堤坝防渗墙加固技术分析

房晓东

（新疆水利水电勘测设计研究院勘测总队，新疆 昌吉 831100）

堤坝防渗墙施工的好坏对提高堤坝的抗渗性与稳定性具有重要的影响，因此在工程中采取相适应的防渗加固技术和质量保证措施[1～6]，才能保证水利水电工程正常使用。

1 工程概况

洪沟水库位于金沟河下游，地理坐标东经85°41′27″～85°42′12″,北纬44°27′30″～44°28′32″。水库隶属新疆生产兵团农八师巴音沟河管理处管辖。洪沟水库2+600-3+050 坝段坝体加固工程，主要采用塑性混凝土防渗墙施工。混凝土防渗墙的主要设计指标为：强度指标C5，抗渗指标W6，设计墙厚0.3 m，防渗墙混凝土为商品混凝土。由于本工程施工线路较短，考虑到施工方便，在坝后设置泥浆搅拌系统，供应槽内护壁泥浆。泥浆搅拌用水就近采用坝后渗水。送浆管路采用内径50 mm 的高压胶皮软管铺设至槽口。洪沟水库东距新疆沙湾县18 km，南距312 国道18 km，距石河子市65 km，交通便利。基槽开挖设计工程量1 088.0 m3，防渗墙成槽8 316.0 m2，C5 混凝土防渗墙设计工程量2 495.0 m3，基槽回填土方量957.0 m3。

2 防渗墙施工方法

2.1 灌浆材料与施工流程

本标段工程建设所涉及的自密实混凝土、水泥砂浆、膏浆等配合比均按设计要求的参数控制，同时委托检测公司完成配合比试验及报告，在土料场取优质合格土料，运至施工现场，经粘土制浆机加水破碎搅拌均匀后保存至泥浆池充分搅拌，再抽取至制浆桶配制水泥粘土膏浆。

根据设计图纸及试验区孔位对应里程位置用GPS进行测量放线布孔，用钢筋桩标记。冲孔、洗孔至孔口回水清净为准（覆盖层区域不进行冲孔、洗孔），并且孔内沉砂厚度小于20 cm。先导孔灌前压水采用分段卡塞式压水，并按相关规范计算灌前透水率。终孔段10 m 范围若出现灌前透水率＞10 Lu 的情况，则采用分段卡塞式压水。基岩段按2 m、3 m、5 m 进行钻进并做压水试验。钻孔流程如图1 所示。

图1 灌浆孔钻孔流程

地下水位测定如图2 所示：①将电接点式水位计与显示仪表连接，入水测试正常；②将电接点式水位计下入孔内；③水位计电极接触地下水时，仪表显示电路接通；④记录水位稳定时的水位计下入孔内长度作为地下水位值。

图2 地下水位测定

2.2 裂隙冲洗

高压喷射冲洗。让具有较高压力的水从喷嘴中喷出，对准所要处理的软夹层或者充填溶洞作高速喷射，对充填物实行切割，被切割下来的较细小颗粒与水搅混在一起，被带出地面；剩下的较大颗粒（岩块），由于改变了级配，孔隙度增大，可被后来的灌浆固结起来。一般使用的压力越大，喷射的时间越长，则所作用的范围也就越大。

2.3 岩石层帷幕灌浆

孔口管埋设如图3 所示，根据试验区开展情况最大安装深度为29 m。

图3 孔口管埋设示意

孔口管上端焊横向挡筋，以防孔口管下落；在下端焊三根10 cm 长的Φ6.5 mm 钢筋作为对中架，下入孔口管，使其对中并用水平尺校正。在施工中由于反复劈裂冒浆，除HⅡ试验区外，套管安装深度基本为20～30 m，采取扩孔二次安装套管隔离上部破碎基岩、双层套管等施工措施。帷幕灌浆试验设计初拟定灌浆压力详见表1。

表1 初拟帷幕灌浆压力表

在试验施工期间存在复灌次数多、冒浆、反复劈裂、难以达到设计初拟压力等情况，Ⅰ序孔灌浆需要多次掺砂灌注，压力达到1.2～1.5 MPa 反复劈裂冒浆，冒浆点随孔深加深后距孔位越来越远，采取浓浆、间歇、限流、待凝扫孔复灌等措施均无效果，单段最多复灌22次。通过数次灌浆专题会及专家咨询后，针对库区二标存在的实际情况采用复合可控膏浆改良地质灌注及调整灌浆压力等措施，调整后灌浆压力如表2 所示。

表2 调整后帷幕灌浆压力

3 防渗墙质量控制中的技术应用

对水库坝体塑性混凝土防渗墙质量进行检测，判断墙体是否存在空洞、不连续、有缝隙等缺陷问题。水库质量检测采用的方法是探地雷达检测技术，防渗墙芯墙以及防渗墙钻孔的具体检测数据如表3 和表4 所示。检测过程中对防渗墙体进行钻孔，然后利用钻孔取芯和压水。钻孔共2 个，有8 个岩芯，各个钻孔按所处方位从上至下均匀选取4 个岩芯然后进行取样送去检测。墙体检测的数据采集共有2 个取芯孔以及8 个压水孔。用钻孔的数据取样，结合探地雷达监测技术，最终检测结果显示该水库的坝体塑性混凝土防渗墙基本不存在质量问题，坝体内部材料基本连续，孔隙裂缝蜂窝等问题数量少，不存在大型的孔隙裂缝以及孔洞。

表3 防渗墙芯墙检测数据结果

表4 防渗墙钻孔防渗性能检测结果

4 施工质量管理

4.1 施工准备顺序

根据研究确定了施工方法和施工进度计划。对施工难点做了充分准备，确保施工顺利进行。同工程监理部门联合确定防渗墙的轴线及起始点，并进行埋桩标定，同时对槽段进行编号划分。洪沟水库2+600-3+050坝段坝体加固工程（2+600～3+050）m 段混凝土防渗墙，划分为67 个单元，每8 m 一个槽段为一个单元。

4.2 质量控制措施

混凝土防渗墙为隐蔽性工程，对蓄水池是否渗漏及稳定性方面起着至关重要的作用，认真贯彻总队“有效控制每道施工工序，确保工程质量100%合格。本段防渗墙采用商品混凝土，按照设计要求，防渗墙强度C5、抗渗W6。对混凝土防渗墙施工中37 个槽段单元进行质量检查，结果如下：

槽孔宽度均大于0.3 m；孔底淤积厚度均小于10 cm；导管在混凝土中的埋深都控制在1.0～6.0 m；对37 个槽段混凝土浇筑速度进行统计，上升速度均大于2 m/h，符合设计规范要求；混凝土浇筑高程也达到设计要求。

4.3 工程质量评定

共67 个单元，合格67 个，合格率100%。槽孔宽度根据实际浇筑方量分析计算，宽度均大于0.3 m；孔底淤积厚度检查200 个点均小于10 cm，符合规范要求；导管在混凝土中的埋深都控制在1.0～6.0 m；对37 个槽段混凝土浇筑上升速度进行统计，上升速度均大于2 m/h，符合设计规范要求；混凝土浇筑高程达到设计要求。

5 结 论

掌握堤坝的主要病害及其产生原因，并科学选择防渗加固技术，以综合防渗施工方案为主，整体提升堤坝的防渗性能，确保堤坝长期平稳运行。