薄壁抓斗混凝土防渗墙在洋后水库大坝加固中的防渗效果分析

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发布时间：2021-09-06

资料介绍

薄壁抓斗混凝土防渗墙在洋后水库大坝加固中的防渗效果分析
游立荣
(建瓯市洋后水库管理处，福建建瓯353100)
摘要：该文通过对洋后水库大坝薄壁抓斗混凝土防渗墙的质量检测、防渗效果理论计算及加固
后的大坝渗流观测资料分析，评价薄壁抓斗混凝土防渗墙在洋后水库加固应用中的防渗效果。
关键词：洋后水库；薄壁抓斗混凝土防渗墙；粘土心墙土石混合坝；防渗效果
中图分类号：TV698．2 文献标识码：B 文章编号：1002—3011(2015)03—0053—03
1 水库工程概况
洋后水库位于福建省建瓯市玉山镇洋后村，是
建溪支流小桥溪流域的龙头水库，总库容4 685万
m
。
，是一座集防洪、灌溉、供水、发电、养殖等综
合利用于一体的中型水库，工程于1987年3月竣
工。大坝为粘土心墙土石混合坝，坝顶高程445．2
m，最大坝高39．5 m，坝长197 m；防渗粘土心墙
至坝顶，顶宽5 m，心墙上下游坡度均为1：0．5；坝
体上游坝壳采用级配块石，下游坝壳采用代替料和
石碴，坝体不同填筑料间铺设砂砾石反滤层；大坝
基础高程405．0 m，心墙底部设置混凝土截水墙一
道及帷幕灌浆一排。
2 加固前大坝渗流和稳定分析成果
通过地质勘查、分析，大坝心墙填筑土的干密
度平均值1．49 g／cm ，大坝填筑土的总体压密状态
尚可，大坝反滤层分层级配较好，运行以来未有失
效表征。加固前，经渗流计算，通过坝体的渗流坡
降在正常蓄水位、设计洪水位、校核洪水位工况下
分别为2．90、3．09、3．26，均小于[．，] =4～6
(取设反滤层后的粘性土和壤土的允许水力坡降
值)，满足规范要求。经坝坡稳定计算，除工况为
设计洪水时(上游库水位为设计洪水位442．41 m，
下游水位为410．55 m)，大坝下游坝坡的稳定不能
满足要求外，其余工况坝坡稳定均能满足规范要求。
大坝心墙填筑土约50％的试验渗透系数大于1×
10～cm／s，不满足防渗标准，存在安全隐患。
为保障大坝工程长期安全运行，大坝心墙需要
进行防渗加固处理。河床部分基岩透水率较小，但
两岸坝基和坝肩的透水率大，左右岸原有防渗帷幕
效果较差，大坝两岸坝基和坝肩需要补充帷幕灌浆，
确保灌浆的范围和深度满足防渗要求。
各土层特性见表1。
表1 大坝工程地质勘察综合成果
收稿日期：2015—09—10
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2015年第3期
3 薄壁抓斗混凝土防渗墙设计
洋后水库坝体防渗设计采用薄壁抓斗混凝土防
渗墙，大坝两岸坝基和坝肩进行帷幕灌浆，形成大
坝垂直防渗幕墙。
混凝土防渗墙布置在坝轴线上游1m处，全长
199．50 m，左岸至C15 昆凝土刺墙止，桩号0+
196．50，右岸至溢洪道钢筋混凝土闸墙，桩号0—
003．O0。墙体厚0．6 m，顶高程442．00 m，河床段
基岩面高程405．00 m，防渗墙深入强风化基岩不小
于0．5 m。防渗墙顶部浇筑C20钢筋混凝土盖帽梁
至坝顶路面，以满足防渗体顶部不低于校核洪水位
的要求。防渗墙与左岸坝肩的结合采用常规C15混
凝土刺墙，即槽挖浇筑常规C15混凝土刺墙伸人左
岸山体后覆盖回填，墙厚1．0 m，深入强风化基岩
1．0 m，长10．0 m。原溢洪道闸墙设有钢筋混凝土
刺墙伸人大坝，结合处未出现渗漏现象，因此混凝
土防渗墙可与右岸溢洪道原有钢筋混凝土刺墙相
结合。
为形成连续的整体防渗幕墙，帷幕灌浆沿坝轴
线布置，左岸从桩号0+116．00延伸至C15混凝土
刺墙底部，桩号0+206．50，右岸从桩号0+025．00
延伸至正常蓄水位与相对隔水层线相交处，桩号0
— 042．00。帷幕灌浆为单排布孔，孔距2．0 m，深
入相对不透水层3～5 m，灌浆深度3～23 m，灌浆
压力0．5～1．0 MPa。墙体材料采用C15低弹模塑性
混凝土，二级配，抗压强度≥5 MPa，弹性模量≥
3 000 MPa，抗拉强度≥0．7 MPa，渗透系数小于1
X 10～ cm／s。
4 薄壁抓斗混凝土防渗墙施工
洋后水库防渗墙设计厚0．6 m，成墙最大深38
m，施工采用薄壁抓斗成墙工艺。根据设备施工要
求及现场施工条件，施工主要步骤如下：
(1)施工平台准备。水库坝顶宽6 m，不满足
施工要求，需开挖高程至442．O0 m，形成宽15 m
的施工平台，以满足设备布置及交通要求。
(2)导墙施工及槽段划分。本工程采用“倒
L”形断面C20钢筋混凝土施工导墙，高1．2 111，上
底宽0．8 m，下底宽0．3 m，两导墙间距0．6 m。导
墙形成后即进行槽孔划分，每槽段标准长6 m。
(3)造孔。采用BH 一12型液压抓斗机、YJB
一1200液压拔管机造孔。施工时，将防渗墙划分为
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I、II期槽段，分两期挖槽浇筑混凝土，采用跳孑L法
施工，即先进行I期槽孔的造孔和混凝土浇筑，然
后进行II期槽孔的造孔和混凝土浇筑。抓斗抓挖作
业时，采用膨润土护壁，抓斗抓挖的弃料直接装入
自卸汽车运至指定弃料场。
(4)混凝土浇筑。防渗墙材料采用掺人膨润土
的普通混凝土，水泥选用P．032．5普通硅酸盐水泥，
膨润土采用1级优质钠基膨润土，骨料采用河砂及
人工碎石，最大粒径不大于20 mm，外加剂为CSP
一2减水剂。防渗墙采用直升式导管法进行泥浆下
}昆凝土浇筑，导管的连接和密封必须可靠。浇筑时
导管埋人混凝土深度不小于1．0 m，保持混凝土均
匀上升，上升速度不小于2 m／h。浇筑过程中，应
保证连续供料，不得间断。
(5)墙段连接。为保证墙段连接质量，采用
“接头管法”进行墙段连接施工。即在一期槽孑L浇
筑前，于槽两端下设 600 mm钢管，待混凝土初凝
后，按一定速度将其拔起，形成接头孔。二期槽孔
浇筑混凝土时，接头孔靠一期槽孔的侧壁形成圆弧
形接头，墙段形成有效连接。
5 防渗墙质量检测及防渗效果分析
5．1 防渗墙施工质量检测
防渗墙施工完成后进行质量检测，结果如下：
(1)现场挖坑检查，坑深3 m，长约3—4 m。
经观察认为，该处混凝土墙体成型较好，墙面基本
平顺，混凝土本身胶结密实，混凝土作业段问墙体
结合平顺，混凝土与坝土胶结良好。
(2)防渗墙钻3个孔取芯，所取岩邕：呈长柱
状，少量为短柱状，岩芯断口新鲜，基本属于钻探
时的机械破碎。从岩芯断面看，混凝土防渗墙含砾
石约10％～20％，其余为砂及水泥；两个钻孔所取
岩芯外表完整光滑，基本未见空洞及麻面。钻探过
程中未发生孔内漏水或钻探回水异常。表明混凝土
防渗墙连续性良好，无破碎带及软弱带。
(3)所取的三个岩芯分别