管下设作业。在墙内进行预埋下管的过程中，监理工作人员必须进行全程监控，确保预埋管下设质量。

2.2  浇筑施工过程

在混凝土浇筑施工过程中，必须注意对混凝土的材料性能进行严格控制。在开仓前，监理人员要检查机械设备的配置情况、作业人员的安排情况、防渗墙的槽口盖板覆盖情况等，防止槽口周围出现混凝土料、废渣、废浆。对混凝土进行检查时，要保证混凝土料都是通过竖井、槽口进料的，如果有不合格的竖井或者槽口会对混凝土的送料速度产生影響，对施工质量产生影响。对导管密闭承压进行检查是控制混凝土浇筑质量的重要环节。因为混凝土浇筑过程中，是利用水下直升导管完成浇筑作业的，导管密闭承压会直接影响混凝土浇筑质量。在施工过程中，监理人员必须对导管的密闭承压进行检测，如果发现不合格导管，要立即促使施工单位更换导管。检查混凝土浇筑作业是质量控制的重要环节，混凝土的浇筑质量会直接影响防渗墙的整体施工质量。为了确保在浇筑过程中，混凝土可以连续快速均匀上升，监理人员必须进行全程动态化监督以及质量控制工作，最好每隔30分钟测量一次混凝土面高度，将高差控制在0.5m以内。并且要每隔两小时测量一次导管内的混凝土面高度，可以掌握混凝土浇筑的实际情况。需要注意在混凝土刚开始浇筑以及快结束浇筑的过程中，要适当增加检测工作的频率[3]。

2.3  质量检查工作

在钻孔取芯作业后，需要进行必要的压水检查作业，可以对芯样进行抗压强度检测，保证防渗墙施工质量符合工程设计要求。此外，还可以利用孔内录像的方式对防渗墙的施工质量进行检查。不能观察到帷幕灌浆预埋管的孔内的具体情况，这种情况下，可以使用在孔内录像的方式了解孔内情况。可以观察与分析孔内录像，以便准确掌握防渗墙下预埋管的实际施工情况，防止预埋管没有下放到设计位置。但是在利用录像方式的过程中，沉渣、破碎带的基岩墙底出现涌水，会导致孔内录像不清晰[4]。因此，需要使用其他方法，检查与测量沉渣厚度，确保防渗墙的施工质量。

3  结语

总而言之，对水库土石坝防渗墙加固技术进行应用的过程中，还存在很多问题会对防渗墙的应用效果产生一定影响。例如在设计过程中不能对防渗墙的具体参数进行规范化的计算，会导致土石坝加固修建防渗墙存在一定问题。这就需要工作人员综合分析土石坝加固修建防渗墙的建造经验，提高土石坝防渗墙的设计水平，重视对土石坝加固修建防渗墙的施工质量进行严格控制，才能够提高防渗墙的整体施工质量，确保防渗墙在土石坝工程中能够充分发挥作用。

参考文献：

[1] 李静.水库土石坝加固工程中防渗墙的设计和施工探讨[J].中国水运月刊，2011（8）：179+183.

[2] 郝胜利.防渗墙在水库土石坝加固中的应用探讨[A].太原市民营企业工程技术发展推进会[C].

[3] 黄业坚.水库土石坝防渗墙在加固设计中的运用[J].黑龙江科技信息，2015（15）.

[4] 孔德岩.关于水利水电工程中水库加固施工管理的思考[J].中国科技投资，2017（17）.

作者简介：

赵曙繁，助理工程师，研究方向为水利水电工程施工。