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[摘要]：随着水库工程混凝土防渗墙施工机械化和工艺技术的进一步发展完善，塑性混凝土防渗墙施工技术在水库大坝防渗工程中得到广泛推广应用，尤其在中小型水库大坝除险加固工程中取得了较好的防渗效果。
[关键词]：水库工程 塑性混凝土 施工技术 要点
一、工程简介
该水库修建于20世纪70年代中期，其坝址以上控制流域面积为51Km2，坝址上游约3.8Km处发育20眼泉，全年清水流量约59万m3该水库总库容为572万m3是一座以防洪为主，并兼顾农业灌溉城市供水等功能的小型水库。该水库主要为库区下游3个乡镇、22个村庄、38家企业、40所中小学校提供防洪安全保证。并为城镇7.35万人口，10万牲畜提供饮用水和800hm2耕地提供灌溉用水。该水库枢纽工程主要由大坝、泄洪排沙洞、溢洪道、泄洪输水洞、以及坝后式电站等五部分共同组成，其中泄水及输水建筑物均分布在大坝左岸。水库挡水建筑物大坝为均质土坝，原设计采用水中倒土施工技术，后结合工程实际情况采用水力冲填施工技术，最大坝高为33.6m，坝顶高程为1031.6m，防浪墙顶高程为1032.9m，坝顶长度为863m，坝顶宽为10m。经过近40年的运行，加上当时建设技术条件和设计理念等因素的制约，水库大坝两端与坝肩接触带坡度较陡，其左端部下游存在阴湿，沼泽渗水，塌陷等问题，右端部存在坝体裂缝、沉陷等问题、坝基存在渗漏等问题。尤其在汛期高水位、大坝下游坝坡极易产生渗水、管涌等险情，且呈现加重趋势，直接威胁到大坝的日常安全稳定运行。根据水利部《水库大坝安全鉴定办法》相关规定，鉴定该坝属于存在较严重渗流破坏的三类坝，需要采取相应的除险加固措施，确保水库的安全运行。
二、水库塑性混凝土防渗墙处理方案
根据大坝现状渗漏特征及大坝坝基地质条件，设计坝体采用垂直塑性混凝土防渗墙进行防渗处理，防渗墙布置范围为左岸0-005.2～0+064.8，长70m;右岸0+239.0～0+330.0，长91m。防渗墙墙顶高程为1031.3m，比坝顶低0.5m。两岸的混凝土防渗墙底深入基岩1.0m，防渗墙墙厚0.8m，塑性混凝土防渗墙轴线与大坝坝轴线相重合。主要设计指标为抗渗等级大于W6（S6）;28d抗压强度1.0～2.5MPa;弹性模量小于500Mpa;相对渗透系数小于1×10-6cm/s。
三、塑性混凝土防渗墙施工
3.1施工准备工作
导向槽沿防渗墙轴线设在槽孔上方，由上下两排钢筋混凝土导墙组成，其槽口宽度为90～95cm略大于防渗墙设计厚度，导墙深度为1.5m。施工平台主要由钻机工作平台、倒浆平台、排浆沟等单元组成，其中倒浆平台布设在防渗墙下游侧，其坡度为2%～3%，采用C20混凝土进行现场浇筑。倒浆平台宽为1.8m，厚度为20m，且向排浆沟形成一定坡面，坡比设置为1：5。在倒浆平台下游沿防渗墙轴线方向布设一纵向排浆沟，排浆沟采用人工开挖沟槽、砂浆抹面的施工方法，其沟宽为0.6m，深0.4m，坡度为1%。在防渗墙上游侧沿防渗墙轴线布设钻机行走轨道平台。其宽为8.5m采用枕木铺设道轨，即沿防渗墙轴线方向平行敷设3道卧木，在轨道上安装钻机平台车。另外，泥浆系统、混凝土搅拌系统、供水系统等，均布设在大坝混凝土防渗墙施工现场，且将泥浆系统和供水系统布设在地势较高的地方，以便利用重力自流降低施工成本。
3.2造孔成槽
在充分考虑水库的地质条件、开挖深度、开挖宽度、钻机类型等因素的基础上，决定采用“两钻一劈”造孔工艺，钻孔设备选用CZ-30型钢丝绳冲击钻机。该水库大坝塑性混凝土防渗墙全长158m，槽孔间距按照8m进行划分，共需造20个孔。主孔宽为0.8m，副孔宽为1.2m。造孔顺序按“先打主孔再劈副孔”即按一期槽和二期槽分段施工。造孔施工过程中，孔内泥浆面应保持在距导向墙顶面30～50cm范围内。开挖区固壁泥浆直接在槽孔内制浆，填筑区固壁泥浆则采用膨润土和黏土混合制浆。施工中要求槽孔应保持平整垂直，孔位允许偏差应控制在3cm以下，两端主孔孔斜率应控制在3‰以内，其余槽孔孔斜率应控制在4‰以内，一期槽和二期槽孔接头套接孔的两次孔位允许偏差应控制在30cm以内，槽孔进入基岩的嵌入深度须不小于1.0m。
3.3泥浆固壁
泥浆在大坝塑性混凝土防渗墙施工工艺中，具有浮渣、固壁护壁、冷却钻头等功能，其泥浆制浆质量对槽孔施工质量具有非常重要的作用。按照DL/T5125-2001《水电水利岩土工程施工及岩体测试造孔规程》规范要求，该水库大坝塑性混凝土防渗墙的泥浆质量控制指标为泥浆密度1.1～1.2g/cm3，黏度18～25s，含砂量小于5%。造孔全过程中孔内泥浆面始终保持在距导向墙顶面30～50cm范围内，以防出现塌孔等质量问题。
3.4槽孔验收
槽孔造孔按照相关技术规范及设计要求完成后，应立即进行槽孔验收，主要检查槽孔孔深、孔斜墙厚、接头孔套接度等是否满足相关技术指标要求，其中，在现场采用测绳实测法探测孔深;采用重锤法测量槽孔是否存在孔斜;对于存在偏差的槽孔，应采用钻机钻头下至孔底，每2m测钻头携带的钢丝绳距孔口的偏差度，进而统计出槽孔孔底偏差及孔斜率。
3.5泥浆置换及清孔
槽孔终孔验收合格后，应立即进行泥浆置换清孔施工。清孔过程中应采用抽筒抽渣和抽浓浆，且应不断向孔内补充清水，以确保槽孔内水面高度满足相关规范技术要求。清孔合格指标为：①孔底淤积厚度应控制在10cm以内;②泥浆比重应控制在1.1～1.2g/cm3范围内;③泥浆黏度应控制在18～25s范围内。④含砂量应控制在5%范围内。泥浆指标检测应从距孔底50～100cm范围内进行取样，并采用抽渣筒进行有效抽取。当槽孔清孔指标到达设计指标标准后，即在清孔合格后4h内必须进行混凝土浇筑施工，如超过4h则应重新进行清孔并待检测验收合格后方能进行混凝土浇筑施工。
3.6混凝土浇筑
（1）导管下设：导管使用前必须进行密闭性能检验，待检测合格后导管方能使用。导管下设过程中应采用冲击机进行吊装，即将导管先下设到槽孔孔底，然后再提升约15～25cm，固定导管并将皮球放置在导管内部。待导管安装完毕，装设好混凝土料斗，并采用竹道板盖好槽孔口，以放置混凝土在浇筑过程中从槽孔内进入到槽内，确保混凝土浇筑具有较高施工质量水平，同时也保证了现场的施工安全。
（2）混凝土浇筑：混凝土采用直升导管法进行浇筑，在混凝土浇筑前，先将导管内置入可浮起的隔离塞球，以确保混凝土浇筑质量。整个混凝土浇筑应连续作业，待导管满管后，将导管轻提20～30cm，把隔水球有效挤出到导管外，并立即将导管放至原深度，继续灌浇混凝土。在进行同一槽孔内混凝土浇筑时，混凝土面应保持均匀上升，且各控制点高差应有效控制在0.5m范围内，导管上升速度也应控制在2m/h内。
四、质量检查
该水库大坝塑性混凝土防渗墙质量检查，共分为中间产品动态检查和墙体施工质量检查两部分。其中，混凝土试块抗压强度共检测32组，检测结果为1.3～2.3Mpa;抗渗共检查8组，抗渗系数为0.23×10-6～0.87×10-6cm/s;弹性模量共检测8组，弹模值为370～460Mpa，均满足设计指标要求。墙体在成墙后28d进行了6个试验段钻孔注水试验，渗透系数试验结果为0.51×10-6～0.63×10-6cm/s，均符合设计要求。
五、结束语
塑性混凝土防渗墙在该水库大坝除险加固工程中的成功应用，对坝体的渗漏起到非常良好的防渗作用，其中，下游渗水量由加固前的5.22L/s有效减小到1.39L/s渗流量减少了74.63%，达到了预期防渗效果，大大提高了该水库运行的安全系数。从该实例应用效果证明。塑性混凝土防渗墙技术在中小型水库除险加固中的应用是可行的、高效的、施工质量完全满足设计及相关技术规范要求，具有非常好的应用推广价值。
[关键词]：水库工程 塑性混凝土 施工技术 要点
一、工程简介
该水库修建于20世纪70年代中期，其坝址以上控制流域面积为51Km2，坝址上游约3.8Km处发育20眼泉，全年清水流量约59万m3该水库总库容为572万m3是一座以防洪为主，并兼顾农业灌溉城市供水等功能的小型水库。该水库主要为库区下游3个乡镇、22个村庄、38家企业、40所中小学校提供防洪安全保证。并为城镇7.35万人口，10万牲畜提供饮用水和800hm2耕地提供灌溉用水。该水库枢纽工程主要由大坝、泄洪排沙洞、溢洪道、泄洪输水洞、以及坝后式电站等五部分共同组成，其中泄水及输水建筑物均分布在大坝左岸。水库挡水建筑物大坝为均质土坝，原设计采用水中倒土施工技术，后结合工程实际情况采用水力冲填施工技术，最大坝高为33.6m，坝顶高程为1031.6m，防浪墙顶高程为1032.9m，坝顶长度为863m，坝顶宽为10m。经过近40年的运行，加上当时建设技术条件和设计理念等因素的制约，水库大坝两端与坝肩接触带坡度较陡，其左端部下游存在阴湿，沼泽渗水，塌陷等问题，右端部存在坝体裂缝、沉陷等问题、坝基存在渗漏等问题。尤其在汛期高水位、大坝下游坝坡极易产生渗水、管涌等险情，且呈现加重趋势，直接威胁到大坝的日常安全稳定运行。根据水利部《水库大坝安全鉴定办法》相关规定，鉴定该坝属于存在较严重渗流破坏的三类坝，需要采取相应的除险加固措施，确保水库的安全运行。
二、水库塑性混凝土防渗墙处理方案
根据大坝现状渗漏特征及大坝坝基地质条件，设计坝体采用垂直塑性混凝土防渗墙进行防渗处理，防渗墙布置范围为左岸0-005.2～0+064.8，长70m;右岸0+239.0～0+330.0，长91m。防渗墙墙顶高程为1031.3m，比坝顶低0.5m。两岸的混凝土防渗墙底深入基岩1.0m，防渗墙墙厚0.8m，塑性混凝土防渗墙轴线与大坝坝轴线相重合。主要设计指标为抗渗等级大于W6（S6）;28d抗压强度1.0～2.5MPa;弹性模量小于500Mpa;相对渗透系数小于1×10-6cm/s。
三、塑性混凝土防渗墙施工
3.1施工准备工作
导向槽沿防渗墙轴线设在槽孔上方，由上下两排钢筋混凝土导墙组成，其槽口宽度为90～95cm略大于防渗墙设计厚度，导墙深度为1.5m。施工平台主要由钻机工作平台、倒浆平台、排浆沟等单元组成，其中倒浆平台布设在防渗墙下游侧，其坡度为2%～3%，采用C20混凝土进行现场浇筑。倒浆平台宽为1.8m，厚度为20m，且向排浆沟形成一定坡面，坡比设置为1：5。在倒浆平台下游沿防渗墙轴线方向布设一纵向排浆沟，排浆沟采用人工开挖沟槽、砂浆抹面的施工方法，其沟宽为0.6m，深0.4m，坡度为1%。在防渗墙上游侧沿防渗墙轴线布设钻机行走轨道平台。其宽为8.5m采用枕木铺设道轨，即沿防渗墙轴线方向平行敷设3道卧木，在轨道上安装钻机平台车。另外，泥浆系统、混凝土搅拌系统、供水系统等，均布设在大坝混凝土防渗墙施工现场，且将泥浆系统和供水系统布设在地势较高的地方，以便利用重力自流降低施工成本。
3.2造孔成槽
在充分考虑水库的地质条件、开挖深度、开挖宽度、钻机类型等因素的基础上，决定采用“两钻一劈”造孔工艺，钻孔设备选用CZ-30型钢丝绳冲击钻机。该水库大坝塑性混凝土防渗墙全长158m，槽孔间距按照8m进行划分，共需造20个孔。主孔宽为0.8m，副孔宽为1.2m。造孔顺序按“先打主孔再劈副孔”即按一期槽和二期槽分段施工。造孔施工过程中，孔内泥浆面应保持在距导向墙顶面30～50cm范围内。开挖区固壁泥浆直接在槽孔内制浆，填筑区固壁泥浆则采用膨润土和黏土混合制浆。施工中要求槽孔应保持平整垂直，孔位允许偏差应控制在3cm以下，两端主孔孔斜率应控制在3‰以内，其余槽孔孔斜率应控制在4‰以内，一期槽和二期槽孔接头套接孔的两次孔位允许偏差应控制在30cm以内，槽孔进入基岩的嵌入深度须不小于1.0m。
3.3泥浆固壁
泥浆在大坝塑性混凝土防渗墙施工工艺中，具有浮渣、固壁护壁、冷却钻头等功能，其泥浆制浆质量对槽孔施工质量具有非常重要的作用。按照DL/T5125-2001《水电水利岩土工程施工及岩体测试造孔规程》规范要求，该水库大坝塑性混凝土防渗墙的泥浆质量控制指标为泥浆密度1.1～1.2g/cm3，黏度18～25s，含砂量小于5%。造孔全过程中孔内泥浆面始终保持在距导向墙顶面30～50cm范围内，以防出现塌孔等质量问题。
3.4槽孔验收
槽孔造孔按照相关技术规范及设计要求完成后，应立即进行槽孔验收，主要检查槽孔孔深、孔斜墙厚、接头孔套接度等是否满足相关技术指标要求，其中，在现场采用测绳实测法探测孔深;采用重锤法测量槽孔是否存在孔斜;对于存在偏差的槽孔，应采用钻机钻头下至孔底，每2m测钻头携带的钢丝绳距孔口的偏差度，进而统计出槽孔孔底偏差及孔斜率。
3.5泥浆置换及清孔
槽孔终孔验收合格后，应立即进行泥浆置换清孔施工。清孔过程中应采用抽筒抽渣和抽浓浆，且应不断向孔内补充清水，以确保槽孔内水面高度满足相关规范技术要求。清孔合格指标为：①孔底淤积厚度应控制在10cm以内;②泥浆比重应控制在1.1～1.2g/cm3范围内;③泥浆黏度应控制在18～25s范围内。④含砂量应控制在5%范围内。泥浆指标检测应从距孔底50～100cm范围内进行取样，并采用抽渣筒进行有效抽取。当槽孔清孔指标到达设计指标标准后，即在清孔合格后4h内必须进行混凝土浇筑施工，如超过4h则应重新进行清孔并待检测验收合格后方能进行混凝土浇筑施工。
3.6混凝土浇筑
（1）导管下设：导管使用前必须进行密闭性能检验，待检测合格后导管方能使用。导管下设过程中应采用冲击机进行吊装，即将导管先下设到槽孔孔底，然后再提升约15～25cm，固定导管并将皮球放置在导管内部。待导管安装完毕，装设好混凝土料斗，并采用竹道板盖好槽孔口，以放置混凝土在浇筑过程中从槽孔内进入到槽内，确保混凝土浇筑具有较高施工质量水平，同时也保证了现场的施工安全。
（2）混凝土浇筑：混凝土采用直升导管法进行浇筑，在混凝土浇筑前，先将导管内置入可浮起的隔离塞球，以确保混凝土浇筑质量。整个混凝土浇筑应连续作业，待导管满管后，将导管轻提20～30cm，把隔水球有效挤出到导管外，并立即将导管放至原深度，继续灌浇混凝土。在进行同一槽孔内混凝土浇筑时，混凝土面应保持均匀上升，且各控制点高差应有效控制在0.5m范围内，导管上升速度也应控制在2m/h内。
四、质量检查
该水库大坝塑性混凝土防渗墙质量检查，共分为中间产品动态检查和墙体施工质量检查两部分。其中，混凝土试块抗压强度共检测32组，检测结果为1.3～2.3Mpa;抗渗共检查8组，抗渗系数为0.23×10-6～0.87×10-6cm/s;弹性模量共检测8组，弹模值为370～460Mpa，均满足设计指标要求。墙体在成墙后28d进行了6个试验段钻孔注水试验，渗透系数试验结果为0.51×10-6～0.63×10-6cm/s，均符合设计要求。
五、结束语
塑性混凝土防渗墙在该水库大坝除险加固工程中的成功应用，对坝体的渗漏起到非常良好的防渗作用，其中，下游渗水量由加固前的5.22L/s有效减小到1.39L/s渗流量减少了74.63%，达到了预期防渗效果，大大提高了该水库运行的安全系数。从该实例应用效果证明。塑性混凝土防渗墙技术在中小型水库除险加固中的应用是可行的、高效的、施工质量完全满足设计及相关技术规范要求，具有非常好的应用推广价值。