桥下水库大坝低弹模混凝土防渗墙施工.pdf

篱 ≥ 番 萎 飘披 2 0 1 0 年第1 期 桥下水库大坝低弹模混凝土防渗墙施工 廖善土 ( 宁化 县水 利局 ， 福建 宁化3 6 5 4 0 0 ) 摘要：该文介绍低弹模混凝土防渗墙在宁化县桥下水库大坝防渗加 固中的应 用，总结 了低弹模 混凝 土防 渗 墙施 工 应 掌握 的要 点，可 供 类似 工 程参 考。 关键词 ：土坝 ；低弹模混凝土防渗墙 ；桥下水库 中图分类号 ： T V4 3 1 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 2 —3 0 1 1 ( 2 0 1 0 ) 0 1 —0 0 3 9 —0 2 1 水库概况 桥下水库位 于宁化县淮土 乡，集雨面积 2 1 ． 5 k m 2 ，库容 1 1 2 2万 m3 ，是一座以灌溉 为主，结合 防洪、发 电、养殖 等 综合利用于一体 的 中型水 库 。大坝 为 重 力均 质 土坝 ，坝 长 1 8 0 m，坝高 4 4 ． 9 m，左岸设宽 2 0 m、长 1 2 0 m的宽顶堰溢 洪道 。输水隧洞设于右 岸 山体 ，洞 长 2 0 3 m。水库 下游保 护 江西横江 5 ． 0万人 、4 ． 0万亩耕 地，灌溉 淮土 乡 1 ． 6万亩 耕 地，解决 3 ． 0万人 的饮 用水 ，为当地的工农业 生产和人 民生 活发挥 了巨大 的作用。 坝后及梯级 电站三座，总装机 1 7 3 5 k W，多年平均发 电 量 5 0 0万 k Wh 。 桥下水库兴建 于上 世纪 七十年 代， 目前 已进 入老 化期。 由于当时 的设计 和 施工 技术 水 平较 低 ，施 工 质量 较差 等 原 因。水库 出现严重渗漏 、损坏及变形，造成水库 运行一大 安 全隐 患。为解 决这 些问题，采用低弹模混凝土 防渗墙技术 对 桥下水库大坝进行防渗加固处理，由福建省水利水电勘测设 计研究院设计 。 2 低弹模混凝土防渗墙 设计 按坝长设桩号 0 ～0+1 8 9 ． 5 ，由坝顶 中心偏上 游侧沿 桩 号进行实施 。墙高 2 7 ． 0 ～4 2 ． 4 m，宽 0 ． 6 m。墙采用抓 斗机 造墙( 槽 )孔 。每孑 L 槽 长取 6 ． 0 m，全坝段设 3 9个槽段。防 渗墙墙底插入坝 基弱 风化 基岩 0 ． 5 ～1 ． 0 m。混凝 土抗 压 强 度 5 ． 0 MP a ，配合 比如下 ：水 泥 1 5 O ～1 8 0 k g ／ m。 ，粘土 3 0 ％ ～ 3 5 ％，膨润土 1 5 ％～2 5 ％，砂 5 0 ％。 3 低 弹模混凝土防渗堵 施工 3 ． 1 泥 浆调制 泥浆应用制浆机在泥浆池制作，制作循环包括新制泥浆 —— 泥浆池——槽 孔—— 泥浆分离净化——泥浆池 。 收稿 日期 ：2 0 1 0 —0 1 —0 4 泥浆应严格控制配合 比如 下 ：水 ： 膨润 土 ： 纯 碱 ： 羧基 纤 维 素 =1 0 0 0 ： 6 0 ～8 0 ： 2 ． 5 ～4 ． 0 ： 0 ～0 ． 6( 重量 比) 。优质 泥浆 性 能指 标如 下 ：相对密度 1 ． 0 3 ～1 ． 1 ，粘度 1 8 ～2 2 S ，含 砂 率 小于 2 ％，P H值 8 ～1 0 ，胶体率大 于 9 8 ％。 3． 2开 挖 用 G B 3 0 德 国产抓斗机进行槽挖。首先在 防渗墙两边 ( 沿长度方 向保 持 0 ． 6 m 间距 )各设 一 条 宽 0 ． 3 m、高 1 ． 2 m、长 1 8 9 ． 5 m 的混凝土施 工导墙 。在导墙 内逐 孑 L ( 槽 )开 挖，每 孔长视地 质情况按 3 ～6 m 进行开 挖。开 挖 中不 断在 槽中加入泥浆进行 固壁 。槽孔开挖 5 ～1 0 m 深进行一次 孔深 及泥浆指标检测，挖至设计深度后清 孔，并进行 一次严 格的 终孑 L 检测。各项指标合格后进行水下 混凝土浇筑。 3 ． 3水 下混凝 土 浇筑 经过终孔、二次清孔 、嵌岩深度和 泥浆指标 等检查 合格 后 ，可下设 混凝土导管。导管采用 圆形 螺旋快 速接头 ，上端 接 混凝土漏斗， 由吊车或钻机悬 吊，以便灌注混 凝土及 起拔 导管。 导管直 径 2 5 0 ～3 0 0 mm，壁 厚 3 m m，每 节 长 2 ～2 ． 6 m，配 1 ～2节长 1 ～1 ． 5 m 短 管。导 管 支撑 架用 型钢 制作 ， 支垫在钻孔平台上 ，用于支撑悬 吊导管。导管使 用前要 检查 足否漏气和变形，接头是否 牢固可靠，丈量导管 组装后 的实 际长度 ，并进行接长水密性 试验 ，试水 压力 0 ． 2 ～0 ． 5 MP a 。 导管问连接要安放密封 圈。导管 依次下放 ，并 记录好导 管下 设顺 序、导 管根数 、每根导 管 长度 。导管 全 部下 入孑 L 槽 后， 应放到孔 底， 以便核 对 导管 长度 及 孔深 。然后 提起 3 0 c m。 水 下混 凝土浇注采用直升导管法 。7 昆凝土灌注 期间使用 钻架 或吊车下放及拆卸导管 。混凝土 开浇前导管 内放置略 小于 内 径 的隔离胶球作为隔离体 ，以隔离泥浆与混凝 土 ；混凝 土漏 斗内备 足封埋导管 2 ． 0 m深 的混 凝土 量。 ? 昆凝土一旦开浇，必须连续进行 ，不得 中断。浇 筑过程 中，导管内混凝土深度不得小于 2 ． O m，亦不大于 6 ． 0 m。 每隔 1 0 mi n测量一 次槽 孔 内混凝 土 面深 度。 当浇筑 方 量与 3 9 2 0 1 0年第 1期 混凝土顶面位置不相符时，应及时分析原因，找出问题所 在。及时处理。 密切注意孔 口情 况，不符合质量要求的混凝土严禁浇入 导管 内。防止入管的混凝 土将 空气压入导管 内。孔 口应设置 盖板。避免混凝 土 散 落孔 口 内。混 凝土 上 升速 度控 制 在 2 m／ h以上 ，事故 中断处理应快 速，不应超过相应混凝土的初 凝时 间。混凝土置换出的泥浆通过泥浆排污水沟排到其它正 在施工 的槽孔 中或沉淀池。以防止泥浆溢 出污染环境 。? 昆 凝 土灌注墙顶标高应 比设计墙顶标高高 0 ． 5 m，以保证混凝土 强度 ，多余部分在施工后凿除，墙头应无松散层。 4 低弹模 混凝土防渗墙施工要点 低弹模混凝土防渗墙是大中型水库大坝除险加固防渗的 一 门新技术。它能在高坝中造一道封闭的防渗体，切断坝体 的渗漏源，保证大坝的安全、稳定。墙体的施工方法及施工 技巧是工程顺利实施的重要保证。如控制不到位，将造成墙 体局部空洞或缝隙，无法形成完整的防渗体。施工过程中， 除采取质量保证 措施 、严格控制施工程序外，还 应特 别注意 以下 6个方 面的问题 。 ( 1 )泥浆制备 。槽挖及混凝土浇筑时，泥浆 的性 能指标 对钻孔时的护壁 效果和成孔质量来说是关键的关键。优质泥 浆具有如下作用 ：一是保 护孑 L 壁。给孔壁上 一层泥浆皮的保 护膜，防止孔壁表 层 土质 渗水 而 造成 烂泥 土，确保 孔壁 稳 定。二是减少孔 底沉碴 。液体和混合体运动时。各分子之 间 产生摩擦力，对悬浮携带钻碴的能力强，钻碴有效深入到浆 中，不易沉淀，则混 凝土浇筑时孑 L 底尽可能没有沉碴 。三是 有利于槽孔开挖 的钻 进速度 ，不 易 “ 糊钻 ” 。施工 中必须严 格控制泥浆性能指标，采用静态泥浆法。控制泥浆的水位高 度 。达到对孔壁的相对压力。 ( 2 )单孔槽长控 制。用抓斗机进行槽挖，地质较差而土 质较松时，单孔槽长 应控制 在 3 ． 0 ～4 ． 0 m，尽量减 少槽孔 内的湿周和饱和土压力，减少孔壁渗漏和坍塌。 ( 3 )成孑 L 垂 直度 。挖掘过程 中应采取必要措施保证成孔 的垂直度，垂直偏差 不允许超过 1 ． 0 ％，孔位 中心偏差不允 许超过 1 0 r n l T l 。按施工 规模要求 确定的技术 参数进 行施工。 设专职记录员记载成孔过 程中的各种参数 ( 钻进深度 、地 质 特征、钻进过程等) 。根据参数适时调 整开挖速度。 ( 4 )二次清底 。终孑 L 清孔超过 4 h还 未浇筑，需要检测 孔内沉淤值，超出控制范围的槽孔需作二次清底。二次清底 采用气举法。合格后立即下设浇注导管 灌注水下混凝土 。 ( 5 )备料。导管开浇前，应在导管顶端备有大于 2 ． 0 m 的混凝土料斗，其中备足够导管内和导管外围封埋 2 ． 0 m深 及离槽底 0 ． 5 m 以上 的混凝 土方量 。开浇 时快速 将球 阀打 开，让料斗 内混凝土迅速 填满槽底导管 出口。一是有效 防堵 泥浆进入导管 内，防止墙 身夹泥；二是将槽底剩余沉碴 冲出 4 0 槽底。防止墙身断层。 ( 6 )特殊情况处理与预 防措施 ①墙身夹泥：灌注时由于导管密封不 良，泥浆渗入导管 内，或导管栓塞破裂、脱落 ，都会产生 夹泥 现象，这时应 全 部提出导管进行处理，然后重 新灌注? 昆 凝土 。为防止 出现 该 问题 ，混凝土导管下 槽孔 前，必须 详细检 查 螺纹 、管 壁等 。 并做好 配管记录 ，进行导管水密性试验 。 ②钻进 中漏浆 ：在砾石中钻进 ，透水性 极强 时，采用 一 般浓度 的泥浆容易造成埋钻事故。此时可先 投放泥球 ，及 时 补浆，并用钻头反复冲击，在孔 内搅拌 泥浆，使稠泥浆迅 速 充填到孔壁卵石的间隙中，阻挡渗漏而保护孔壁稳定。漏失 停止后，恢 复正常钻进。 ③堵管事故：在灌注混凝土过程中，由于混凝土配合比 不当；新拌混凝土质量不符合要求，流动性过小，严重离 析 ，骨料超径 ；运输方法不当造成混凝土严重离 析 ；浇筑混 凝土方法不当，浇筑速度过慢或中断时间过长；导管内径过 小，或同一根导管采用了不同内径的管节等原因造成浇筑导 管堵塞。此时应 分析堵管原 因和部位 ，查对 记录，确认管底 位置和埋深。采取措施避 免其 他导管 同时堵 管。上下反复抖 动导管 ，每次提升不要过高 ，不得猛敦导管 ，以防导管破裂 和混凝土离析。抖动无效 时，可在导管埋深许 可的范 围内提 升导管，以增加导管内的压力，减少混凝土流出的阻力。若 仍然无效 ，堵管部位不深时可下钻 杆捅 ；较 深时可用压 缩空 气顶推管 内混凝土，所用 压力应 在导管强 度允 许 的范 围内。 若以上处理方法均无效，应抓 紧时问起 出导管重新 下管 。重 新开浇 时，管底应插 入混 凝土 0 ． 5 ～1 ． 0 m，并 用 小抽筒 抽 出泥浆。预防堵管事故措施如下：严格控制新拌混凝土质 量，防止和易性不合格的混凝土和超径卵石进入导 管 ；采用 适当的混凝土拌制和运输方法，减少倒运环节，保证供料强 度满足混凝土 面上 升速 度 的要 求 ；做 好各 项 组织 、准备 工 作，确保混凝土浇筑连续进行 ；混凝土 导管应上下 一致，并 尽量采用 直径较大 的导管 ；混凝土浇筑过程中常提动导管。 5 结 语 桥下水库低弹模混凝土 防渗墙于 2 0 0 9年 1月开工 。4月 完工，总工期 3个月。经过半年多的工程运行观察，大坝渗 漏量由6 ． 9 8 L ／ s 降到 0 ． 7 8 L ／ s ，防渗加固取得预期效果。实 践表明，采用低弹模混凝土防渗墙进行土坝防渗加固具有工 程技术和 工程质量可靠 、施工方法成熟 、检测 方便、防渗效 果好、使 用寿命长等优点，值得推广。 参考文献 【 1 ] 福建省水利水 电勘测设计研究院 ． 福建省三明市宁 化桥下水库除险加 固工程初步设计书 [ R] ． 福州 ：2 0 0 7 ． 作者简介 ：廖善土 ( 1 9 5 2一) ，男 ，福 建 宁化 人， 工程 师。从事水利工程建 设工作 。