病险水库大坝防渗加固砼防渗墙设计要点
病险水库大坝防渗加固砼防渗墙设计要点
病险水库大坝防渗加固砼防渗墙设计要点刘芸华1 ,史小平2(1. 江西省水利规划设计院,江西南昌330029 ;2. 江西省水利厅,江西南昌330009)摘要: 针对江西省病险水库大坝防渗加固中采用砼防渗墙的情况,介绍了砼防渗墙发展概况和砼防渗墙设计要点,并提出了有关设计思路和建议.关键词: 病险水库;防渗处理;砼防渗墙;设计砼垂直防渗墙可以适应各种不同材料的坝体和复杂的水文地质条件与工程地质条件的地基,施工进度快,防渗效果好,环境影响小,运行过程中便于监测等优点。
2000 年后江西省大中型病险水库除险加固工程中使用砼垂直防渗墙处理大坝坝体、坝基渗透稳定和控制渗流量,现已成为江西省大中型病险水库除险加固工程大坝坝体、坝基渗流控制的主要措施。
目前国家只颁布了《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》(SL 174- 96) ,尚未颁布砼防渗墙设计规范。
为进一步提高江西省病险水库大坝砼防渗墙设计质量,根据砼防渗墙技术的发展现状,结合江西省的实际情况,介绍砼防渗墙(指机械造(挖) 槽,泥浆护壁、砼浇筑) 设计要点。
1 砼防渗墙概况砼防渗墙最早于1950 年在意大利圣玛丽亚(AntaMaria) 大坝下砂卵石地基中用冲击式钻进法建造了深40 m 的防渗墙,随后各国相继引进推广。
我国于1958年首先在山东省月子口(现名崂山) 水库工程中建成砼防渗墙后,相继在密云白河主坝、毛家村坝、葛洲坝围堰、三峡围堰、小浪底等工程使用,已建最深的是81. 9m 的小浪底主坝砼防渗墙,还建成了世界上防渗面积最大(近30 万m2 ) 的河北黄壁庄水库副坝砼防渗墙,深达140 m 的四川冶勒水电站防渗墙正在施工。
我省于1975 年在柘林水库大坝除险加固时在心墙中用冲击式钻进法修建了深61. 2 m 砼防渗墙,目前我省在大中型病险水库除险加固工程大坝坝体、坝基防渗处理中已大量采用砼防渗墙,批复兴建的砼防渗墙有军民、滨田、店下、五渡港等几十座水库。
水库大坝工程混凝土防渗墙设计要点
水库大坝工程混凝土防渗墙设计要点发布时间：2021-04-15T14:09:45.313Z 来源：《建筑科技》2021年1月下作者：张双红[导读] 本文分析了混凝土使用泥浆固壁，向孔内灌注混凝土形成防渗墙的特点和不同类型的混凝土防渗墙技术应用方法，最后对如何做好防渗墙的设计展开研究。
以帮助设计人员把握混凝土防渗墙的设计要求，制定出更为科学合理的混凝土防渗墙设计方案。
云南昆明皓川工程勘察设计有限公司张双红 650051摘要：本文分析了混凝土使用泥浆固壁，向孔内灌注混凝土形成防渗墙的特点和不同类型的混凝土防渗墙技术应用方法，最后对如何做好防渗墙的设计展开研究。
以帮助设计人员把握混凝土防渗墙的设计要求，制定出更为科学合理的混凝土防渗墙设计方案。
关键词：水库大坝；混凝土防渗墙；设计引言：水库大坝工程建设中，经常使用混凝土防渗墙来进行防渗工作，提升水库大坝的防渗能力并且保证大坝的安全。
由于混凝土防渗墙作用的发挥和很多因素相关，所以在设计的过程中需要掌握对防渗墙设计的要求，使用合理的方法，强化对防渗墙的设计，满足大坝的需求。
1混凝土防渗墙概述1.1混凝土防渗墙的定义混凝土防渗墙是对水库水坝坝体的延伸，通过在透水地基中连续造孔，灌入混凝土，最后就形成了墙式建筑物。
该方法在松散的透水地基中使用广泛，是一种重要的垂直防渗处理措施，施工中一般采用分段建造的方法，使用圆孔或者槽孔，浇筑之后会构成一个墙段，连接多段墙形成连续墙[1]。
不同的墙段之间一般使用防渗体进行连接，对于两端和岸边进行防渗设计时，会使用专门的防渗设施，对于混凝土防渗墙的底部，需要嵌入基岩或者相对不透水的地层当中，确保渗入的深度，从而有效降低地基中存在的渗透水流的同时，也能保证地基渗透的稳定性和闸坝的安全性，使水库的效果可以被充分地发挥出来。
由于防渗墙深夹在覆盖层当中，所以在坝基的支撑下，只要保证坝体和坝基的稳定，就能够避免防渗墙出现整体破坏。
但是如果设计存在问题，导致防渗墙强度不足，并不能承受土压力和水压力的同时作用，防渗墙就会出现开裂的问题，会严重影响防渗墙的防渗效果。
洪山水库除险加固工程塑性混凝土防渗墙设计
（2）可比项直接投资207.6万元
减少临时工程投资。
（3）上游水中抛石顶部无法行走重型机械。
方案Ⅱ
（1）主要工程量：土方开挖1.1万m3， （1）处理方式单一，施工工效高、速 （1）防渗墙施工时坝顶交通中断，需增加场内
土方回填1.1万m3，防渗墙4550m2。
度快，工期短；
临时交通道路；
（2）可与上游护坡同期施工，可汛前
（2）可比项直接投资195.1万元
完成挡水工程，水库安全度汛风险低。
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建筑施工
城镇建设 Urban and Rural Studies
经渗流计算，该段坝体坝脚出逸比降大于允许比降，坝体渗漏量 小。该段坝体不作防渗处理，坝脚采用贴坡排水防止下游坝坡渗 流出溢处产生渗透变形。
根据勘探，桩号0+000～0+130段坝体渗透系数1.4×10-5cm/ s，呈弱透水性。经渗流计算，该段坝体坝脚出逸比降大于允许 比降，坝体渗漏量小。该段坝体不作防渗处理，坝脚采用贴坡排 水防止下游坝坡渗流出溢处产生渗透破坏。
关键词：渗漏；处理；设计
一、基本情况 水库于1958年动工兴建，初建时为小（2）型水库，经过扩 建、续建配套、改善加固等过程，1970年5月建成为中型水库。 采用50年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。设计水位81.61 米，设计库容1316万立方米；校核水位83.17米，总库容1726 万立方米；兴利水位79.95米，兴利库容622万立方米；死水位 75.00米，死库容345万立方米。水库设计灌溉面积2.7万亩。水 库主要建筑物有主坝、1#副坝、2#副坝、泄洪灌溉洞等。 二、水库渗漏存在问题 1、桩号河槽段坝基有砾砂层贯通分布，渗透系数 1.45×10-2～6.64×10-3cm/s，呈强透水性，常年渗漏，1998年 增设11眼减压井，现减压井已大部分堵塞失效，仅余3眼可用。 0+050～0+150坝段及0+300～0+450坝段基础清理不彻底，存在接 触渗漏，坝后有集中渗漏与散浸现象。 2、桩号0+100～0+300段坝后坡72.80m高程附近常年渗水湿 润，并伴有散浸现象，随着库水位升高，渗漏量明显加大，个别 地段出现集中渗漏；0+360～0+420坝段坡脚贴坡排水处常年渗 水，浸润线出逸点高，贴坡排水缝内及附近杂草丛生。 三、防渗处理设计 （一）防渗处理方案比选 1、坝基防渗处理措施比选 大坝河槽段坝基有砾砂层贯通分布，呈强透水性，根据《碾 压式土石坝设计规范》（SL274-2001）中第6.2.2条的规定，该 类坝基可采用以下三种方案进行处理： 方案Ⅰ：垂直防渗； 方案Ⅱ：上游防渗铺盖； 方案Ⅲ：下游减压井排水。 综合分析，考虑上述三个方案的特点，着重从技术可行性、 防渗效果方面考虑，坝基渗漏加固选用方案Ⅰ，即垂直防渗。 2、坝体防渗处理措施比选 本次坝体防渗处理设计拟定以下两个加固方案，分别从技术 可行性、施工工艺、工程投资、施工工期影响等方面进行比较及 分析论证，以确定合理的方案。 方案Ⅰ：大坝上游坡粘土斜墙防渗结合在主河槽75.00m高程 布置防渗墙；
水库大坝除险加固的设计要点
水库大坝除险加固的设计要点我国境内虽然河流众多，但是在水资源的利用上存在着明显的季节和地域差异性。
所以，我国兴建了很多不同规模的水库大坝，以满足不同时间、不同地区人们的生活用水、农业灌溉、水力发电等需求。
但是随着使用年限的增加，很多大坝都出现了一些安全隐患，妨碍了水库大坝发挥它的功能。
因此，采取合理的措施，加强水库大坝除险加固设计，解决病险水库和河道的防洪安全问题刻不容缓。
1 水库大坝工程存在的主要病险问题1.1 水库大坝渗漏现象比较严重渗漏主要表现为水库大坝存在渗漏、管涌、散浸、流土，甚至是坝脚呈现沼泽化；浆砌石坝下游坝面及坝内的廊道漏水等现象。
出现渗漏的主要原因有以下几个方面：1）水库大坝的土质防渗体渗透性没有满足规范要求；2）水库大坝的坝基、坝肩清理不彻底；3）水库大坝的下游没有设排水棱体或者是已经失效了；4）水库大坝的坝下涵管管壁与坝体接触的部位发生了冲刷，存在接触冲刷问题；5）浆砌石坝砌体不密实，上游防渗面板混凝土产生裂缝，遭到破坏等等。
1.2 抗震标准不够抗震标准不够主要表现为水库大坝的抗震安全性较低，安全系数没有满足规范要求。
如果遇到地震等情况，坝体就会出现裂缝、沉陷、变形和滑塌等现象。
出现这些现象的主要原因有：1）水库大坝中的细砂或黏性土有可能液化了，降低了坝坡抗滑稳定性；2）建设水库大坝时，没有考虑到地震设防安全措施，或是地震设防标准低，没有满足现行规范要求。
1.3 结构稳定性不满足要求水库大坝结构的稳定性不满足要求主要表现为溢流坝闸墩结构产生裂缝、变形，下游的冲刷破坏较严重，涵管出现漏水、裂缝甚至断裂等现象。
产生这些现象的主要原因有：1）溢流坝闸墩结构单薄，混凝土的强度又低；2）输水隧洞衬砌结构施工质量差，强度低或设计不完善；3）涵管基础差，易产生不均匀变形等。
1.4 设备老化，锈蚀严重容易老化的设备主要有闸门，启闭机等，表现为闸门高度不满足挡水要求，引起变形，启闭机不能正常启闭。
水库除险加固工程大坝混凝土防渗墙施工技术
水库除险加固工程大坝混凝土防渗墙施工技术摘要：本文主要针对水库除险加固工程大坝混凝土防渗墙的施工技术展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对防渗墙的施工以及质量控制两方面作了详细的阐述和系统的分析，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。
关键词：水库大坝；混凝土；防渗墙；施工技术0 引言大坝混凝土防渗墙为隐蔽工程，施工质量要求比较严格。
而所谓的防渗墙，是一种修建在松散透水层或土石坝中起防渗作用的地连续墙，在国内外有着广泛的应用。
我们需要重视对防渗墙的施工，通过保障防渗墙的施工质量，从而为水库大坝安全稳定地运行带来帮助。
1 概况某水库通过多年运行后，大坝产生了部分下陷，致使钢筋混凝土板开裂。
1998年在水位为207.3m时，泄漏达120L/s。
尽管进行了多次修复，主坝体仍是中度透水，造成堤坝的渗泄漏过大，排水廊道渗水量20L/s。
为了解决漏水的问题，主坝的除险加固工程设计使用了混凝土墙。
防渗墙的施工最大垂直高度是43.03m，两个序列，每个序列槽段长度6.6m，宽度0.6m，在上面一共有25个插槽段抬高防渗墙212.0m，坝顶的轴线长为168m，坝顶宽6m，防渗墙主要技术指标见表1。
表1 防渗主要技术指标2 施工顺序该工程防渗墙施工顺序为：老混凝土坝拆除，开挖导槽，导墙放置，安装导轨，进行机械设备安装，配置泥浆入插槽，冲击钻成槽，清孔换浆和槽孔验收，帷幕灌浆预埋管安装钢筋笼，混凝土浇筑成管道。
3 防渗墙施工3.1 建设布局墙施工安排在某水库的主坝坝顶钻井操作平台，泥浆池安排在上游▽200.0平台，其它的设施具体在现场进行位置安排。
3.2 混凝土防渗墙钻孔3.2.1 槽段划分为了减少接缝数量，需要增加槽段长度。
（表1为防渗主要技术指标）28天抗压强度≥15.9MPa，弹性模量指数≥2.2万MPa，抗渗性能等级≥W6，渗透系数指数≤4.19×10-9cm/s。
图纸施工顺序为坝顶公路混凝土拆除，土方坝顶施工，平台导墙建设和构建交通，水，电，泥钻机高端系统如中间部分冲击钻洞岩，擦洗混凝土槽连接器插槽，插槽验收，清孔换浆，预埋管制下设浇筑的导管和预埋浇筑混凝土拌和，输送槽二期结束。
水库大坝中混凝土加固技术与防渗墙设计
水库大坝中混凝土加固技术与防渗墙设计水库大坝是重要的水利工程设施，为确保其安全可靠运行，常常需要进行混凝土加固和防渗墙设计。
本文将详细介绍水库大坝混凝土加固技术和防渗墙设计。
一、水库大坝混凝土加固技术水库大坝混凝土加固技术是指对已经建成的大坝进行补强，以提高其抗震性能和承载力。
1.混凝土强化混凝土强化主要是通过添加纤维材料和高性能混凝土等方式来改善混凝土的抗拉、抗弯和抗冲刷性能。
纤维材料可以增加混凝土的韧性和耐久性，提高其抗震和抗冲刷能力。
高性能混凝土则具有更高的抗压强度和抗渗透性能，可以提高混凝土的整体承载力。
2.预应力加固预应力加固是通过在混凝土中施加预应力力，以提高其抗弯和抗剪能力。
预应力可以采用预应力钢筋、压气法或旋风发电机等方式施加，通过人工或设备来产生应力。
预应力加固能够显著提高大坝的抗震性能和整体稳定性。
3.重力坝变钢筋混凝土圆拱坝加固重力坝变钢筋混凝土圆拱坝加固是一种将重力坝通过加装钢筋混凝土圆拱来提高其强度和稳定性的方法。
这种加固方式可以有效地提高大坝的抗震性能和整体承载力。
水库大坝防渗墙设计是为了防止水库大坝中的水渗漏和泄露，在施工中采取一系列措施来确保大坝的水密性。
1.防渗材料选择防渗材料选择是防渗墙设计的关键。
常用的防渗材料包括土工合成材料、水泥砂浆、高聚物、胶体土和粘土等。
不同材料具有不同的特性和适用范围，需要根据具体情况进行选择。
2.防渗墙类型防渗墙一般可以分为土工合成材料型、粘土层型、混凝土型和土工膜型等几种类型。
不同类型的防渗墙具有不同的优缺点，需要根据具体情况进行选择。
3.防渗墙施工防渗墙施工包括挖土、铺设防渗层材料、回填土壤和加固等步骤。
施工时需要注意保护防渗层材料的完整性和密实性，确保防渗墙的效果。
4.防渗墙监测和维护防渗墙的监测和维护是确保大坝水密性的重要环节。
通过定期检查防渗墙的状态，及时修补和更换受损部分，以保证大坝的安全可靠运行。
以上是关于水库大坝中混凝土加固技术和防渗墙设计的简要介绍。
病险水库大坝防渗加固设计分析
病险水库大坝防渗加固设计分析摘要：随着运行时间的增加，水库大坝暴露出来的安全隐患也日益明显。
文章结合某水库大坝存在严重的渗漏病险隐患，通过对该水库大坝渗漏的原因进行分析，采用入岩式混凝土防渗墙方案进行防渗加固，并对加固工程布置、混凝土防渗墙墙体厚度的确定及墙体设计进行了详细分析，以达到防渗加固的目的，对类似水库大坝防渗加固有重要的借鉴作用。
关键词：病险水库；大坝渗流；原因；混凝土防渗墙；设计随着水库运行时间的增加，有些水库工程存在较严重的质量问题，成为了带病运行的水库。
病险水库最主要的病征是渗漏问题，渗漏的存在不仅造成水库不能正常运行及无法充分发挥其效益，而且严重威胁到下游人民生命财产的安全，因此，必须及时进行防渗加固设计。
在病险水库大坝防渗加固设计中，应根据渗漏的病因情况及水库地质条件采取不同的防渗加固方法，这样才能使水库结构得到了加强，水库安全运行才有了保障。
某水库主坝全长938m，最大坝高21.7m，是一座以防洪灌溉为主，结合发电养殖等综合利用的中型水库。
对水库大坝进行了安全鉴定，安全鉴定发现主坝桩号0+400-0+440段，坝后坡脚存在渗透变形问题，已发生管涌破坏。
在主坝桩号0+440附近，存在隐伏断层，该断层贯通水库上下游，形成渗漏水通道，并产生渗透变形破坏，建议进行防渗加固处理。
1大坝渗流成因分析1.1坝基岩土分布及特征本区地貌单元主要为侵蚀～剥蚀地貌及河流冲积～沉积地貌，人工地貌等，地形上总体走势为北高南低之势。
主坝坝基第四系沉积层主要分布在主河槽段，岩性为含砾中粗砂，左岸阶地上残存壤土，基岩岩性主要为白垩系砂砾岩和泥岩分述如下：①层中粗砂（q4al）：为第四系全新统冲积堆积层，黄褐色，饱和，松散-稍密，砂质较纯。
在坝轴线齿槽处清基至基岩，在上游149.50m戗台处，分布范围0+265-0+431，厚度2.40～3.10m，层底高程131.35～133.21m，渗透系数5.2×10-2cm/s。
水利大坝工程混凝土防渗加固措施研究
水利大坝工程混凝土防渗加固措施研究摘要：水利大坝工程与我国长久的经济发展有着密切的联系，每项水利工程的施工周期都较长，需要耗费的物力资源、人力资源都较大，前期的设计与技术要保证施工的质量，能够有效地开展管理工作。
施工质量对于一项工程的重要程度举足轻重。
其中，混凝土在水利大坝工程当中的地位不言而喻。
如若混凝土会影响后期大坝的正常使用，所引起的后果将是不堪设想的。
所以，对于每一个涉及质量的环节都需要严密地控制监管，确保混凝土的施工质量达到既定的标准。
水利大坝建设的每一步，都关乎未来的水利建设发展。
小到施工时间的缩短，施工质量得以提升，总结了更多有用的施工经验；大到对于水利大坝工程长远的技术提升到新的阶段，为国民经济的发展提供了应有的保障。
关键词：水利大坝；混凝土；防渗加固引言混凝土防渗墙是在坝轴线上开挖成槽，然后浇筑混凝土，等混凝土凝结后形成稳定的防渗连续墙。
除了发挥防渗作用外，混凝土墙体也能提高水库大坝的结构稳定性，因此对保障水库工程的运行安全也有积极帮助。
在应用混凝土防渗墙时，需要熟悉其施工流程，并重点对先导孔施工、槽段施工、混凝土浇筑作业等环节开展质量控制，才能保证水库防渗加固效果达到预期。
1水利大坝混凝土防渗墙概述防渗墙的建设需要遵循分段规律在容易渗透的水利工程建筑物中进行墙体建造，一段段的墙体最终连接成为一个长度围绕整个水利大坝工程的固体墙。
墙体的顶部又与大坝的闸坝相互关联，将墙体的根部防放置到不易渗漏的大坝深处，以减少大坝渗漏的可能性。
照目前出现的防渗墙体可以归纳出，防渗固体墙主要有几种类型分别是：原桩柱型、槽孔墙板型、圆孔以及双反弧形混合桩型、槽形孔和双反弧形孔混合桩型。
前两种墙体的类型由于对墙体之间的连接厚度有较高的要求因此其的防渗漏效果比后两种固体墙的效果稍差。
而后两种墙体在实际的水利大坝工程建设工程中常常相互辅助，混合运用增强防渗漏性能。
2水利大坝工程的问题2.1施工材料问题。
水利大坝工程的施工量较大，所包括的施工材料也更纷繁复杂。
水库大坝混凝土防渗墙施工要点
水库大坝混凝土防渗墙施工要点摘要：文章结合水库大坝工程混凝土防渗墙施工技术要点及质量控制措施进行了简要的分析，以供类似工程借鉴、参考。
关键词：水库大坝、防渗墙、混凝土施工一、工程简介该水库是一座以灌溉、防洪为主，结合供水、发电综合利用的大型水利工程。
坝顶高程为174.50m，最大坝高为57.5m，坝顶宽7.0m，坝顶长300m。
为实现正常蓄水位，本次除险加固的主要任务是在粘土坝中间浇筑宽0.8m长300m的混凝土防渗墙，单孔最大深度为60m，总共完成成墙面积11634.58m2。
施工过程中对墙深小于20m的防渗墙及大坝左右两岸地基进行帷幕灌浆处理，沿防渗墙轴线单排布置，左端桩号坝0-005.5～坝0+22.5，长28m；右端桩号坝0+256～坝0+298，长42m。
二、水库大坝混凝土防渗墙施工技术混凝土防渗墙是在地面上进行造孔施工，在地基中以泥浆固壁开凿成槽形孔或联锁桩柱孔，回填防渗材料筑成具有防渗性能的地下连续墙。
防渗墙施工流程主要由临建工程、防渗墙钻孔成槽、浇筑混凝土及拆除头墙构成。
2.1防渗墙施工临建工程临建工程包括导向槽、施工平台、制浆站、泥浆沉淀池、浆水管路铺设、混凝土拌和站和风、水、电路布设等，其施工方案的科学性、合理性和可靠性，直接关系到防渗墙施工的质量、进度和成本。
导向槽、施工平台在施工中起到墙体定位，稳定孔口土体，稳定和移位钻机，避免塌孔、缩孔等重要作用。
由于该水库坝体填筑密实度差，存在渗漏现象，这对保证导向槽在施工过程中的稳定提出了较高的要求。
常用的导向槽断面形式主要有：矩型、梯型、“L”型。
施工机械设备重达几十吨，使导向槽底部的土体承受较大压力；孔口附近槽壁所受的泥浆压力较小，孔口土体稳定性差；造孔过程中产生的震动，加之槽孔壁土体受泥浆的长期浸泡，易产生滑动。
为减小导向槽底部土体承受的压力强，避免槽孔壁土体的滑动，保证导向槽的稳定，本工程在进行导向槽设计过程采用矩型断面，导向槽的深度1.2～1.5m，宽度0.8m，用Φ18@200配筋，坝面用30cm碎石填筑，下游面浇筑30cm厚混凝土施工平台，保证工作面施工干净，坝体不被泥浆渗漏浸泡。
五一水库除险加固工程混凝土防渗墙施工技术
工程技术五一水库除险加固工程混凝土防渗墙施工技术瞿庆英梁柳波(浙江省丽水市莲都区大港头水利服务中心站，浙江丽水323000)?睛要】五一水库除险加固工程大坝采用低弹模砼防渗墙。
根据丽水独特的地质条件，结合大型水库犬坝防渗墙施工方法，从中取更合适．f于小型水库防渗墙施工的方案。
主要介绍了施工准备、砼浇筑等方面进行详细的介绍。
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j??‰!j，％?1工程概况I3：上游坝壳土体，性质同l，o五一水库(又名。
五里亭水库。
)位于丽水市莲都区白云街道五星l。
：下游坝壳钻孔在高程86．55m以上为块石、碎石堆石层，块亭村附近，瓯江水系大溪支流五一溪上，距离丽水市中心城区约3km，石直径—般10—20cm，高程8655—85m为坝体粉质粘土。
水库坝址集水面积2．1km2(从丽阳坑引水面积62km2)。
因年久失修，32砂繇石层水库被浙江省水利厅列入2005年-T-黼T程，进行除险加固。
水库分布于填土与基岩问，厚度05—15m，砾石直径3—5cmo原正常蓄水位为1065m，相应库容116万m3，加固扩建后的五一水33基岩库除险加固后总库容为258万m3，正常蓄水位为113．0m，相应库容白垩系下统朝川组(K1c1(2))紫红色晶屑熔结凝灰岩，新鲜岩202万m3，工程等别为I V等，水库规模为小(1)型。
主要建筑物拦河石块状、中等坚硬，性脆易碎。
大坝、泄洪洞、发电引水洞，大坝设计洪水标准为50年一遇，相应洪4低弹模混凝土防渗墙施工水位为115．41m，校核洪水标准为500年一遇，相应洪水位为4．1旄工方法11586r n。
水库除险加固工程混凝土防渗墙施工方案及技术措施
水库除险加固工程混凝土防渗墙施工方案及技术措施1.1施工组织安排本工程砼防渗墙为心墙砼防渗墙，投入GB24液压抓斗机泵槽，在接近设计底面高程30cm左右时，应及时用水准仪抄平，打上水平桩，以作为挖槽时控制深度的依据；基槽开挖结束后进行刷坡，刷坡采用挖掘机粗整，人工找补的方法，刷坡的坡度为1:1.5。
②导墙浇筑施工按照设计图纸要求，在导槽内进行钢筋的绑扎、支模板及混凝土的浇筑，混凝土浇注前对松散地基土进行加密处理，保证导墙的稳定性。
浇筑时注意以下几点：a.砼浇筑时挂牌施工。
b.严格控制砼配合比和水灰比。
C.砼振捣时采用插入式振动器振捣。
导墙浇筑的技术指标应满足下列规定：1）平行于防渗墙中心线，其允许偏差为±1cm;2）导墙顶面高程（整体）允许偏差为±1cm；3）导墙顶面高程（单幅）允许偏差为±0.5cm；4）导墙间净距允许偏差为±0.5cm。
③导墙两侧基槽回填导墙施工结束，进行两侧基槽回填时，采用人工夯实施工，应保证导墙砼强度不低于设计的80%，导墙内应根据需要设置临时支撑，两侧回填应保持同步平衡，确保导墙安全。
回填过程中应根据土方碾压施工的有关技术要求进行控制，分层厚度，压实遍数等通过前期施工合理确定以确保回填质量，以保证施工过程中导墙的安全。
④导墙施工控制要点1）导墙土方开挖完成后在基槽内作5cm厚垫层，在垫层上面进行钢筋绑扎及支模板等工作，导墙分段施工（每段20m），方便防渗墙施工完成后进行拆除；2）导墙纵向分段与防渗墙的分段接头错开，在施工过程中对导墙的沉降、位移等进行观测；3）在导墙的混凝土达到设计强度之前，禁止重型机械和运输设备在旁边行驶或停留，并避免在导墙周围堆土或其它物品，以防导墙受压变形。
⑤铺设浆砌石倒浆平台导墙基槽回填完毕后，在导墙下游作浆砌石导浆平台，在导浆平台上铺设20cm厚浆砌石用来挡浆，并作排浆沟。
⑥槽段划分槽段划分应遵循的原则：地质情况：当地质情况不稳定时，为避免沟槽壁面坍塌应减小槽段长度，以缩短成槽时间；深墙造孔时间长，施工难度大，槽段宜短些，反之可长些。
病险水库中混凝土防渗墙的施工工艺探讨
水利 ・ ・ 水 电
病 险水库 中混凝 土 防渗墙 的施 工工艺探讨
李乔明 王பைடு நூலகம் 昌
（ 云南省水利 水电工程有 限公 司）
摘 要： 本文结合多年水利施工工作经验 ， 阐述 了除险加固中混凝土防渗墙的施工工艺， 并提出混凝土防墙施在施工 中存在的问题及处理措施 。 关键词 ： 除险加固； 混凝土防渗墙； 施工工艺
１ 混凝土 防渗 墙施工 中存在 的 问题
１１ 防渗墙入岩（ ． 或相对不透水层 ） 深度控制不当
设计中一般要求防渗墙入岩 （ 或深入相对不透水层） 深度为 Ｏ５ ｌ ．一 ｍ， 圈 ２ 但在施工过程中， 往往对入岩面判定不清， 在施工记录 中比较模 糊， 这就 ２ 处理措 施 可能造成防渗墙入岩深度不足甚至有可能根本未入岩 ， 由此 使防渗墙底 ２１ 防渗墙入岩深度控制 ． 部与岩 基 （ 或相对不透水层） 之间 ， 留有一层渗流 薄弱环 节， 仍 从而违 背 在混凝土防渗墙施工前 ，常采用也是比较实用便利的方法是每 ２ ～ Ｏ 了设 计 的 初 衷 ３ｍ钻 一个先 导孔 ， ０ 详细探 明地层情况 ， 定基岩层面位置 ， 确 对岩层芯样 １ 防渗墙在大坝 两岸 山坡（ ． ２ 陡坡处 ） 存在“ 区” 盲 拍照留存， 绘制大坝地层剖面图， 能较好地指导造孔机具 入岩成槽作业。 当防渗墙 施工到大坝左 、 两端 陡坡 时， 右 由于造槽 孔机具底部 多为 此外 ， 无论 是抓 斗抓 取成槽还是冲击钻机 与抓 斗配合的“ 两钻 ～抓 法 ” ， ２ ｍ左右长 的平 直底面 （ 如射水造墙 、 薄壁抓斗） 造槽孔 时， ， 机具往 往只 坝体造孔完 毕后 ， 均应采用冲击钻机进行入岩 、 清孔施工 ， 利用砂石泵取 能触及到陡坡的高位处 ， 造成一个三角形入岩区槽 孔， 而低位处 因机 具 岩样判断入岩 深度 ， 孔换浆采用反循环泵 吸法， 清 确保孔底沉 碴厚度 满 无法触及形成一个三角形未成孔区 ， 从而形成多个不连续的三角形未浇 足设计要求 。 筑 区。这部分未入岩的槽孔底部往往留有沉渣， 这就必定会 形成 多个三 ２２ 两岸山坡 （ ． 陡坡处 ） 的防渗墙入岩深度控 制 角形状 的渗流薄弱区 （ 如图 １ 。 ） 墙的两端与岸坡 的防渗 设施 或岸边基岩 相连接墙 的底部 可嵌入新 鲜岩层或弱风 化基岩内一定深度如前所述 ， 为了确保无三角“ 盲区 ”造 ， 孔完毕后， 均应采用冲击钻机进行入岩 、 孔施 工， 反循环砂石泵吸法 清 用 取岩样判断入岩深度 ， 直至满足 要求为止 。 无论采用哪种混凝土 防渗墙施工工艺 ， 在清 孔换浆结束 后， 均在设 计允许的范围 内存在一定厚度的沉碴 ， 而此处正是大坝 防渗 中承受水头 压力最高的部位， 也是施 工过程 中质量 控制的薄弱环节 。在病险水库除 险加 固工程 中， 解决此 问题常结合大坝 基础帷幂灌浆施工 ， 对坝体与 先 基岩接触部位 进行 帷幕压水冲洗 ， 再灌注 水泥浆 ， 将可 能存在 的渗漏通 道进行封闭， 从而 形成 一个完 整的防渗体系。冲抓 套井 回填粘土心墙施 围 １ 工也存在岸坡三角“ 盲区” 的问题， 应采取 同样方法解决 （ 图 ３ 。 如 ）
佛子湾水库大坝加固防渗墙设计和施工
４ ． １ ． ４ 泥 浆 固壁
３ ． １ 防渗墙厚度计算
ｄ ＝ 而 ｈ
式中： ｄ — —防渗墙厚度 （ ｍ ） ；
ｈ — —墙体最大作用水 头； 『 Ｊ 卜
因素 取 ０ ］ ＝ ６ ０ ～ ８ ０ 。
在防渗墙 的施工中 ，向孔内或槽 内灌注一定稠 度的泥浆 ， 可 以保持孔壁或槽壁 的稳 定性 ， 因此泥浆质量非常重要。要严格按 照质量 标准配制 ：其 中泥浆 的黏度为 １ ８ ２ ５ ｓ ，泥浆 的含砂量＜
３ 大坝 防渗墙设计
再用抓斗抓挖 中间的副孔成槽 。 根据《 碾压 式土石坝 设计规 范》（ Ｓ Ｌ ２ ７ ４ — ２ ０ ０ １ ） ， 防渗墙底 嵌 钻机钻进相邻 的主孔及终孔后， 槽段成槽 采用“ 二钻 一抓 ” 法 ， 在导 向槽 上放 样标识孔位 ， 将 入岩基 ０ ． ５ ～ １ ． ０ ｍ， 坝 基 岩 层 风 化 较 强 部 位 根 据 实 际情 况 可 适 当 首先施工槽段 两端的主孔 ， 主 加深 。 塑性混凝土垂直防渗墙位于坝纵轴线上游侧 １ ． ０ ｍ， 河床段 钻机对正主孔位后进行垂直造孔 ， 孔完成后再抓挖 中间 的副孔 ，主副孔 完工即该施工槽 段成槽完 墙底加设帷幕灌浆 。塑性混凝土 防渗墙施工前， 墙顶施工平 台采 经 监理确定岩层 岩性 ， 并最 终确 定该施工槽段成槽 深度 。建 用先将坝顶挖至 １ ９ ８ ． ０ ０ ｍ高程 ， 形成 １ ２ ｍ宽的施工平 台， 待混凝 工 ， 采用重凿冲砸处理。 土防渗墙施工完成后再用粘性土 回填 ， 铺筑砂 石垫层 ， 再现浇混 造 槽 孔 入 岩 或 遇孤 石 及 硬 岩 时 ，
槽段划分为 Ｉ、 Ⅱ序槽段， 根据设备及地质条件确定 Ｉ 、 Ⅱ序
浅谈水库坝体混凝土防渗墙的施工技术要点
浅谈水库坝体混凝土防渗墙的施工技术要点
李殿和 （ 呼兰区水务局 ， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 无论是水利工程还是在其他 工程 当中 ， 防水工程都是整 个工程 中最为重要 的工作之 一 ， 长期 以来建筑工程都在对 防渗 工程 进行不断研 究。早在 ２ ０世纪 ６ ０年代 ， 我国将 混凝 土防渗墙施 工技术运用在水利工程 当中， 这种技 术适 用范围极广 ， 其主要是对水库坝体 采取 混凝土封闭的办法来进行 处理 的， 因其具有 防渗 效果好 。施 工简便等特点被广泛应用在水利的防渗 工程 当中。本文就水库坝体混凝 土防渗墙的施 工技 术要 点进行 浅要分析 ， 以供 大家参 考。 关键词 ： 水库坝体 ； 混凝 土防渗墙 ； 设计 内容 ； 施工技 术 ； 技术控制要点 近年来 ， 由于我 国洪涝灾害越来越严 重 ， 各地纷纷建 起 了水利 ２ ． １防渗墙施 工中造孔技术的控制 水 电工程 ， 在大 中型水利工程建 设过程 中 ， 众多施工单位 都会采用 造孔施 工是防渗墙施工 的最基 本工作环节 ，在 造孔施工过程 混凝土坝体水 库进行施工 ，以此保证水利工 程的质量 以及稳定运 中 ， 施工人员需要 严格控制孔斜 、 孔深 、 孔宽以及偏差等 ， 在这一类 作。２ Ｏ世纪 ６ ０年代 ， 我国研究者开始对混凝土 防渗 墙技术开始 了 因素当中 ， 施工人 员需要对孔斜加 以重视 。所 以 ， 在 造孔 施工过程 深入研究 ， 结果表 明， 这种施 工技术通 常适 用于复杂的地层当中 ， 它 中 ， 设 计方 、 业主方 、 承建方以及监理方都需要对其进 行严格控制 与 主要是对水利工程坝体 当中出现渗水 的地基进行连续钻 孔 ， 然后在 管理 ， 如遇到相关 问题需要共 同探讨 ， 找到更为合适 的方 案进行解 孔 内灌注混凝 土的方法 ， 从而 防止地 基渗水 ， 这种技术具 有施工简 决 ， 这样才能够有效 的提高防渗墙 的造孔质量。 便、 防渗效果好 、 对 周边 环境影 响小等特点 ， 因此受到水利工程技术 ２ ． ２防渗墙清槽换浆 的技术控制 人员 的关 注与青 睐。在 防渗工程施工 中 ， 施工人员应该对混凝土 防 首先 ， 初步清理 防渗墙 的沟槽 ， 采用 用抽碴桶逐段捞 碴换浆 的 渗墙 技术非 常熟 悉 ，并根据水 库的坝型 以及 渗漏情况进行 主要分 方法进行。其次 ， 采用气举反循环法换新 浆的方法清槽一遍 。最后 ， 析， 从而采取合理的措施进行施工 ， 使 防渗墙充分发 挥其 功能 ， 保证 控制混凝土浇筑前孔底沉碴控制在 ｌ Ｏ ｏ ｍ以内。 水利工程 的质量 以及稳定运行 。 ２ ． ３ 防渗墙浇筑质量的技术控 制 １水库坝体混凝土防渗墙的设计 要点 首先 ， 浇筑前对混凝土骨料粒径 、 含水量 、 泥浆 比重等进行必要 通 常情况下 ， 在设计 混凝 土防渗墙 的过程 中， 设计人员 必须要 的测量 。其次 ， 要严格按照水库坝体混凝 土防渗墙施工 的配合 比进 对水 库坝体 的地质 结构 、 地形特点 等诸多方面进行综合 考虑 ， 其设 行配料 ， 并根据现场情况 ， 及时检测各种原材料的含水量。其 三 ， 规 计 内容主要包括 ： 水库 坝体混凝土 防渗墙 总体 的布置 ， 确定水 库坝 范水库坝体混凝 土防渗墙混凝土拌合作业 ， 控制混凝土 的坍落度在 体混凝土 防渗墙墙厚度 ， 控制水库 坝体 混凝 土防渗墙墙体材料及泥 １ ８ — ２ ４ ｅ ａ之 内。 ｒ 最后 ， 防渗墙混凝土浇筑过程中应该控制浇筑高度 ， 浆， 确定水库坝体混凝土防渗墙浇筑的方法 。 确保浇筑质量。 １ ． １水库坝体混凝土防渗墙施工的总体 布置 ２ ． ４ 防渗墙接头施工的技术控制 混凝 土防渗墙施 工的总体布置决定 了整个 防渗工程 的质量 以 首先 ， 对于基岩连接处 ， 重点是做好接头管的安装。其次 ， 对于 及安全 ，所 以施工人员必须要对施工现场进行严格分析 与布置 ， 首 两岸坡度较陡或者岩石 比较破碎 ， 则要进行帷幕灌浆 。 其三 ， 混凝土 先需 要施工人员将 水利工程 的坝体 结构 、 地层结构 、 水文条件 等方 构筑物之间主要采用灌浆或高压喷射灌浆进行连接。最后 ， 接头连 面进 行综合考虑 ； 其 次应该将原有 的防渗工程进行分析 ， 主要 是对 接处应该根 据实际选择钻凿法 、 接头管法 或软 接头法 ， 从 而确保接 后期 施工 的影 响进行分析 ； 最后应该 对坝基 的岩层 、 覆盖层 进行主 头质量 。 要分 析 ， 使 施工人员 在原有防渗体 的基 础上再建 防渗墙 ， 从 而使防 ３水库坝体混凝土防渗墙施工常见事故的预 防 渗 效 果 达 到最 佳 。 主要 的防渗墙施 工事故 有 ： 卡管 、 堵管、 导管脱 出混凝土 上面 １ ． ２水库坝体混凝土防渗墙造槽的要点 等， 对于卡管可采取 多次提升导管增加压力 的方法 加以处理 ， 对于 在对 混凝土 防渗墙 凿槽施工 当中 ，施工人员 往往会采用 射水 堵管则 可以通过 反复抖动导管并增加压 力的方法加 以处理 ，必要 法、 冲击式反循 环钻进法 、 锯槽法等来进行造槽 施工。 在此施工过程 时 ， 挖 除已浇混凝土后重新下管 。 中， 施工人 员应该根 据混凝土防渗墙施 工的实际情况 出发 ， 选 用科 ４ 结 论 学合理 的、 行之有效 的方法进 行施工 。 综 上所述 ， 目前 我国大 中型水库 的主要建筑形式为 混凝土坝 １ ． ３水库坝体混凝土防渗墙施工泥浆的要点 体， 混凝土坝体的安全和稳定一直是水利工作追求 的中心 目标和重 从我 国现行 的 《 水利水 电工程混凝土 防渗墙施工技术规 范》 的 要任务 ，混凝土 防渗墙适用于复杂地层和沙砾层的水库建筑施工 ， 规定 中 ， 有相关规定指出 ， 在采用混凝土 防渗墙施工 过程 中 ， 水泥浆 因其具有施 工方便 、 防渗效果好 和施工影 响小等优势被广泛使用于 的粘粒含量应不得小于 ５ ０ ％。塑性指数不得小于 ２ ０ ， 而且含砂量不 各种水 库坝体渗漏 防治的措施和技术 。 为了确保水库坝体混凝土防 得超过 ５ ％， 另外 ， 泥浆 中的氧化硅与三氧化二铝的含量 比值应该控 渗墙工程 的质量 ， 应该确定 好各种施工和技术控制 ， 在实 际的混凝 制在 ３ ￣ ４之间 ， 只有这样 ， 才能够从根本上保证 防渗墙的施工质量。 土防渗墙工程 中 ， 应根据具体 的水库实 际情况制定 出合理 的管理方 １ ． ４水库坝体混凝土防渗混凝 土选择 的要点 案， 确 保水库混凝土坝体达 到设 计和规范 的强度要求 ， 实 现坝体对 在进行混凝土 防渗墙施工过程 中， 施工人员往往会采用塑性混 渗漏的防治 。 凝 土来当作 防渗 墙的建筑材料 ， 在此基 础上 ， 施工人员必须要 严格 参 考 文 献 控制 塑性 混凝土 的配合 比， 并且在实践之 前需要通过实验 ， 在 实际 【 １ ］ 毛 海涛 ， 侍 克斌 ， 王晓 菊， 等． 土石坝 防渗墙 深度对透水 地基 渗流 工作 中对其严格控制 ， 从 而保证混凝土 的质量 。 的影响『 Ｊ １ ． 人 民黄 河 ， ２ ０ ０ ９ （ ２ ） ． １ ． ５水库坝体混凝土防渗墙混凝土浇筑 的要点 【 ２ 】 朱淑霖． 山区重 力坝混凝 土防渗墙设计与施工 浅谈［ Ｊ 】 ． 中小企 业管 下￣ ｊ － ｒ ｑ ） 。 ２ ０ ０ ９ （ ３ ） ． 混凝土在浇筑过程 中，施工人员必须要根据相关规定进行 ， 施 理与科技 （ 工人员在施工过程 中需要注意 以下几点 ： １ ） 将混凝土拌制完成之后 【 ３ 】 王雪丰 ， 韩才冬 ， 吴松． 复杂环境下堤 防防渗加 固工程 中防渗墙结 应该 及时运送 到施工现场 ； ２ ） 在混凝 土浇 筑之前 ， 施工人员 必须要 构形式浅析【 Ｊ ］ ． 中国水运（ 下半 月） ， ２ ０ ０ ９ （ ９ ） 在管道 内放入 一个皮球 ， 然后采用 一个带有 钢丝绳的钢板将集料 口 绑扎 封闭 ； ３ ） 当 凹槽 内都 灌注满混凝 土之 后应将钢板拉 开 ， 此时混 凝 土就会深入 到孔底 ， 施工人员应 采用冲击式钻孔机轻轻提料斗。 ２ 水库坝体混凝土防渗墙施工技术的控 制措施
大坝除险加固中防渗墙施工
大坝 除险加 固 中防渗 墙施 工 工 技 程术
树 川 水库 管理 处 ， １黑 黑龙 江 宁安 １７ ０ ２ 宁安 市 卧龙 河 水 库 ， 龙 江 宁安 １７０ ） ５４ ０ 、 黑 ５ ４０
１引言
防渗墙是利 用各种挖槽 机械 ， 助于泥浆 的护壁作用 ， 借 在地下挖 出 窄而深 的沟槽 ，并在其 内浇筑适 当 的材料 而形成 一道具有 防渗功能 的 地下连续墙 体 。其工 艺方法有 多种多样 ，可 以运 用于不 同性 质的工 程 中。 己经在工程 中应用的工艺方 法有：做 成墙 方式可分为 ： （ １ 桩排式 、 板 槽 式 、 合式 。ｆ按墙体材料分 为： 筋混凝土墙； 『混凝 土墙 、 组 ２ １ 钢 塑生 固化灰 浆 墙； 自硬泥 浆墙； 预制墙： 泥浆槽 墙（ 砾石 、 土和水 泥ｉ合 土） 回填 粘 ： 预 后张 应力地下连续墙 ： 钢制地 下连续墙 。３安 的用途 可分为： （｝墙 ） 防渗墙； 临时挡 土墙冰 久挡土 重墙） Ｉ 作为基础用的地下连续墙。（按开挖情况可分 ４ ） 为地 下连续墙（ ） 下 防渗墙 （ 开挖 地 不开挖） 防渗墙技术 最初 应用于砂 砾石地层 中房建基 础处理 ，随后成为深 基础 和地 下构筑物施 工 的重要 手段 ， 经多年实践 与探索 ， 项技术 主 历 该 要应用于 ： 心墙土坝坝 基防渗处理 ， 土坝坝基 防渗处理 ， 凝土 闸坝 斜墙 混 基础 防渗处理 ， 险坝加 固处 理 、 石 同堰 堰体 及堰 基防 渗处理 、 病 土 城市 地下构筑物 的基 础处理等 。 ２防渗墙施工分析
孑 与一期槽墙体搭接 ０ ｍ， Ｌ ． 以保证墙体的连续性， ６ 且使搭接处满足设计
墙厚 。 ３施工期检查 施 工过程 中 ， 丁 、 施 监理单位 对造孑 、 Ｌ泥浆生产 与运 送 、 混凝土 生产
塑性砼防渗墙在双泉水库除险加固工程中的应用和质量控制
塑性砼防渗墙在双泉水库除险加固工程中的应用和质量控制摘要:文章结合安阳县双泉水库除险加固工程中大坝防渗加固实践,介绍了塑性混凝土防渗墙施工工艺及质量控制要点。
关键词:塑性混凝土防渗墙施工工艺质量控制安阳县双泉水库始建于1958年,大坝为均质土坝,全长1750m,坝顶高程224.3m,最大坝高24.3m。
由于大坝坝体与坝基接触处理不彻底,坝体填筑质量较差,筑坝时破坏风化岩层未清理到新鲜层面等种种原因,引起坝基渗漏通道,渗漏严重,坝主河槽段下游大面积沼泽化,大坝渗流状态不安全,因此需要对大坝进行防渗处理。
1 大坝防渗墙设计河南省豫北水利勘测设计院在《安阳县双泉水库大坝安全论证分析评价》中指出,大坝坝基存在严重的渗漏问题,因此需要有针对性的采取防渗措施。
经方案比较,采用塑性混凝土防渗墙浇筑的处理方案。
(1)工程设计。
塑性混凝土防渗墙在上游坝坡坡脚布置(桩号0+150～0+680),进行塑性混凝土防渗墙施工。
根据现状地形,防渗墙在纵断面上的高程以阶梯形式布置,分别为216.0m、212.0m、214.0m,墙底部深入到风化砂岩中1m,墙体厚度为0.5m。
(2)设计指标。
塑性混凝土防渗墙28d弹性模量600～700MPa,抗压强度≥2.3MPa,渗透系数≤1×10-6cm/s,水泥强度等级不低于42.5,用量不小于80kg/m。
2 塑性混凝土防渗墙施工工艺及质量控制2.1 防渗墙导墙施工导墙设计为1.2m高的L形钢筋混凝土结构,混凝土强度等级采用C20,墙顶宽0.2m,两导墙间距为0.6m。
施工时,保证导墙的纵向分段与地下连续墙的分段错开一定距离。
2.2 防渗墙施工(1)槽段划分和定位。
采用液压抓斗”三抓成槽法”施工方案,即每个槽孔均采用抓斗分3次直接抓取成槽,按照施工安排分为Ⅰ期、Ⅱ期进行成槽和混凝土浇筑施工。
根据设计图纸要求和成槽设备CCH500液压抓斗的技术参数(最大张开宽度为2.5m),Ⅰ期、Ⅱ期槽段划分为6m并确定防渗墙的轴线,施工中根据地层及槽孔孔壁稳定性情况对槽段进行合理的调整,槽段之间采用接头管法套接。
病险水库大坝防渗加固砼防渗墙设计要点
病险水库大坝防渗加固砼防渗墙设计要点
刘芸华;史小平
【期刊名称】《江西水利科技》
【年(卷),期】2005(031)0z1
【摘要】针对江西省病险水库大坝防渗加固中采用砼防渗墙的情况,介绍了砼防渗墙发展概况和砼防渗墙设计要点,并提出了有关设计思路和建议.
【总页数】5页(P11-15)
【作者】刘芸华;史小平
【作者单位】江西省水利规划设计院,江西,南昌,330029;江西省水利厅,江西,南昌,330009
【正文语种】中文
【中图分类】TV543+.82
【相关文献】
1.病险水库除险加固工程中砼防渗墙施工质量的控制措施 [J], 刘建成;聂玉和
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3.超薄砼防渗墙在新疆病险水库加固中的应用 [J], 李连喜;李文鹏;马军
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病险水库大坝防渗加固砼防渗墙设计要点刘芸华1 ,史小平2(1. 江西省水利规划设计院,江西南昌330029 ;2. 江西省水利厅,江西南昌330009)摘要: 针对江西省病险水库大坝防渗加固中采用砼防渗墙的情况,介绍了砼防渗墙发展概况和砼防渗墙设计要点,并提出了有关设计思路和建议.关键词: 病险水库;防渗处理;砼防渗墙;设计砼垂直防渗墙可以适应各种不同材料的坝体和复杂的水文地质条件与工程地质条件的地基,施工进度快,防渗效果好,环境影响小,运行过程中便于监测等优点。
2000 年后江西省大中型病险水库除险加固工程中使用砼垂直防渗墙处理大坝坝体、坝基渗透稳定和控制渗流量,现已成为江西省大中型病险水库除险加固工程大坝坝体、坝基渗流控制的主要措施。
目前国家只颁布了《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》(SL 174- 96) ,尚未颁布砼防渗墙设计规范。
为进一步提高江西省病险水库大坝砼防渗墙设计质量,根据砼防渗墙技术的发展现状,结合江西省的实际情况,介绍砼防渗墙(指机械造(挖) 槽,泥浆护壁、砼浇筑) 设计要点。
1 砼防渗墙概况砼防渗墙最早于1950 年在意大利圣玛丽亚(AntaMaria) 大坝下砂卵石地基中用冲击式钻进法建造了深40 m 的防渗墙,随后各国相继引进推广。
我国于1958年首先在山东省月子口(现名崂山) 水库工程中建成砼防渗墙后,相继在密云白河主坝、毛家村坝、葛洲坝围堰、三峡围堰、小浪底等工程使用,已建最深的是81. 9m的小浪底主坝砼防渗墙,还建成了世界上防渗面积最大(近30 万m2 ) 的河北黄壁庄水库副坝砼防渗墙,深达140 m 的四川冶勒水电站防渗墙正在施工。
我省于1975 年在柘林水库大坝除险加固时在心墙中用冲击式钻进法修建了深61. 2 m 砼防渗墙,目前我省在大中型病险水库除险加固工程大坝坝体、坝基防渗处理中已大量采用砼防渗墙,批复兴建的砼防渗墙有军民、滨田、店下、五渡港等几十座水库。
砼防渗墙是利用造(挖) 槽孔机械设备,借助泥浆的护壁作用,在地下挖出窄而深的槽孔,并在其内浇注砼而形成一道具有防渗功能的连续的地下墙体。
砼防渗墙自身要能满足强度和变形的要求,有足够的抗渗性和耐久性,能有效地截住渗透水流,控制渗流量,墙体渗透比降和出逸比降均满足设计要求。
砼防渗墙设计的主要内容有:造(挖) 槽孔工法比选;总体布置;墙厚比选;选墙体材料比选;泥浆比选;细部设计;设计指标和质量要求。
2 造(挖) 槽孔工法比选常用的造(挖) 槽孔工法主要有冲击式钻进法(钻劈法) 、冲击式反循环钻进法、射水法、锯槽法、抓斗挖槽法(抓取法) 和双轮铣槽法等,施工中又有两种或两种以上工法的组合,如“两钻一抓”法、“两钻三抓(铣) ”法和“铣、砸、爆“法等组合方法,以抓斗挖槽法和双轮铣槽法为先进。
2. 1 冲击式钻进法冲击式钻进法是利用曲柄连杆机构将回转运动变为往复运动来提升和下落钻头,利用钻头提升后自由下落的重力冲击孔底,使土层(岩石) 破碎而进行钻进,并用一定浓度的泥浆护壁(泥浆会在钻孔孔壁上形成泥皮,在泥浆压力作用下使孔壁保持稳定而不坍塌,并能防止泥浆渗漏) ,当孔底的钻渣逐渐增加以后,取出钻头放入抽筒掏渣,成孔后采用水下直升导管法浇注砼,砼靠自重和自流平特性而自密实形成一段砼墙体,墙段间一般用钻凿法连接。
冲击式钻进法是世界上最早采用的工法,该工法在各种土、砂层、砾石、卵石、漂石、软岩、硬岩中都能使用,工效较低。
国产主力机型是CZ —22和CZ —30 型,钻具包括钻头和抽筒两部分,钻头又可分为空心钻头、一字钻头、十字钻头、圆钻头、角锥钻头和双反弧钻头等。
2. 2 冲击式反循环钻进法冲击式反循环钻进法是在冲击式钻进法的基础上,在空心套筒式钻头中心设置排渣管,利用反循环砂石泵将钻渣与循环浆液经排渣管及循环管路,从孔底连续地抽入设在地面的泥浆净化装置进行净化,净化后的泥浆经循环浆池注入槽孔循环使用,通过这一循环,钻机完成钻进及排渣作业,直至造孔完毕。
由于采用反循环出渣方式,从而大大提高了钻进效率。
冲击式反循环钻机最早由法国公司在20 世纪50 年代研制成功,我国水利水电基础工程局于20 世纪90 年代研制成功CZF - 1200型冲击式反循环钻机,同时地矿部门也研制成功CJF -20 型冲击式反循环钻机,目前国产机型主要是CZF —1200、CZF —1500、CJF —20 和CJF —12 型。
2. 3 射水法射水法是利用水泵送水至成形器中的射水装置所形成的高速射流和成形器及导水管本身质量的冲击力,以及向下移动时成形器内刀片的切削等作用,破坏土层结构,水土混合回流后泥沙溢出地面(三代机是在成形器中设置排渣管用反循环砂石泵抽出地面) ,利用卷扬机操纵成形器不断地上下移动,切削修整孔壁,造成有规则的槽孔,并用一定浓度的泥浆护壁。
成孔后采用水下直升导管法浇注砼,砼靠自重和自流平特性而自密实形成一段砼墙体,利用成形器侧向水喷嘴冲洗一期槽孔砼的侧面,使一、二期砼连接紧密,形成地下连续防渗墙。
该工法适用于粒径小于10 cm 的砂土、粉土、粘土地基,具有工效高、造价低的特点。
射水法1982 年由福建省水利科学研究所开始研究,目前已发展到第三代机型。
2. 4 锯槽法锯槽法是利用锯槽机带动锯管锯割地层,锯出有规则的槽孔,并用泥浆护壁,在锯管上设置排渣管,用反循环砂石泵出渣,再以砼等成墙材料置换护壁泥浆,形成具有一定强度和防渗性能的连续墙体。
该工法仅适用于松散的砂土、粉土、粘土地基,工效较高。
锯槽法是由东北岩土工程公司1990 年开发的一种薄防渗墙施工方法。
2. 5 抓斗挖槽法抓斗挖槽法是指蚌(蛤) 式抓斗,利用机械作用并借助斗体的自重,打开和关闭斗门抓取土体并将其带出孔外,同时用泥浆护壁的一种挖槽工法。
成孔后采用水下直升导管法浇注砼,砼靠自重和自流平特性而自密实形成一段砼墙体,墙段连接一般选用接头管(板) 法。
该工法适用各种土层和软岩,特别适合于在含有小漂石和石块的地基中挖槽。
新型抓斗大多配有测斜和纠偏装置,可调整抓斗斗体角度,使挖槽垂直精度达1P500 以上。
抓斗挖槽法具有墙体整体性好、厚度均匀、适用地层广、工效高的特点。
液压抓斗在粘土层中施工工效一般可80～100 m2P台班。
抓斗最早使用时是用钢丝绳来悬挂并进行控制的,20 世纪60 年代后期开始使用液压抓斗。
根据抓斗的结构特点,可把抓斗分成钢丝绳抓斗、液压抓斗、导杆式抓斗和混合式抓斗等,主要由意大利、日本、英国和德国等国生产,我国已批量引进,并研制开发成功。
2. 6 双轮铣槽法双轮铣槽法是驱使安装在机架上的的两个鼓轮向相反方向转动,鼓轮上的切刀将地层旋铣、切割、挤碎,松动后的土、砂、卵石、岩石碎块用泵抽吸至地面,同时用泥浆护壁,成槽孔后采用水下直升导管法浇注砼,砼靠自重和自流平特性而自密实形成一段砼墙体,墙段连接由双轮铣槽机直接切割一序砼,在一、二序墙段连接中不需专门的连接件和特殊封堵就能形成良好的墙段接头。
该工法适用各种土层和软岩,配用特制的滚轮铣刀还可钻进坚硬岩石,利用电子测斜装置、导向调节系统和可调角度的鼓轮旋铣器来保证挖槽精度,精度高达1 ‰～2 ‰。
该工法具有墙体整体性好、厚度均匀、适用地层广、成槽深、挖槽精度高和挖掘效率高的特点,是最先进的造槽机械。
目前世界上最深和最厚的砼地下连续墙都是使用铣槽机建成的。
双轮铣槽机又可分为液压双轮铣槽机和电动双轮铣槽机两类,主要由意大利、法国、德国和日本等国生产,我国已少量引进,三峡工地曾引进过一台德国宝峨(BAUER) 公司生产的BC - 30型液压双轮铣槽机。
2. 7 两钻一抓法两钻一抓法是冲击式钻进法(或冲击式反循环钻进法) 与抓斗挖槽法的组合,施工方法是先用冲击钻机或冲击反循环钻机钻进两相邻的主孔,终孔后再用抓斗抓取中间副孔的造(挖) 槽孔工法。
两钻三抓(铣) 法是在两钻一抓法基础上加以改进的。
造(挖) 槽工法都有各自的主要性能和适用范围(见附表) ,选择造(挖) 槽孔工法和设备时,主要应考虑几个因素的影响:坝体填筑材料,坝基、坝肩地层和岩层特性,水文地质条件;开挖深度、宽度和强度;施工条件;机械设备的适用条件。
根据我省病险水库大坝防渗处理防渗墙深度不大的具体情况,宜优先比选射水法、抓斗法等经济高效工法,或两钻一抓法等。
附表常用工法主要性能表3 总体布置病险水库防渗处理防渗布置时主要考虑以下几点:(1) 坝基地质条件和水文地质条件。
宜将防渗墙放在坚固而不透水的基岩或粘性土层中,尽量避开不利的地质构造,墙底应伸入相对不透水层,与坝的防渗体、坝基覆盖层和基岩内的防渗设施应紧密地连接成一整体。
(2) 与原有防渗体及其他建筑物的连接。
与土质防渗体连接时,应作成光滑的楔形,插入土质防渗体高度宜为1P10 坝高,接触面允许比降应按土料允许比降确定。
设计时应认真做好与坝身砼构筑物的防渗连接,但布置时应尽量避开与坝身砼构筑物连接,以减少接头处理。
(3) 认真做好与两岸的连接设计。
(4) 工程量最小和造价最低。
4 墙厚比选防渗墙的厚度选择是砼防渗墙设计的一个重要内容,影响防渗墙厚度的因素主要有坝高,渗透稳定条件,施工条件和地质条件。
《碾压式土石坝设计规范》(SL274 - 2001) 对此没有明确规定,只在规范第6. 2. 8条条文说明中提出砼防渗墙“一般允许渗透比降80～100 作为控制上限值”。
我省大中型水库大坝80 %以上坝高在40 m 以下,病险水库主要是20 世纪80 年代以前兴建的,坝体经过几十年沉降已趋于稳定,设计中比选防渗墙的厚度时可用防渗墙允许渗透比降确定,建议普通砼防渗墙允许渗透比降取80～100 ,塑性砼防渗墙允许渗透比降取60～80 。
5 墙体材料比选墙体材料主要选用普通砼和塑性砼两种。
普通砼选用强度等级在C10 以上,水泥用量在350 kgPm3 以上,水胶比在0. 65 以下,具有弹模高、强度大的特点,能承受较大的垂直和水平荷载。
但由于普通砼弹模太高,限应变太小,墙体和周围坝体间产生的沉降差和变形差使墙体在垂直压力和侧摩阻力作用下产生的应力易超过普通砼允许强度而产生破坏。
塑性砼就是在普通砼基础上减少水泥用量,增加粘土和膨润土用量的砼,由水泥、水、粘土(膨润土) 、砂石骨料和外加剂等配制而成,水泥用量70～200 kgPm3 ,膨润土用量20～50 kgPm3 ,粘土用量150～300 kgPm3 ,其抗压强度2～5 MPa ,弹性模量300～1000 MPa ,渗透系数K< A ×10 - 6 cmPs。
与普通砼相比具有初始弹性模量低,极限应变大,能适应较大变形,有利于改善墙体应力状态,同时它仍具有必要的强度和抗渗性能,墙段连接采用钻凿法时因墙体强度低而便于实施。