某水库除险加固工程及防渗墙施工技术

参考文献
ｆ 陶丽琴 ． 实搞好 病险 水库 除险加 固． １ １ 切 中国水
利报 ０ ４ ０ － ８ ０－６０ ．
一
１６ 一 １
中国新技术新产品
１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（ ） 二 型水利 工程， 坝址以上流 域 面积 ３８ｍ 总库 容 ２７ 亿 ｍ 由拦 河 黏土 ７ｋ ％ １４ 心墙砂 壳坝 、 洪道 、 空洞 、 水洞 及 电站等 溢 放 输 建筑物组成。 工程始建于 １９ 年 ６ １ ９ 年 ８ ９０ 月， １ ９ 月大坝堵 口， ９ 年拦 洪蓄水， ９ 年底 大坝主 １３ ９ １ ５ ９ 体工程 基本建 成２ Ｏ 年 ７ Ｏ１ 月进 行保 坝工程 施 工， 大坝加高 ４ ｒ 同时对大 坝加宽 ２ ｏ 年 ９ ５拼 ｏ４ 月保 坝工程完 ｑ ０６ 大坝安 全鉴 定为三 类 ２０年 坝需 对 工程进 行除险加 固。水库大坝 为黏土心 墙砂壳 坝 ， 顶高 程为 １４ ｍ最 大坝 高 ５． ， 坝 ７５ ， ７ ｍ ５ 坝顶宽 ７ ｍ长 ３０ 。大坝采用黏土 心墙防渗， ． ， ０ｍ ０ 心墙齿槽 深入基岩， 顶部 与浆砌块石 防渗墙 连 接， 上下游为砂 砾石坝壳ｅ， 顶宽 ６ 底部 最 Ｌ 墙 ５ 大宽度 ２ｍ 下游 坡度均为 ８ ， 墙与基 岩接 ０＆ ： １ 心 触面最 ，宽度为 ７ ｍ。根据省水利厅 组织 编写 Ｊ 、 ． ３ 的水库大坝安全鉴定报告书水 库大坝存 在的主 要问题为 。 １ 大坝 心墙存在渗流 问题 。 ． １ 心墙截水槽原 设计底 宽 １ｍ实 际局部 坝段仅 ７ ｍ经对心 墙 ０， ．， ３ 内埋设的测压管观测成果分析 墙 土的压实度 和渗透系数均不能满足现行规范的要求＇ 表明心 墙防渗效果较差 １ ． ２大坝心墙土大部 分属于分散 性土， 分散 性 土的 比例达 ６％， 长期渗流条 件下易 被分 ７ 在 解、 冲蚀对 坝体抗渗稳定极为不利 。 针对上述问 题， 需对水库大坝 防渗墙 进行除险加 固处理， 以 截断坝基和坝体 的渗漏通道通 过坝顶垂直防渗 和坝前垂直防渗结合， 以及对坡 面综合 防渗等处 理方案 的综合 比较， 大坝除险加 固设 计采用坝顶
．
２施 工过程 出现 的问题
防渗墙 工程除险加 固施工计划槽 段 ３ 个 ， ４ 每个槽段长 ７ 阻水面积 １５０ ￣ ３ １ ２ ３ 槽段 浇筑混 凝土 时 １、 １ 槽 段出现漏浆现象， Ｄ ３ １ 泥浆 面下 降约 ４ ｍ。１ ２月 ７日＇ １ 段 浇 筑混 凝 土 的同 时对 Ｄ 槽 Ｄ１ 槽 段灌 注浓水 泥浆 和填 锯末 等措 施处 理 ， １ Ｄ １ ２ 槽段 出现漏浆 ＇ 浆 面下降约 ４ ｌ ２、 ５ Ｄ 泥 ’ ｎ并发 ’ 现 Ｄ１ 槽孔 内孔壁上有沿坝轴线方向的垂直裂 １ 缝 ’ 壁光滑未出现塌孔现象。 孑 Ｌ 为了阻断可能产生沿 坝轴线方 向的泥浆通 道 对 已造孑 的 Ｄ ｌ 段进行 黏土 回填， Ｌ ｌ槽 并采取 改善泥浆 质量 、水泥浆掺锯末 等一 系列改进措 施 。１ 月 １－３日 ２ ８２ 施工期 间 Ｄ 艚 段 已缩短 － ９ 为 ５ ） ３ 、 １（ ｍ 、 ２Ｄ ３ Ｄ ￣短为 ５ １ ｒ浇筑混凝土 时相 继 ｎ 发生槽段 间泥浆 串通 ， 向槽 出现 ７３ ｃ 的下 导 ￣０ｍ 沉 ， 向槽 与施 工平台接触部岱 昆 土产生 ２ 导 凝 ～ 的沉降坍塌 ５ｍ的裂缝。 ｃ 直到 １ 月 ２ ３ ０ Ｄ 至 Ｄ １ 理并完成 了防渗墙施工平台艚 段） ２ ４日 ： 时＇８ ０ ２ 比ｊＪ利地 完成 了防渗墙工程 的整体 施工 槽段范围 内的下游侧导 向槽 出现不均匀沉降及 处理， 交顺 位移施 工平台坍塌 ４－０ ｃ 。 ０ １０ｍ 防渗墙工程 只能 任务 。 暂停施工 。防渗墙工程施工过 程中如此严重坍 ４ 处理 方案 ． １
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工 程 技 术
某水库 除险加 固工程及 防渗墙施工 技术
陆 谚
（ 贵州省从 江县水利局 ， 州 从 江 ５ ７ ０ ） 贵 ５ ４ ０
摘 要： 该水库 建 于 ９ 年代 ， ０ 限于 当时 的财力 和技 术条件 ， 大坝施 工靠 的是肩 挑 、 手推 、 牛拉 ， 工质量 不尽人 意， 施 心墙黏 土 为粉质 黏 土， 易变流 塑， 碾压 ， 密湿度 不符要 求， 未经 干 由于土质 差 和坝坡 稍 陡 以及砂 壳坝沉 降 不稳 定等 因素 ， 成 了黏 土心墙 的多 处纵 向裂缝 。此 造 次 防渗墙 除险加 固施 工 时， 能详 细分析 心墙 历 史施 工资料 ， 常规 施工 ， 了施 工平 台的严 重 塌 陷沉降 。 过成 因分析 和有 针对 未 仍按 造成 通 性地 采取 了相 应 的处理 方案 ， 适 宜的施 工方 法， 防渗墙 施 工得 以顺利 完成 。 以及 使 关键 词 ： 水库施 工 ； 防渗墙 施 工 ； 处理 方案
塌沉降在省内尚属首例。 ３坍塌沉降成因分析 尽管 防渗墙 除险加 固施 工过程 中曾采取 黏 土、 锯末 回填 ， 注浓水泥浆 、 灌 掺膨 润土 、 优化 泥 浆性能 、 控制造孑 速度和混 凝土浇筑 速度， Ｌ 以及 增 大槽段 的间距 和减小 槽段的长度等 改进措施， 但 均未取得明显效 果。因此需 分析施工平 台坍 塌沉降成因有 针对性地提出有效的应对处理措 施 。主要 从大坝现场施工及历史施 工情 况分析 了防渗墙施工坍塌沉降 的原 因。原水库大坝 坝 体 填筑分两期工程 第 一期工程黏土心墙平均 干 容 重 １ ３ｍ， 然与设 计 （６１ ３ ． ｔ３ ６／虽 １ ５ｍ） ． ／ 要求 相 近， 但 合格 率仅 ３％＇ ３ 蜘壳合格 率小于 ５％。坝体填 筑 ０ 质 量不够 理想施 工期 间存 在许 多问题 ， 土 如黏 含水 量不均匀 、 夯压不实 、 大部分甚 至没有碾压 或 者夯压速度过 决、 铺层厚度耒加 控制 、 高坡倒 料 造成离析现象等 。坝壳砂砾 料大 部分为高坡 堆 积， 未经碾压’ 反滤层 材料也 未严格筛 分， 混有 草根、 树根等杂物 。 心墙有时因停工 日久’有 遮 ｝ 殳 盖保护经 常 阳光曝晒 、 水浇淋 。 雨 以上诸多原 造 成 心墙 多 次发 生 大小 纵 向裂 缝 ， 大缝 宽 最 １ｃ Ｏ 深度 ２３ ， 用灌 黄泥 浆补 救无效 后 改 － ｍｑ ￣ 为裂 缝处挖槽 回填处理 。在心墙上 游侧砂砾料 帷幕灌浆 时 墙也曾出现多次 冒浆现象。 第 二期工 程 即保坝工 程大 坝加 高 ４ ｍ整 ．， ５ 个 心墙 大致可分 为 ４ ： Ｉ 为路 面： 层 ① 层 上部 ０ ｍ为砂 砾， ． ２ 粒径 ５２ｍ ， 为碎石类 黏土 ， ￣０ ｍ下部 块径 一般 １ － ０ ｎ 层厚 ０ － ． ０２ｃ￣ ． ０ ￣稍 密； Ⅱ层 ７ ８ ② 为坝体 墙填土， 根据土质 可划分为 ２ 个亚层 ： Ｕ１ 为红褐色～ 层 棕红色含碎石 粉质黏土， 稍湿， 可塑— 硬塑， 石粒径 ２ ５ ｍ 含较多全风 化母 碎 －ｍ ， 岩， 层厚 ６ —． ￣ ２ 为灰 一 黄色含 碎石粉 ．７ ｎⅡ 层 ０ ０ 灰 质黏土 ， ， 稍湿 可塑～ 硬塑， 少量 风化碎 石， 含 粒径 ３３ｍ ， 的可达 ８ｒ ， 大于 ２． ； Ｉ ￣０ ｍ大 ０ ｍ层厚 ａ Ｓ ｍ￣ ｌ ０ ｌ 层 为混 凝 土盖板， 厚 ０ ～ ． ， 部可 达 ６ ｍ 层 ． １ ｍ局 ５ ５ ． ， ０ 下伏基 岩 Ⅳ层 为流纹岩 基岩 ， 强风化 岩厚 约 ３ ｍ弱风化岩厚约 ３ ｍ。 ０ ６ ＿ ２ ． ２ ０ 年大坝安全 鉴定 ３ 时。 对心墙 ００ ７ ＋ ５ ， １ ７ ＋ ７ ， １７ ＋ ９ ｍ 处开挖探槽 发 ０ ０ 现， 上中下 游多处纵 向裂 缝， ０ — ｍ ， 心墙 宽 ５ ５ ｍ 深 达３ ｍ左右缝 垂直 、 左右延伸 。 通过 亡 原坝体 述 心墙填筑情况的分析， 认为此次 防渗墙 除险加固 施工漏浆系原坝 墙为粉质黏土 、分散性强， 心墙的多处纵向裂缝导致施工槽段串通漏浆； 同 时 因粉质 『黏土 固型能力差， 易造成扩孑 、 生 容 Ｌ坍 孔导 致 防渗墙施工平 台坍塌沉 降。 ４处理方案分析 为保 证大坝 安全施 工 和防渗 墙施 工质 量， 根据上述成因分析圾 时对 防渗墙施工平 台坍 塌 沉降及槽段潜在 的坍 塌隐患进行有效控制 和处
４ ．对坍塌槽 段移开钻机设备拆 除导轨 、 ．１ １ 方 木、 挖除坝顶软弱土料并外运。 ４． ．２在开挖过程 中抽排泥浆， １ 下降泥浆位， 暂 停相邻槽 段施 工。 ４＿ １ ３开挖完成后 ， 用黏 土干拌 水泥进行 回 填并 碾压 密实， 回填至 相应 高程， 浇筑 导墙 重新 及施工平 台。 具体处理 工艺： ①如果 开挖坑壁倾 斜度小时， 坑壁挖成 台 阶型 ， 以利填筑 ； 铺设钢筋 网用 钢丝绳套挂在平台顶 Ｅ 架设的槽 钢或锚筋上 ； 若原槽板塌陷较少 ｆ、 ２ｃ ③ ／于 ０ｍ Ｊ 时） 用槽钢辅助支撑 钢轨 ； 采 ④若原槽板塌 陷严 重， 钢筋混凝 土加 高加 固同 时架 设槽钢 辅 则用 助支撑钢 轨 ； ⑤开挖 回填 浇筑应衔 接紧密 ， 取 争 快挖快填 坑壁坍 塌 ４ Ａ 导 向槽浇筑完成 后， ． １ 继续填筑碾 压毛 料， 随后做 好过 浆面、 浆沟等附属设施。 处理方案
４ ４在 大坝的上下游及 坝顶建立 位移 、 ． ２ 沉 陷观测点 ， 期观测 掌握情 况， 时调整 施工 定 以适
处理 方法 。 ５结束 语 水 库除 险加 固工程 防渗墙 施 工过 程 中， 施 工平 台发生 了严重塌 陷沉 降通 过现场观测和历
史施 工资料 分析 ， 明原 因的基 础上 ， 据各 在查 根 槽 段不同的塌陷情况 有 针对 性地采取 了相应的 处理方 案和施工方 法， 达到预期 自效果。 勺
见图 １ 。
图 １防渗墙 施工坍塌沉降处理 方案 ４ ． ２施工方法改进措施 ４． ．１冲击 钻造孔 全部 改用十 字钻造孑 ， ２ Ｌ 以 便挤密孔壁黏土 沙槽 孔坍塌 。 ４． ．２为确保槽段稳定 ， ２ 大坝 中段 一期槽 段 由原来 的 ９ Ｌ 孑 改为 ５ 孔二 期槽 段根据施工情况 适 当调整长度 。 ４ ． 对前 期施 工 出现浇 筑混凝 土 时发 ．３针 ２ 生坍 塌的情况， 在坍塌的 ８ｍ槽段 中选择 一槽 ０ 段 ， 慢钻孔 和浇筑混 凝土 速度， 成 中间一 放 先完 个槽段 ， 以隔断纵向裂缝， 阻断串浆通道 。 成功后 按此方法逐段分 隔， 直至完成防渗墙工程。