塑性混凝土防渗墙在水库除险加固工程中的应用
塑性混凝土防渗墙在水库大坝除险加固中的应用
（作者单位：常德市水利局建设管理站）塑性混凝土防渗墙在水库大坝除险加固中的应用◎匡毅一、引言近年来，水库大坝除险加固中，塑性混凝土防渗墙的运用越加广泛。
与普通混凝土防渗墙相比，塑性混凝土防渗墙弹性模量和强度较低，抗变形能力较强，减少了周边沉降对墙体的破坏，且具有较强的防渗能力，还能减少水泥用量，降低工程造价，施工过程更为简易，加强相关研究具有重要意义。
二、塑性混凝土防渗墙概述塑性混凝土作为一种新型混凝土，主要是在传统的混凝土中添加了一定量的粘土和膨润土等材料，进而改善普通混凝土的性能，大幅提升混凝土的极限变形能力，实现防渗墙与周围土体材料之间的变形匹配性，提高防渗墙的耐久性。
同时，塑性混凝土还具有成本低，施工工艺简单的优势，因此在水利工程建设中得到日益广泛的应用。
塑性混凝土防渗墙可以弥补普通混凝土防渗墙的不足，其抗变形能力强，弹性模量低，能承受较大范围的墙体变形，降低应力，避免墙体损坏。
特别是在地震等自然灾害高发地区，塑性混凝土防渗墙可作为水利水电工程的永久性防渗结构。
目前，塑性混凝土防渗墙主要运用于大坝加固、水库除险、围堰施工等领域。
本文主要从水库大坝除险加固角度出发展开分析，浙江长潭水库、江西竹坑水库、辽宁大河水库、山东日照水库等水库均采用塑性混凝土防渗墙对大坝进行加固，并取得了很大的成功。
三、水库大坝除险加固中塑性混凝土防渗墙的应用下文围绕某水库大坝除险加固工程，详细探讨了塑性混凝土防渗墙的应用情况。
1.工程概况。
本文以某小（一）水利工程为例展开分析，此水库总库容达316.3万m 3，塑性混凝土心墙风化料坝，坝高最大48.5m。
此水库大坝地质复杂，裂隙较发育，坝址基岩板全～强风化为软质岩，填筑料采用的是全风化土料，渗透系数不满足防渗要求。
为实现大坝除险加固，经综合分析后决定采用塑性混凝土防渗墙进行防渗处理。
2.塑性混凝土防渗墙设计。
本项目混凝土防渗墙设计参数如下表1所示，采用混凝土强度等级C25、12号三级钢筋，间距、保护层分别为200mm、30mm。
塑性防渗墙在水库除险加固中的应用
塑性防渗墙在水库除险加固中的应用摘要：塑性混凝土防渗墙通过严格的材料选控，在高效地组织和精心施工下，有效解决了水库的防渗问题，也证实了塑性混凝土防渗墙这项技术的应用和发展前景，只要严格把控质量，塑性混凝土防渗墙将为水利工程创造更好的效益。
关键词：水利工程；混凝土防渗墙；应用分析1工艺流程施工准备（含建设施工平台、浇筑混凝土导墙、确定塑性混凝土配合比等）→安装钻机→对准孔位→冲击钻钻主孔→取芯确定基岩面位置→冲击钻继续钻进达到设计要求高程→验收（孔深、孔斜检测）→副孔钻孔及小墙处理→清孔换浆→混凝土灌注→接槽段处理→下一槽段施工。
2防渗墙施工方法2.1成槽方法防渗墙槽孔按照设计图纸要求分为两期槽孔，槽孔按间隔布置、依次按序施工，Ⅰ期槽孔先行施工，待相邻一期槽孔均完成后，Ⅱ期槽孔方可施工，使混凝土防渗墙成为连续墙而达到防渗要求。
槽段成槽使用CZ-30型冲击钻成孔，在钻孔时采用粘粒含量不小于45%的黏土加工的泥浆来护壁，护壁泥浆能稳定槽壁、提高冲孔速度、减少钻头磨损、保证混凝土质量；基岩段施工采用挂重锤的方法重凿穿越；成槽施工过程中均采用黏土泥浆固壁。
每个槽段长度为6m，共有主孔5个、副孔4个，主孔宽度为80cm，经钻主孔劈副孔成槽。
钻孔过程中，为确保钻孔、孔斜质量可靠，在主孔钻机对位、开孔、进钻、进入基岩取芯、终孔基岩鉴定、副孔钻机对位劈孔等操作中，必须严格按照施工规范要求进行。
在确定槽段终孔深度时，对比实际取样鉴定结果与设计深度相结合的方法进行。
在具体施工中，可呈设计基岩面以上1～2m开始采取岩样，经工程技术人员共同讨论分析以确定强弱风化层顶面、基岩面。
2.2清孔换浆清孔换浆使用3PNL型泥浆泵反复吸取不合格泥浆来完成清孔，先利用钻头将孔底淤积层持续不断的搅动，之后将排渣管安放至距离孔底30cm处，开启砂石泵吸走孔底含砾泥浆，然后注入新拌制的黏土泥浆，泥浆比重控制在1.1～1.2g/cm3，粘度控制在18-22s，含砂量不大于5%，将孔内不合格泥浆全部置换。
塑性混凝土防渗墙在水库大坝除险加固中的应用
１ 前 言
广 西 壮族 自治 区 的水库 大 坝大部 分 为土 坝 ，工 程多数 建 于二 十世 纪 ５ ～ ７ ０ Ｏ年 代 。受 当时 历 史 条 件 、经济基 础 和技 术水 平 的限制 ，有 些 工程规 划 设 计 不合 理 ，大 坝施 工 质 量 差 。大 坝 在 高 水 位 运 行 时 ，坝 体 出现裂 缝 ，甚 至潜 在滑 坡 ，致使 土 坝 的变 形 稳定 和渗 透稳 定 得不 到保 证 。为 了确保 水库 的 安 全 ，水库 管 理部 门 长期采 用 限制水 位 运行 ，致 使水
和 坝基 未建 有 完整 的 防渗体 系 ，使坝趾 下 基岩 的漏 水 通道保 留 下来 。对 于 大 中型 水 库 ，蓄水 运 行 后 ， 在 长期 高水 头 的压力 作用 下 ，漏水 量 大增 ，在 与大 坝 接触 面部 位发 生 冲蚀 破坏 ，危及 大 坝安 全 。
２ 土 坝 渗 漏成 因 分 析
许或 不能 放 空水库 进 行进行 处 理 ，因此 建造垂 直 连
作 者简 介 ：袁 国培 （９ ３ ） １ ６ 一 ，男 ，广 西 浦 北 人 ，高 级 工 程 师 。
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５ ・ ９
设 计 与 施 工
水 利 规 划 与 设 计
２１ ０ ０年 第 ４期
续 的防渗帷幕 ，使 帷幕 的厚度 和密实度 满足设 计提 出 的抗 渗坡 降要 求 ，是 土坝 防 渗 加 固最 有 效方 法 。 当前我 国建造 垂直 连续 的防渗帷幕 主要 有三 种工程
大坝 出现 的主要 问题 是 土坝 的变 形稳 定和 渗透
稳定 得不 到保 证 ，通 过对 多座 中型 水库 大 坝 的结构
安 全 复 核 和 地 质 勘 察 成 果 表 明 ，有 以 下 共 同 成 因 ：
浅析塑性混凝土防渗墙在水库除险加固工程中的应用
１ 工 程 概 况
水库枢纽工程 由大坝 、 溢洪道和输水涵洞等建筑物组成。下部 凝土浇筑 ２ ４ ｈ 后开始套打接头孔 。防渗墙造孔质量控制标准如下 ： 坝体为水力冲填土坝 ， 填筑高程为 １ ８ ３ ２ ． １ ４ ｍ， 上部 为后期采 用拖 拉 （ １ ） 孔位偏差不大于 ３ ０ ｍｍ； （ ２ ） 孔斜 率不大于 ０ ． ４ ％； （ ３ ） 孔 形 良好 ， 机碾压配合人工夯实方式填筑的均质土坝 。 竣工后 的大坝坝顶高程 不存在美化孔和小墙 ； （ ４ ）接头孔 的两次孑 Ｌ 位 中心在任一深度的偏 为１ ８ ４ ０ ． ２ ０ ｍ， 坝高 ３ ３ ． ３ ｍ， 坝顶宽 ５ ． ０ ｍ， 坝轴线长 １ ７ ３ ｍ； 控制径流面 差值不得 大于设计墙厚 的 １ ／ ３ 。清孔换浆采 用抽 筒法 ， 清孔结 束 １ ｈ 积２ ７ ． ９ ｋ ｍ ｚ ， 总库容为 １ ７ ６ 万 ｍ， ， 属于小型水库。 由于施工质量原 因 ， 后对 清孑 Ｌ 质量进行检验 ， 合格标 准为 ： 孔 底淤积厚度不 大于 １ ０ ｅ ａ； ｒ 竣工后坝体 、 坝基渗漏严重 ， 对大坝进行了防渗灌浆处理 ， 灌浆后效 槽 内泥浆 密度不大于 １ ． １ ５ ｍ ， 马 氏漏斗黏度为 ３ ２ ～ ５ ０ ｓ ， 含砂率不 果不 明显。 由于坝体及左岸绕坝渗漏加剧 ， 又对坝体及坝基采用高 大于 ６ ％， 取样位置距孑 Ｌ 底０ ． ５ ～ １ ． ０ ｍ。Ｉ Ｉ 期槽清孔换 浆结束 之前 ， 用 压摆喷灌浆进行了防渗处理 ， 但处理效果仍不理想 。 钢丝刷钻头清晰接头孔混凝土壁面上 的泥皮 。
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２ ４ ８ ・
工 程科技
塑性混凝土防渗墙在水库防渗加固中的应用
Ｊ ｐ —— 防渗 墙 的 允许 水 力梯 度 ，
我 已 建 大 部 分 塑 性 混 凝 土 防 渗 墙 的
土石 坝 防渗墙 开 槽施 Ｔ 丁艺主 要 锯 槽 法和挖 掘 法 。锯 槽 法主 要有 往 履 射流 式开 槽 、链 斗 式开 槽 、液压 式 开
分析计算 ，防渗墙最大深度 ２ １ ． ７ ｍ。
２ ． ２ 防渗墙厚 度确定 参 考 《塑性 混 凝 土 防渗 墙 》 ，根 据 防渗墙 破 坏时 的水 力梯 度 和安 全系 数来就算 防渗墙 的厚度 Ｂ，即
Ｂ＝ Ｈ／ Ｊ ｐ
导向槽 是在 地 层表 面沿 地 下 连继
防渗墙 轴线 方 向设 置 的临 时构筑 物 。
槽 ；挖 掘 法 主 要 有 冲击 钻 法 、 抓 斗法 、
允许水 力悌度 均小 于 ６ ０ ，参考水 库施 ｒ技 术水 平及 本Ｔ 程 安全运 行 ，本 丁
程取 ６ ０×７ ０ ％＝ ４ ２ ， 、
２ 防渗 墙 设 计
本］ ＿ 程 的主要 任 务是解 决水 Ｊ 芊 运行 中 现 的渗 漏 问题 ，使 得水 库 能
０ ＋ ０ ０ ０ ～ ０ ＋ １ ８ ０ ，防 渗 加 同 长 度 １ ８ ０ ｍ。
Ｓ：
（ ４ ） 渗透系数 Ｋ ２ ０≤ １ ． ０ ×１ ０ — ６ ｅ ｍ ／
（ ５ １ 粗骨料粒径 １ ０ ～ ３ ０ ａ ｒ ｍ。
１ 工 程 概 况
某水 库集雨 面积 ３ ． ９ ２ ｋ ｍ２ ，总库容 １ ７ ６万 ｍ ３ ，是 一 宗 以 防洪 、灌溉 、供 水 为 一体 的小 （ １） 型 水库。水 库大坝 为均质 土坝 ，最大坝高 ２ ０ ． ５ ｍ，坝顶离
浅谈塑性砼防渗墙在水库除险加固工程中的应用
加深 。 （ 要做到同层排水 ， ４） 卫生器具的排水 口应该在地面 以上 。 采用该方法 时 ，设计 时要采用相应 的卫生器具 ，例 如 ：大便 器 为挂式或后 出水式 。这种隐藏式 的不落地 的挂墙洁具 ，便 于清 洁卫生 间地 面 ，达到了卫生 、美观 、整洁 的要求 ；且水箱 与排
科 学之友
Ｆｉ ｄ ｆ ｃ ｎｅ ｍ ｔｕｓ ｒｎ ｉ ｃ ａｅ ｒ ｅ ｏＳ ｅ Ａ
２ １ 年 １月 ００ １
浅谈塑性砼 防渗墙在 水库 除险加 固工程 中的应用
王健 仲
（ 高要市新江 围工程管理处 ，广东 高要 ５ ６ ０ ） ２１０ 摘 要 ：近年 来，塑性砼 防渗墙在水库 除险加 固工程 中得到 了普遍 应用 ，它具有开挖 方 便 、防渗效果好等特点 。本 文通过塑性砼 防渗墙在 某水库 除险加 固工程 中的应用 ，阐述
了该 施 工 工 艺 的具 体 做 法和 质 量 检 测 要 求 。
关键词 ：塑性砼 防渗墙 ；水库 ；除险加 固；薄壁抓斗法
中图分 类 号 ：Ｔ ４ ． 文献 标识 码 ：Ａ 文 章 编号 ：１０ Ｖ５ ３８ ００—８ ３ ２ １ ） ３ ０ ２ ２ １６（ ０ ０ ３ —０ ７ —０
３ 施工 工 艺及特 点
３ １ 薄壁抓斗法施工工艺 ． 薄壁抓斗施 工前需进行施工准备 。首先是平整 路面 ，如果 路 面过软 时，就要填筑一定厚度的砂石料层 ，以防止机械失稳 ；
塑性混凝土防渗墙在靠山屯水库除险加固工程中的应用
抓 斗塑 性 混凝 土 防渗 墙 技 术。防渗 墙 轴线 位 于坝 轴 侧 边 壁形 成 的泥 皮还 起 到辅 助截 渗 的作用 。
线 偏 上 游 ， 长 １ ０ｍ， 顶 高程 １ ９５ 墙 体 有 全 ８ 墙 ３ ．１ ｍ，
部 。塑 性混 凝 土 防渗墙 平 均深 ８ 最 深达 ２ 本 ｍ， ３ｍ，
《 湖南水利水电） ｏ ２ ２ １ 年第 ３ 期
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刘 学军
（ 宁省义 县水 利 局 锦 州 市 １ １０ ） 辽 ２ １０
严格 按 配 合 比对 护，防止废 浆 、 渣 、 物 进 人槽 内，引 起 泥浆 性 能 混 凝 土搅 拌 系统 进 行混 凝 土 拌制 ． 废 杂
效 厚 度 ０ 塑性 混凝 土 防渗 墙 底部 至 弱风 化 岩上 台 ， 浆泵 ３ ＮＬ 型 ２台 ， ． ｍ， ４ 供 Ｐ Ｇ 由泥 浆站 至 施 工槽 段 ， 铺 设直 径 ７ ｍ 钢 管 用 于输 送 泥浆 ， ５ｍ 另按 浇 筑槽 孔 的
位置 铺 设 可 移 动 的直径 ７ ５ｍｍ管 路 ， 于 槽段 浇 筑 用
库 ， 库设 计 总库 容 １ ９ 水 ３万 ｍ ， 计 洪 水位 １ ９０ ５ 。设 ３ ．１ 位 ）３ ．０ 死水 位 １９５ 死库 容 ５ ． １５３ ｍ， ２ ．７ｍ， １ ０万 ｒ 。 ６ ｎ
水 库 主要 由大坝 、 洪道 和输◆水 洞组 成 ， 溢 坝体 为
均 质 土坝 ， 长 １ ０ｍ， 顶 宽 ６ｍ， 游坝 坡 １ ， 全 ８ 坝 ． 上 ： 下 ３
塑性混凝土防渗墙在病险水库加固工程中的应用
塑性混凝土防渗墙在病险水库加固工程中的应用【摘要】塑性混凝土防渗墙施工技术十分复杂，且质量要求较高。
本文结合清远飞来峡水库除险加固工程，就塑性混凝土防渗墙的设计、施工及质量控制进行了论述。
实践表明，塑性混凝土防渗墙的应用取得了较佳的防渗效果，为类似加固工程提供了参考。
【关键词】塑性混凝土；防渗墙；设计；施工；质量控制；防渗效果塑性混凝土是用黏土和膨润土取代普通混凝土中的大部分水泥形成的一种柔性工程材料。
在土石坝除险加固应用中与一般的混凝土防渗墙、灌浆相比，具有弹性模量低能很好地适应地形的变化、抗压强度不高但防渗效果较好、水泥用量少能降低工程造价、拌和物和易性较好等特点。
因此，在病险水库加固中被广泛用作防渗墙墙体材料。
下面，就结合具体工程实例，介绍塑性混凝土防渗墙的应用。
1.工程概况某水库是一座以灌溉为主，结合防洪、养鱼等综合效益的中型水利工程。
水库为粘土心墙坝，坝基持力岩层为石英砂岩夹页岩，岩石风化破碎，具弱透水性；坝体填筑土为含砾粘土，碎石含量高，未按要求进行分区填筑，碾压不密实。
水库因施工质量差、运行久，大坝坝体、坝基及左右坝肩渗漏严重，2003年经水利部大坝安全管理中心鉴定为三类坝病险水库。
针对大坝地质条件和坝体渗漏特征，设计坝体采用垂直塑性混凝土防渗墙进行防渗处理。
2.塑性砼防渗墙设计主坝由粘土肥心墙，坝壳风化砂、及现浇混凝土板块（3.0m×3.0m）护坡组成。
坝长460m，最大坝高13.5m，坝顶宽6m，上游坡1：3，现浇混凝土板块护坡，下游坡1：2.5，草皮护坡。
为保证主坝基稳定和大坝的安全，水库坝体防渗墙采用槽板式垂直砼防渗墙形式，墙体材料采用塑性混凝土，可以减少墙体的应力，适应坝基变形，避免开裂。
防渗墙总长387.8m，防渗墙顶高程314.56m，防渗墙厚为40cm，即在坝体加设一道40cm厚塑性混凝土防渗墙，防渗墙纵向轴线距主坝中心线上游1.5m 处。
坝基为全风化花岗岩，墙体嵌入强风化基岩100cm。
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塑性混凝土防渗墙在水库除险加固工程中的应用
商品混凝土防渗墙技术已广泛用于病险水库土石坝的防渗加固, 本文通过该技术在新疆阿勒泰地区阿克达拉水库除险加固工程中的应用, 介绍了薄壁液压抓斗法商品混凝土防渗墙的成槽方法、施工技术要点及注意事项。
1 工程概况
新疆阿勒泰地区阿克达拉水库位于阿尔泰山前额尔齐斯河南岸, 农十师183 团南东17km处, 北西距北屯镇38km , 行政区划隶属福海县。
水库为引水注入式
平原水库, 是一座以调蓄、灌溉为主兼顾养殖的中型水库。
设计库容 3 000 ×104m3 , 死库容320 ×104m3 ,坝顶高程579113m , 正常蓄水位577138m , 死水位573163m , 灌溉下游地区一农场及福海县25 ×104 亩农田。
水库主要由入库陡坡、大坝、放水涵洞及下游渠道 4 部分组成。
坝体为碾压砂砾石均质土坝, 沥青玻璃丝布斜墙防渗, 全长4 000m , 其中主坝长 3 600 m , 副坝长400m ,坝顶宽7m ,主坝上游坝坡1∶4 , 上游土护坡1∶8～1∶10 不等, 下游坝坡1∶215 。
库盆由天然的构造剥蚀洼地构成, 形状不规则, 总体上呈NW - SE 向, 与区域构造线方向基本一致。
库盆地层岩性主要由第四系冲洪积的粉土质砂、粘砾土、亚粘土、砂砾石组成, 构成库盆基底的最基本岩层为第三系泥岩, 下伏灰白色砂岩,二者呈互层状。
水库在多年运行后主坝多处出现裂缝, 坝基、坝体渗漏严重, 部分坝段出现明显的渗漏积水, 坝后土壤次生盐碱化、沼泽化严重, 直接威胁大坝安全和正常效益的发挥,被水利部列为病险库。