薄型抓斗法塑性混凝土防渗墙在黄仁水库的应用

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发布时间：2021-09-06

资料介绍

薄型抓斗法塑性混凝土防渗墙在黄仁水库的应用
杨玉花
(山东省临沂市水利勘测设计院，山东临沂276000)
摘要：薄型抓斗法性混凝土防渗墙塑施工技术近年来发展很快，应用较广，已被广泛应用于病险水库防渗加固，并取
得较好的防渗效果。结合塑性混凝土防渗墙在黄仁水库坝体防渗加固处理中的应用，介绍了液压抓斗法混凝土防
渗墙的施工技术要点及注意事项。
关键词：塑性混凝土；防渗墙；薄型抓斗
中图分类号：TV543 ．83 文献标识码：B 文章编号：1672—1683(2011)001—0122—03
Thin Grab Law Quaking Concrete Cut-off Wall in Huang Ren Reservoir Application
YANG Yu—hua
(Linyi Survey and Design Institute 0 Water Conservancy，Linyi 27600，China)
Abstract：As the development of construction technology of the thin grab quaking concrete impervious core in recent years，the method has been
widely applied in reinforcement of reservoirs with good impervious effects．Combined with engineering practice，this paper introduces the quaking
concrete impervious core in the dam reinforcement treatment of the Huangren reservoir，and the key issues needing attention during construe
tion．
Key words：quaking concrete；impervious core；thin grab
液压抓斗成槽浇筑塑性混凝土防渗墙施工技术近年来
发展很快，由于此项技术可以适应复杂的工程地质条件，可
在坚硬的土壤与砂砾石中成槽，成槽深度可达60 m。塑性
混凝土防渗墙具有工程造价低、施工进度快、适于变形及防
渗效果佳等优点，已在病险水库防渗加固工程中得到了广
泛应用，以下对塑性混凝土防渗墙在黄仁水库加固中的运
用进行介绍，本工程的施工经验对同类工程施工具有一定
借鉴作用。
1 工程概况及处理方案
1．1 水库工程概况
黄仁水库位下蒙阴县垛庄镇西山角村村南，系淮河流域
沂河水系蒙河支流黄仁河上的一座中型水库，是一座以防洪
为主，结合农田灌溉、淡水养殖等综合利用的水利工程。黄
水库建成于1971年6月，控制流域面积30．4 km ，设计标
准为100年一遇，校核标准为1 000年一遇，总库容为1 332
万m。。大坝为均质土坝，坝顶高程为170．8 m，最大坝高为
18．23 nl，坝顶宽5 m，坝长为536 m。水库在经多年运行后。
大坝存在坝坡稳定、坝体渗漏和坝肩绕坝渗漏等问题，严重
影响大坝安全运行。
1．2 大坝工程地质条件
大坝填筑质量差，填筑土料以壤土和砂壤土为主，局部
为粉土质砾砂，土质较为杂乱，含砂量偏大，压实度为0．71～
0．93，全部小于0．96，渗透系数为1．72×10 ～3．16×1O
cm／s，具中等透水性。坝基覆盖层自上而下分别为壤土、砾
质粗砂、中细砂，覆盖层最大厚度约为4．2 m，下伏为寒武系
砂质页岩及元古代傲徕山超单元二长花岗岩，强风化层厚
2．8～9．0 m，透水率为0．22~44 Lu，一般具微透水性。大坝
安全鉴定结论意见要求对坝体进行防渗加固处理。
1．3 处理方案
大坝坝体防渗加固处理经分析论证选用了垂直防渗这
个方案，根据这个方案，又对常用的高压喷射灌浆、多头小直
径深层搅拌桩和塑性混凝土防渗墙等子方案作了进一步技
术、经济比较，认为混凝土防渗墙与高压喷射灌浆和多头小
直径深层搅拌桩相比，塑性混凝土防渗墙较为可靠，且混凝
土防渗墙经过几十年的发展，施工技术较为成熟，质量较易
保证。
根据水库地质地形条件及水库防渗要求，拟对大坝桩号
O+O27～O+522坝段坝体进行防渗处理，截渗墙轴线与坝顶
防浪墙中心线重合，防渗墙底部深入弱风化基岩1．0 1"I1，顶
部伸人防浪墙基础底。经分析计算确定防渗墙厚30 cm，混
凝土设计指标为：渗透系数k≤1．0×10 cIn／s；抗压强度
2．5 MPa≤R28 d≤4 MPa；弹性变形模量300 MPa≤E28 d
≤1 000 MPa；允许渗透比降．，≥8O。
收稿日期：2010 08 24 修回日期：2010 ll 12
作者简介：杨玉花(1974)，女，山东临沂人，工程师，从事水工结构设计研究工作。
· 122 · 工程技术
杨玉花·薄型抓斗法塑性混凝土防渗墙在黄仁水库的应用
2 混凝土防渗墙成墙技术要点
2．1 施工准备
根据施工现场、防渗墙顶高程及施工机械设备施工要
求，在防渗墙轴线下游侧设置抓斗施工平台，平台总宽
10 rn，上游台宽1．5 m，坝顶高程降低至169．8 m(防浪墙基
础底高程)，另外将降坝的土料填筑到坝体下游侧，以保证
抓斗施工平台的宽度。下游侧设置平行坝轴线的排渣排水
沟，断面尺寸30 cmX 50 cm，再按50 rn间距修建垂直防渗
墙轴线的排渣排水沟，将废渣、废水排至下游坝脚，所有废
渣运至弃渣场。
导墙是在地层表面沿防渗墙轴线方向设置的临时构筑
物，起着标定防渗墙位置、成槽导向、锁固槽口、保持泥浆液
面、槽孔上部孔壁保护、外部荷载支撑的作用。导向槽的稳
定是混凝土防渗墙安全施工的关键。本工程采用“L”型断面
少筋混凝土施工导墙，导墙混凝土强度等级为C20，断面尺
寸为0．3 mX0．8 m(宽×高)，两导墙间距0．4 rn，墙顶高于
施工场地10 cm以阻止地表水流入。导墙建在坚实的基础
上，导墙外侧填土夯实，夯实填土时，导墙问采用内支撑以防
导墙倾覆或位移。
2．2 抓斗造槽
本工程防渗墙成槽采用“抓取法”施工工艺，抓斗张
开2．8 m宽，每槽段划分3抓，按照施工顺序分别一次施
工至设计深度，底部强风化岩基部分施工也采用抓斗成
槽施工。
槽段划分时，应综合考虑地基的工程地质及水文地质条
件、施工部位、成槽方法、机具性能、成槽历时、混凝土供应强
度、墙体预留孔的位置、浇筑导管布置原则及墙体平面形状
等因素。本工程防渗墙划分为I序、Ⅱ序槽段，间隔布置，根
据设备及地质条件确定I序、Ⅱ序槽段开挖长度同为7．5
m，先施工I序槽段，后施工Ⅱ序槽段。每个槽段分为两个
主孔及一个副孔，即每槽段划分为3抓，先抓两端主孔，后抓
中间副孔，至终孔成槽。在导向槽上放样标识孑L位，将抓斗
对正孔位后进行垂直造孔。施工槽段从左到右抓取，施工槽
段成槽完工后，经监理确定岩层岩性，并最终确定该施工槽
段成槽深度。槽段划分示意图见图l。
接头孔接头孔接头孔接头孔
了——二面谣 ———_■—— 西话育——__—■——二面面百——丁、
L⋯⋯⋯ 1～1一一．L⋯⋯— ⋯一+L⋯⋯⋯三5m
图1 槽段划分示意图
2．3 护壁泥浆
护壁泥浆在施工中不仅直接影响施工进度和槽壁稳
定，并且在造孔成槽过程中起固壁、悬浮、携渣、冷却钻具和
润滑的作用，成墙后还可增加墙体的抗渗性能，根据本工程
地质特点，及混凝土防渗墙施工规范(DL／T5199～2004)，选
用优质膨润土泥浆固壁，设计为二级膨润土指标，分散剂采
用NazCO,3，增黏剂为CMC，试验确定的泥浆配合比及24 h
膨化后的泥浆性能指标分别见表1、表2。
表1 膨润土泥浆配合比
k
指标名称。漏度 ‘泥 H值
指标值 < l_25 32~6o <5O <6 7～12
新制泥浆经过24 h膨化后，利用供浆管输送至槽孔内
使用，成槽及槽段浇筑过程中回收的泥浆，经净化后可重复
使用。槽孔孔口泥浆面在成槽过程中保持在导向槽顶面以
下30~50 cm范围内。
2．4 防渗墙体浇筑
2．4．1 浇筑方法
混凝土防渗墙是在泥浆下浇筑混凝土，本工程是采用刚
性导管法进行墙壁体浇注，混凝土竖向顺导管下落，利用导
管隔离泥浆，使其不与混凝土接触，导管内混凝土依靠自重
压挤下部管口的混凝土，并在已灌入的混凝土体内流动、扩
散上升，最终置换出泥浆，保证混凝土的整体性。
2．4．2 浇筑材料
本工程防渗墙的墙体材料采用掺入膨润土的普通混凝
土，水泥选用“沂州”牌325号普通硅酸盐水泥；骨料采用河
砂及人工碎石，最大粒径不大于20 mini膨润土选用厂家生
产的2级钠基膨润土，200目筛余小于4 ；水取自水库；外
／J,N为YHN一1型减水剂。根据设计要求的性能指标，采用
当地原材料进行试验后确定的混凝土配合比见表3。
表3 混凝土原材料用量
kg／m0
2．4．3 清孔换浆
槽段终孔验收合格后进行清孔，清孔采用抓斗抓取淤
泥，利用下设潜水排污泵抽浆，并及时用新鲜泥浆补充。清
孔换浆结束1 h后，达到下列标准：① 孔底淤积厚度不大
于10 cm；② 泥浆参数为：槽内泥浆比重不大于1．15
g／cm。，黏度不大于30 S，含砂量不大于6 。清孔换浆工作
可以结束。
槽段清孔换浆结束前将钢丝刷子安装在抓斗斗体上，紧
贴I、Ⅱ期混凝土结合面，分段上下反复提动，达到刷子上不
带泥屑，孔底淤积不再增加，即接头面清洗合格。
2．4．4 槽段混凝土浇注
防渗墙采用直长升式导管法进行泥浆下的混凝土浇注，
导管内径为200 mm，导管间距不大于3．5 m，I期槽两侧导
管距槽端1～1．5 m，II期槽段由于套抓接头，两侧导管距孔
端1．0 m。该工程下设三套导管，接