巩义市坞罗水库大坝防渗墙三抓成槽及浇筑试验方案.doc

巩义市坞罗水库大坝防渗墙三抓成槽及浇筑试验方案【摘要】水库大坝坝基采用防渗墙除漏时，成槽及槽内砼浇筑是关系到防渗效果的关键，本文结合坞罗水库的实际情况制订了防渗墙施工技术方案，通过试验证明，效果良好。【关键词】水库坝基除漏；施工技术试验方案。坞罗水库位于河南省巩义市东南13km 的坞罗河与石关河汇合处，是一座以防洪为主，兼顾灌溉、供水、水产养殖的中型水库，坝址以上河道长19km，属黄河流域伊洛河水系，控制流域面积108km2。属浅山丘陵区，地形起伏较大，洪水汇流时间短。坝址以下有罗口、喂庄、费窑、芝田、北石、南石、小訾殿等7个村庄，大坝距下游伊洛河12km，有310国道、陇海铁路、连霍高速等重要交通设施。水库设计标准为50年一遇洪水，设计水位260.8m，库容1423万m3；校核标准为1000年一遇洪水，校核水位263.5m，库容1787万m3。溢洪道最大泄量1987m3/s。坞罗水库大坝、副坝均为均质土坝，迎水坡为干砌石护坡，背水坡为草皮护坡。大坝高37m，除险加固之后坝顶高程264.2m，坝长450m。溢洪道位于大坝左岸，进口底部高程255.0m，底坡降1/300，底宽30m，总长459m。输水管启闭设施为圆筒式钢筋混凝土启闭塔，塔身进水口设有工作闸门和检修闸门，其中检修闸门底部高程241.5m，工作闸门底部高程239.0m，闸门孔径1m，启闭机采用15t螺杆式手电两用启闭机。坞罗水库兴建于1958年，由于受当时条件的局限，坝基250m长的主河床14m深的河卵石层没有进行处理，水库建成后于1960 年投入使用，在1963年9月和1964年8月水位涨至246.8m时，水库坝后曾先后出现明流渗水，甚至出现涌砂现象，此后水库一直处于低水位运行。1993年虽然对水库主坝轴线位置坝基砂卵石层进行了高喷灌浆和帷幕灌浆防渗处理，但是，当水库水位较高时，坝基防渗处理效果仍不理想，在1994年、1996年、2003年，坝后均出现了明流渗水现象。分析其原因，主要是主坝坝基渗漏严重， 2003年经水利部大坝安全管理中心鉴定：该水库大坝为c级三类坝属病险水库，专家建议水库需尽早进行除险加固，2005年5月河南省发展和改革委员会以豫发改设计2005584号文件批复了巩义市坞罗水库除险加固工程初步设计，核定概算投资3598万元，经过严格的工程招投标程序，2006年10月除险加固工程开工。在“坞罗水库除险加固工程图纸会审答疑会议”上，经过设计、监理、业主、施工等单位与会人员的讨论，为了加快工程进度，汛前完成主体工程，会议集体研究决定，坞罗水库大坝截渗选择三抓成槽施工方法，对7个槽段进行试验施工。1.试验的前提三抓成槽法是目前比较先进的在土层和砂砾石层修筑砼防渗墙成槽的施工方法。该项技术和工艺，在接缝上比两钻一抓法减少60%的接缝（两钻一抓每个槽段长2m，三抓成槽每个槽段6.8m），从而减少了接缝的处理，也减少了因接缝而产生漏水的机会，确保了施工质量，由于抓机施工效率高、速度快，将会显著缩短施工工期，节约施工成本，经济效益显著。2.试验的目的结合本工程的地质资料，在相应的部位进行补探，在补探的基础上进行试验。根据试验进一步确定适合本工程地质条件的施工方法、施工工艺。试验内容主要是三抓成槽的长度（6.8m）、土层、砂砾石层、抓槽进度、泥浆参数、槽底清渣效果、岩石抓取可行性、与其它机械的配合程度、三根导管砼浇筑等。取得详实资料，以便指导正式施工。3.试验段的选择根据现有可施工地段，为0+332-0+400段、（0+092-0+330段堆石拆除后还未回填，不能作试验段），布置 7个试验段。施工平台高程为248m。4.技术要求认真遵守水利水电工程砼防渗墙施工技术规范sl174-96和施工图中规定的技术指标。（1）设计墙厚0.6m。（2）深度以进入基岩0.5-1m为准（视风化程度而定）。（3）墙体材料性能指标：c10砼轴心抗压强度fc=5mpa、轴心抗拉强度fc=5mpa，弹性模量不大于17500mpa。（4）入槽坍落度：18-22cm。（5）扩散度：34-40cm。（6）渗透系数小于10-7cm/s。5.主要施工工序场地平整导槽修筑三抓成槽泥浆固壁清孔换浆砼浇筑接缝处理质量检查。三抓成槽的施工工艺：先抓槽段两头（一抓、二抓）、后抓1.2m小墙（三抓）（同时泥浆护壁）槽底清理清槽换浆。5.1导槽施工导槽施工按设计要求，修筑在稳固的基础上。导墙呈l形钢筋混凝土结构，高1.2m，底宽1.4m，槽口宽0.7m。导墙后素土填筑。砼达到设计强度开始抓槽。5.2抓槽在6.8m槽段上，先抓两头的2.8m，再抓中间1.2m小墙（即三抓成槽）。槽壁应平整垂直，要抓入基岩0.51m，一次成槽，一次浇筑砼。本工艺只存在i、ii序槽段有接缝，不存在槽段内的接缝，减少了因接缝产生渗漏途径。5.3泥浆护壁在砂卵石层中成槽，为防止孔壁坍塌，必须采用泥浆护壁。为确保护壁效果和清孔换浆质量，泥浆应具备良好的物理性能。试验过程中，采用当地黏土掺和膨润土，并配入1%的纯碱。其中黏土的黏粒含量大于50%，塑性指数20。泥浆集中拌制后，通过管路送到施工槽段进行护壁。护壁泥浆参数指标：比重1.1g/cm3，黏度22s，胶体率大于97%，失水量小于100ml/30min。拌制泥浆的方法及时间通过试验确定。造孔过程中槽内泥浆位置应控制在距导墙顶面40cm。对漏失严重的地层，采取预防措施，加大泥浆比重。发现泥浆漏失，立即堵漏和补浆。抓槽深度达到设计后，方可进行清槽换浆。5.4清槽换浆抓槽结束后，应对抓槽质量进行全面检查，包括槽位、槽深、槽段长度等。检查合格后，进行清槽换浆。槽内泥浆比重小于1.25g/cm3、黏度 20s、含沙量不大于1%，槽底沉渣厚度不大于10cm。二序槽孔清槽换浆前，应清除一序砼壁上的残渣和泥皮。方法是采用钢刷子固定在抓斗上进行分段刷洗。刷洗合格标准是：刷子上基本不带泥屑，孔底淤积深度不再增加,清孔合格后，应必须在4h内浇筑砼。5.5砼的浇筑混凝土拌合采用电子计量自动配料sm型强制式拌合机搅拌，砼的配合比通过试验确定。砼塌落度应控制在20cm，扩散度34-40cm，塌落度保持15cm以上的时间应1h；初凝时间应6h，终凝时间24h；砼密度2100kg/m3。浇筑采用三排导管进行，导管内径250mm，导管间距2.5m，导管距孔端间距1-1.5m。浇筑时槽内砼应均匀上升，高差控制在0.5m以内，上升速度一般为2-3m/h。导管底部埋深1m，每隔30min测量一次槽段内砼面高度。砼骨料采用机械碎石，粒径应12mm，砂料拟采用天然中、粗砂。砼的拌和、运输：生料运输用农用三轮车5台，每0.4m3为一斗计量，拌和机出口直接对准槽段浇筑漏斗，减少成品料中间输送环节，保证浇筑连续性，并配备备用电源，以防停电影响施工。5.6特殊情况的处理在抓取砂卵石层时，地层中若有大的块石、孤石、探头石，采用冲击钻冲击破碎，直到抓斗能进行抓取。在抓取过程中，如有槽壁发生大的坍塌，可及时采用优质黏土进行回填、捣实，再进行抓取。5.7墙体连接墙体连接采用高压旋喷桩在墙体上游侧封堵补强的方法进行。二序槽段砼浇筑达70%强度后，在接缝中心线上游0.4m处用高压旋喷桩进行加固、补强。高压旋喷桩深度不小于砼墙深度。5.8质量检查及验收质量检查与验收，包括施工过程中的检查，即成槽、泥浆配制及使用、清孔换浆、砼的拌和、运输及砼浇筑等。检查墙身质量应在成墙28d后进行。检查内容为墙体砼强度，滲水量、墙底泥砂沉淀厚度、入岩深度、接缝质量。检查方法通过在砼防渗墙上钻孔取芯，进行墙体的物理力学试验。在孔中进行压水试验，以检查墙体的渗透性。6.试验结果通过我们对巩义市坞罗水库大坝防渗墙试验段的施工，证明三抓成槽方案是可行的，也为工程后续的全面开展打下了坚实基础，