混凝土防渗墙技术在土石坝除险加固中的应用

混凝土防渗墙技术在土石坝除险加固中的应用混凝土防渗墙技术在土石坝除险加固中的应用 前 言 20 世纪 50 年代 混凝土防渗墙的施工技术与工艺起源于意大利 一些国 家相继采用 中国于 1958 年开始研究出一整套混凝土防渗墙施工技术与工 艺 截至 1986 年底 中国在水利工程中已建成 75 道混凝土防渗墙 总截 水面积约 50 万 m2 最大墙深 74 4m 最大墙厚 1 3m 在各类复杂地层中 如纯砂层 淤泥层 密集孤石层 水下抛填未经压实的砂砾石层 均成功地 建成了混凝土防渗墙 一一 类类型型 按墙的水平截面的形状可分为四种 图 2 圆桩柱型 圆孔型 垂 直接缝多 有效厚度小 60 年代以来已很少采用 墙板型 槽孔型 相邻两块墙板套接厚度与中间墙厚相同 适用于深度小于 60m 的墙 混合 桩柱型 圆孔与双反弧形孔混合型 墙板桩柱混合型 槽形孔与双反 弧形孔混合型 后两种墙型先行建造的圆形桩柱或墙板可起导向作用 较 易于保证连接处厚度达到中间处墙厚 适用于深度大于 60m 的墙 加拿大马 尼克三级坝的深度达 131m 的混凝土防渗墙就是混合桩柱型墙 是世界深度 最大的混凝土防渗墙 二二 施施工工方方法法 主要方法为 造孔 清孔换浆 终孔与清孔验收 浇筑泥浆下混凝土 全墙质量检查与验收 处理与坝内防渗体的连接 造孔使用冲击式 回转式 钻铣式钻机或液压抓斗 刮斗等 造孔作业累计耗用工时约占防渗墙总工期 的 60 以上 因此造孔机械的选型是缩短防渗墙总工期的关键之一 同时选 用膨润土或优质粘土制成泥浆用以固壁 悬浮和携带岩屑 冷却和润滑钻头 泥浆的质量也直接影响造孔的进度 质量与安全 清孔换浆是将孔内含有大 量砂粒与岩屑的泥浆更换成质量合格的泥浆 还要把孔两端已浇混凝土表面 附着的岩屑和泥皮刷洗干净 以保证墙体混凝土 相邻两墙段的竖直接缝 墙底与基岩接触带的质量 清孔换浆常用的机具有压缩空气吸泥器 砂石泵 钢丝刷子钻头等 三三 注注意意事事项项 防渗墙混凝土一般具有适当的强度 较高的抗渗标号 较低的弹性模量 因此混凝土拌和料也要有良好的和易性与较高的坍落度 采用直升导管法在 泥浆内浇筑混凝土能有效地将泥浆与混凝土隔开 在土坝坝体内浇筑防渗墙 混凝土要控制孔内混凝土面的上升速度 以防止坝体开裂 不论采用何种墙 型 相邻墙段之间或桩柱之间的连接工艺是防渗墙施工技术中的难点 工程 实践证明 接缝质量不良常会成为坝基中的隐患 因此 防渗墙施工中要严 格保证质量 四 工程应用四 工程应用 1986 年 四川省铜街子水电站左深槽承重防渗墙和围堰固化灰浆防渗墙建 成 承重墙设有两道 其间用 5 道横隔墙连接 部分墙段连接采用拔管法施工 在 4 个部位埋了观测仪器 大型防渗墙兼作承重 这是第一例 并首次使用了 固化灰浆墙体材料 1989 年在河北省岳城水库建成了由 44 个 工 字形断面单元墙段组成的 溢洪道出口防冲墙 工字高 12 6m 宽 7 3m 墙厚 1 3m 其施工难度是前所未 有的 1990 年建成了福建省水口水电站主围堰防渗墙 该墙首次应用塑性混凝土 取得良好效果 防渗效率达 98 自那以后很多工程相继采用了塑性混凝土 如山西省册田水库防渗墙 北京市十三陵水库防渗墙 河南省小浪底水利枢纽 上游围堰防渗墙以及长江三峡大江围堰防渗墙等等 该工程在部分地段还首次 采用了 两钻一抓法 建造防渗墙 这种方法比单纯用冲击钻机造孔提高工效 1 倍以上 降低成本 23 现在 两钻一抓法已是最常用的防渗墙造孔施工方法 1998 年建成的小浪底主坝防渗墙是迄今为止我国最深的 墙体材料强度最 高的混凝土防渗墙 小浪底主坝防渗墙深 81 9m 墙厚 1 2m 墙体混凝土设计 强度 35MPa 施工中右岸部分采用了缓凝型高强混凝土 解决了墙体混凝土强 度过高给钻凿接头带来的困难 左岸部分使用钢丝绳抓斗挖槽 以先施工的塑 性材料横向短墙保护墙段间的接缝 此法连接可靠 施工简便 工效很高 三峡工程二期上游围堰防渗墙代表了我国迄今防渗墙技术的最高水平 从 20 世纪 90 年代初期开始 陆续开发出了多种适用江河堤防垂直防渗的 设备和工艺 这些技术的共同特点是防渗体较薄 一般为 15 40 造价 较低 薄型混凝土防渗墙施工技术也开始大量用于处理江河堤防的渗漏问题 五 总结五 总结 四十多年来 我国的防渗墙施工技术不断发展 在各项水利水电工程中 建造的混凝土防渗墙已不计其数 许多工程的难度 在世界上都是罕见的 目 前 我国的防渗墙施工技术在整体上已达到国际先进水平