水库工程的防渗漏施工技术探讨

摘要：文章简述了水库工程渗漏的类型及原因，并结合工程实例，分析了塑性混凝土防渗墙的施工技术及要点。 关键词：水库；渗漏；塑性混凝土防渗墙 中图分类号：tv697 文献标识码：a 文章编号：

目前，我国大部分水库经过几十年的运行，许多隐患逐渐暴露，工程病险问题十分突出。导致了水库防洪标准低、工程质量差、病险隐患多等不利局面，其中水库渗漏就是水库工程经常发生的病害之一。如果水库工程中出现了严重的渗漏问题，就会严重影响水库的效益，使其产生一定的变形，甚至由于下游地下水位的抬升，淹没建筑物，给附近居民的生命和财产带来严重的威胁。因此，水库的防渗漏就显得尤为重要了。 一、水库工程渗漏的类型及原因分析 （一）坝基渗漏

水库蓄水之后，水库中的水通过坝基的渗水层溢出。产生坝基渗水的原因有：①没有对坝基的渗水层采取有效的防护措施，在制定防护措施时，还要保证其满足相应的抗渗要求；②没有控制好施工质量，导致渗漏；③没有对岩基层带来的破坏进行相应的处理，导致渗漏；④没有对建好的工程进行有效的管理和养护，导致渗漏。 （二）坝体渗漏

坝体渗漏是指水库蓄满水之后，水从坝身溢出。产生坝体渗漏的主要原因有：①对土坝的坝体没有进行合理的设计，在坝后没有相

应的排水设施；②在分段施工时，如果上升速度不一致，结合的部位容易出现松土带；③在冬季施工中，如果没有将冻土清理干净，填在坝内的话，就容易导致渗漏；④土料中如果含有大量的杂草树根，在腐烂后就会出现空隙，可能导致渗漏；⑤碾压的压实度没有达到规范和设计要求，从而发生渗漏。 （三）绕坝渗漏

绕坝渗漏就是水库在蓄满水以后，水通过坝段的岩石裂缝从下游的岸坡溢出。出现绕坝渗漏的主要原因有：①岩石破碎和断层等通过土坝两端连接的岸坡发生渗漏；②岸坡的天然植被被破坏，根系腐烂产生洞穴发生渗漏。 （四）接触渗漏

水库在蓄满水之后，水库中的水通过坝体的一些接触面渗出，出现接触渗漏的主要原因有：①没有清理好基础，没有做好结合槽；②土坝的两端和山体的结合面过陡，没有采取防渗措施；③对一些接触点处理的不好，没有采取相应的防渗措施。 二、水库防渗漏技术

某水库，总库容206.6万m3，兴利库容168.7万m3，调洪库容26.9万m3，死库容0.5万m3。经过多年的运行，坝面有多个集中漏水点，浸润出滋点位置较高，大坝存在着严重的渗漏问题，下游坡渗漏潮湿面积达1590m2，渗流安全和大坝抗震安全评价为c级。 （一）施工方案

在确定防渗墙的施工方法时，在充分考虑地层条件施工效率等因

素下，并根据本工程地质条件，确定采用塑性混凝土防渗墙施工方案。

（二）工艺原理

这一技术的主要原理如下：首先，对专用的机具进行有效的使用，通过它来建造出一系列的槽型孔，建造槽型孔的位置主要是已经建造好的坝体之上以及覆盖层透水的地基之中。在这一工作完成之后，运用泥浆对其进行一定程度上的固壁。除此之外，还需要对高压泵进行有效的利用，使其将相应的泥浆压入到槽型孔的孔底。然后使其携带岩渣，并从孔底回流到地面。当泥浆彻底回流到地面之后，运用直升导管，进行混凝土浇筑工作。这样一来，就形成了一个具有一定连续性的混凝土墙，可有效的防止渗漏现象的发生。将混凝土之中的大部分水泥运用黏土以及膨润土进行替代，就形成了相应的塑性混凝土，它是目前状况下较为先进的一种柔性工程材料。

（三）施工准备

（1）施工导墙：根据大坝自身特点在不破坏坝体的前提条件下，只能在8m宽的坝顶布置满足钻机施工所需施工平台，在坝轴线上游侧0.5m修建矩形断面钢筋混凝土导向槽，导墙混凝土强度为c20，断面尺寸为0.3×1.2m，布置6根φ14mm的钢筋，两导墙间距0.6m。 （2）先导孔施工：在塑性混凝土防渗墙施工前需进行地质补勘工作，沿塑性混凝土防渗墙轴线每隔20m左右布设一个先导；根据钻孔取芯要求先导孔孔径范围为76-110mm；混凝土防渗墙先导孔深

度超过混凝土防渗墙设计深度5.0m，当超深5.0m仍未达到混凝土防渗墙体要求伸入的地层条件时，须继续钻进5.0m，此时仍达不到要求时，根据现场监理的指示处置；在地下水位以上的软土地层，采用干法钻进；在饱和地层中钻进时，采用膨润土泥浆护壁；对芯样进行编录，详细分析混凝土防渗墙槽位的地质条件，查明槽段地层分布特征、建基面高程、砂卵层粒径和地层渗漏情况等。 （四）槽段划分

本工程塑性混凝土防渗墙划分为18槽段施工，每个槽孔长度为6.4m。一、二期槽孔相间布置，先施工一期槽孔，后施工二期槽。每个槽孔划分为7个主孔和6个副孔，主孔长40cm，副孔长60cm。 （五）护壁

根据本工程的特点，护壁采用的是膨润土泥浆护壁。制浆设备系统为：泥浆池容量为40m3，泥浆拌和机2台，容量分别为0．3m3和0．4m3。泥浆配合比为每立方米泥浆：水为1000kg，膨润土为100kg，na2c03为3kg。采用泥浆比重秤，粘度计、马氏漏斗进行泥浆三项指标的检测。根据不同地质条件及时调整泥浆配合比，泥浆比重为1．1～1．2g/cm3。 （六）成槽施工

本工程采用“钻劈法”进行成槽施工，共投入4台cz一30型钢丝绳冲击钻机，开孔钻头直径大于40cm。各槽段先施工主孔，孔深接近基岩面时开始取样，根据岩样的性质和含量鉴定基岩面埋深，并确定终孔深度。造孔过程中保持固壁泥浆面在导墙顶面以下

30~50cm，及时清理废水、废浆、废渣。墙段连接采用钻凿法，二期槽段施工时在一期槽段两端各套打一钻，严格控制接头孔的孔斜率，保证墙段的搭接厚度不小于40cm。因坝体中部有输水底孔，必须等新输水涵洞建成后才能进行封堵。故防渗墙的合龙段布置在6号槽段，该槽段最后进行施工。造孔质量控制标准如下：防渗墙的孔位偏差不大于30mm；钻孔孔斜不大于0.4%；接头孔的两次孔位中心在任一深度的偏差值不得大于设计墙厚的1/3；终孔入岩深度不小于2m；不存在梅花孔和小墙。 （七）清孔换浆

造孔结束后，应对造孔质量进行全面检查。经检查合格方可进行清孔换浆。本工程清孔换浆采用抓斗法进行清孔，用成槽机抓斗对每个单孔进行反复抓取并换浆，直至孔底淤积厚度满足要求。清孔换浆结束后1h，根据规范规定应达到下列清孔标准：槽孔底淤积厚度＜10cm；孔内泥浆的密度＜1.1g/cm3，粘度不大于30s，含砂量不大于10%。本工程清孔后1h的泥浆密度、含砂量、粘度等各项指标均在规范要求范围内。二期槽孔清孔换浆结束前，清除接头混凝土孔壁上的泥皮，用钢丝刷子钻头进行分段刷洗，并用成槽机抓斗捞取刷壁时掉落在孔底的泥渣。刷洗的合格标准是：刷子钻头上基本不带泥屑，孔底淤积不再增加。清孔合格后，于4h内开浇混凝土。

（八）水下混凝土浇筑

混凝土入槽采用水下直升导管法浇筑。导管开浇顺序为自低处至

高处，导管距孔底15-25cm左右，采用压球法开浇。

（1）下设混凝土浇筑导管：清孔换浆结束后，下设混凝土浇筑导管，导管内径为200mm。ⅰ、ⅱ期槽段长度都为6.5m，都下设3套导管，两侧导管距槽,1-1.5m；同时，槽段内导管间距不大于3.5m。导管底部距槽孔底板不大于25cm，当槽底高差大于25cm时将导管置于控制范围的最低处。浇筑前导管内置入可浮起的隔离塞球，灌注时先注入水泥砂浆，随即注入足够的混凝土，挤出塞球并埋住导管底端，避免混凝土与泥浆混合。

（2）浇筑混凝土施工记录：浇筑过程中每30min测量一次混凝土面，每2h测量一次导管内混凝土面，根据混凝土面上升情况，决定导管的提升长度。导管在混凝土内的埋深控制在1.0-6.0m,在保证埋深的前提下，随着混凝土面的上升，用吊车提升导管，并将顶部的部分导管拆除。槽孔内混凝土面上升至槽口时，采用泥浆泵抽出浓浆，并提升导管，减小埋深，增加混凝土的冲击力，直至混凝土顶面超出设计墙顶标高0.5，即可停止浇筑，拔出导管。 （九）槽段连接

本工程采用钻凿法进行接头连接，即一期槽段浇筑完毕12h后，视混凝土强度进行二期槽段造孔时，将一期槽段混凝土套抓35cm，以保证接头质量。钻完孔后，需用专用的机具将其两端一期槽(或圆桩)混凝土上所附泥皮及地层残留物全部清除。 （十）特殊情况及处理

（1）导墙地基变形或底部坍塌问题的处理办法：对导墙进行对

撑加固，改善导槽内固壁泥浆的性能，并对变形槽孔进行分段施工。 （2）由于大坝原夯填土密实度不够，土质松散，土层间存在着较多的渗透通道和洞穴造成泥浆漏浆和土方塌方的处理办法：当漏浆量较小时，采用加大泥浆浓度，并不断补充槽孔内流失泥浆和强行进行下挖，最终成槽浇筑；当漏浆量较大时，立即停止下挖，回填粘土捣实堵漏，待泥浆面不再下沉后继续施工。

（3）大坝土体不均匀造成孔位倾斜的处理办法：造槽机施工中通过电子对中仪器调整孔位偏差。当偏差过大无法靠机械自身调偏时，立即停止施工，并往孔内回填粘土或水泥土捣实，之后再从上部慢慢调整。

（4）由于混凝土浇筑时间间隔较长等原因造成堵管的处理办法：混凝土浇筑过程中堵管时可上下反复抽动导管，或在导管埋深允许的高度内抽动导管，利用混凝土自重压力，使混凝土流出；当此种方法无效时，可重新布设一套导管导，管底口插入混凝土内，为防止泥浆混入混凝土，用小抽筒抽吸导管内的泥浆直至抽出混凝土为止。此时泥浆已抽吸干净，重新浇筑混凝土，然后把堵管的导管抽离槽孔。 参考文献：

【1】赵静怡，孙丽芳，莫振伟.塑性混凝土防渗墙在彰武水库除险加固工程中的应用.河南水利与南水北调，2010（9x） 【2】李石华.塑性混凝土防渗墙在水库大坝除险加固中的应用.大科技：科技天地，2011（18）.