小胡楼水库除险加固中混凝土防渗墙施工技术

刘明涛

（河南省信阳市光山县水利局，河南 信阳 465400）

1 水库除险加固中混凝土防渗墙施工技术设计

1.1 施工混凝土配制

在开展混凝土防渗墙施工过程中，除了具体的施工技术外，施工材料的选择也是影响混凝土防渗墙最终防渗性能的关键之一。为此，文中首先对施工混凝土进行配制。需要注意的是，由于水库除险加固中混凝土防渗墙长期受水资源的作用，因此，文中设计混凝土的减水率需要控制在25%以上，对应的含气量控制在5.0以内，这样做的目的是提高防渗墙自身的抗渗性能。除此之外，在28 d内，混凝土的收缩率控制在110%以内，对该指标参数进行控制的主要作用是避免出现防渗墙有效寿命过短的情况。对于水库除险加固工程而言，在施工阶段也需要保障水库的正常运行，因此，最大限度缩短时间，降低施工频率也是混凝土防渗墙施工阶段需要重点关注的问题之一。

结合上述的设计，文中设计在单位体积的施工混凝土中，水泥（P.O 42.5 水泥）的使用量为120 kg，黏土的使用量为100 kg，膨润土的使用量为20 kg，砂子的使用量为1 350 kg，小石子的使用量为352 kg，水的添加量为258 kg。在上述基础上，再按照6%的比例添加外加剂。其中，黏土的塑性参数需要达到16.50%，膨润土的塑性参数需要达到22.90。对于砂子和小石子，主要对具体的级配参数进行控制。砂子的主要构成为粒度5～2 mm，配比在40%以上，粒度在0.50～0.25 mm的配比需要控制在爱18%左右。对于小石子，其最大粒度不宜超过20 mm，其中，粒度在10～20 mm的配比控制在70%左右即可，粒度在5～10 mm的配比控制在20%左右即可。

按照上述所示的方式，实现对水库除险加固中混凝土防渗墙施工材料的配制。

1.2 混凝土防渗墙施工

在进行混凝土防渗墙施工时，结合实际的水力情况设计混凝土防渗墙的规格是保障其防渗性能的关键。其中，水力计算方式可以表示为：

式中：Q表示水库的过流量，A表示水库的过水断面面积，C 表示水库的谢才系数，R表示水力半径，i表示水库渠道坡降。

式中：m表示边坡系数，b表示混凝土防渗墙底宽，h表示水库的设计水深，X表示湿周。

结合上述的计算方式，以水库的过流量设计值为基准，确定具体的混凝土防渗墙底宽参数。在防渗墙框架上的打孔方式如图1所示。

图1 混凝土防渗墙灌浆孔设置方式图

按照图1所示的方式，在防渗墙框架上设置灌浆孔，将1.1部分准备的混凝土注入防渗墙框架中。完成对水库除险加固中混凝土防渗墙的施工处理。

2 应用测试

2.1 测试环境设置

在对文中设计的水库除险加固中混凝土防渗墙施工技术实际应用效果进行分析时，以施工水库工程为基础开展了对比测试。首先，对小胡楼水库的基本情况进行分析，其所在位置为对应省泾河的一级支流上游，与入泾河口之间的距离为1.20 km，与邻近三个市区的距离分别为7.50 km，135 km和170 km。小胡楼水库库区及坝址区地貌上属大别山北麓山前冲洪积扇（裙）倾斜准平原中上部，由于流水冲刷和外力作用，水库周边形成垄岗土丘陵，浅切割U 型冲沟将冲洪积扇面切割得七零八碎，谷宽一般20～50 m，山坡低缓，一般坡角10°～15°，库区东西两侧浅切割宽缓谷地发育，多呈树枝状。在此基础上，对水库工程枢纽的基本情况进行分析，相关参数信息如表1所示。

表1 小胡楼水库基本设计参数信息统计表

以表1所示的参数信息为基础，分别采用文中设计的混凝土防渗墙施工技术以及文献［2］和文献［3］提出的混凝土防渗墙施工技术开展对比测试，测试不同施工技术下，混凝土防渗墙的防渗性能。

2.2 测试结果与分析

在上述测试环境的基础上，在对不同混凝土防渗墙施工技术应用效果进行分析时，文中将渗水量作为评价指标，以7 d为周期，进行了为期7 个周期的统计，累计得到的数据结果如表2所示。

表2 不同混凝土防渗墙施工技术渗水量统计表

结合表2 所示的测试结果对三种不同混凝土防渗墙施工技术的性能进行分析可以看出，在文献［2］施工技术下，在前5个周期内，混凝土防渗墙的渗流量稳定在10.0 Lu 以内，并且呈现出随着时间的推移，渗流量稳定增长，并未出现异常，但是当达到测试的第6 个周期后，渗流量明显增大，单一周期的渗流量由原来的1.5 Lu 左右增加至3.0 Lu 左右。测试结果表明该混凝土防渗墙施工技术的有效周期相对较短，对于实际的水库除险加固工程而言，难以满足其需求。在文献［3］施工技术下，混凝土防渗墙的渗流量整体保持较高的稳定性，但是具体的防渗性能相对偏低，其中，当达到测试的第6 个周期后，累计渗流量达到了10.0 Lu 以上。相比之下，在文中设计施工技术下，在测试周期内，累计渗流量稳定在10.0 Lu 以内，单一周期内的渗流量稳定在1.5 Lu 以内。综合上述测试结果可以得出结论，文中设计的小胡楼水库除险加固中混凝土防渗墙施工技术可以有效保障防渗墙的防渗性能达到水库除险加固的应用需求。

3 结语

为了最大限度保障水库除险加固工程的施工效果，文章以防渗墙为研究对象，提出小胡楼水库除险加固中混凝土防渗墙施工技术研究，充分考虑了水库客观环境条件对于防渗墙施工带来的影响，采取了针对性的施工方案，切实实现了提高水库防渗墙防渗性能的目的，对于水库除险加固工程而言，具有良好的实际应用价值。