大坝防渗加固技术研究工作报告修改

PAGEPAGE17目录TOC\o"1-3"\h\z1概述 12前期开展的XX大坝防渗加固技术研究工作 52.1XX大坝上游面226m高程以下混凝土防渗技术研究 52.2坝顶开槽（坝内切削或铣钻设一道混凝土防渗墙设想） 63目前开展的XX大坝防渗加固技术研究—坝体内置换混凝土防渗芯墙技术 73.1坝体内置换混凝土防渗芯墙设想 73.2坝体内置换混凝土防渗芯墙研究情况 73.2.1试验研究任务书的提出 73.2.2试验研究工作的计划安排 103.3坝体内置换混凝土芯墙研究成果 113.3.1置换混凝土防渗墙结构仿真分析研究 113.3.2XX大坝防渗方案实施前后渗流数值分析 123.3.3置换坝体混凝土形成防渗心墙施工技术方案研究 133.3.4XX水电站大坝置换混凝土性能设计研究 144结论 15附件一：XX大坝防渗加固处理技术讨论会会议纪要 17附件二：XX大坝防渗加固技术方案论证会会议纪要 19附件三：XX水电站大坝坝体切槽回填混凝土防渗补强加固处理技术研讨会会议纪要 21附件四：技术资料 23

1概述XX水电站位于第二XX江中游，其下游16km即为XX市，沿江尚有铁路干线、哈尔滨市以及11个县市和大片农田。工程以发电为主，兼顾防洪。此外尚有灌溉、航运、城市及工业用水、养殖和旅游等综合利用效益。大坝于1937年开始兴建，1942年施工期间即蓄水，1943年第一台机组发电，到1959年全厂共安装8台机组，总容量达552.5MW。1988～1992年，利用坝内预留的两条钢管进行二期扩建，安装2台单机容量85MW的机组。1994～1998年利用左岸泄洪洞进行三期扩建，安装2台单机容量140MW的机组，目前全厂总装机容量达1002.5MW。XX水库为不完全多年调节水库，大坝为混凝土重力坝，全长1080m，共60个坝段，每个坝段18m，最大坝高91.7m。河床左岸布置有11孔溢流坝，右岸为坝后式厂房，泄洪洞布置在左岸兼作三期厂房引水发电洞。2003年为了解放XX发电厂6万基荷，增加下游供水保证率，在XX大坝下游XX大坝是我国最老的坝之一，由于施工质量低劣，大坝存在很多严重问题。主要有：坝体存在大量低强混凝土（1942年以后浇筑的混凝土保证率超过80%的约占12.5%，有的试验资料记载28天强度最低仅为0.58MPa），局部还有卵石堆积（见照片1）；坝体整体性差，220m高程以上纵、横缝均没设键槽，也没灌浆，1950～1951年初期蓄水时，22坝段水平位移实测最大达112mm；坝体漏水严重，解放初期，下游坝面和检查廊道到处渗水，以至于进入廊道必须穿雨衣（见照片2、3、4），而且溶蚀严重，钙质析出物到处可见（见照片5）；坝顶、上下游面，溢流闸墩、电缆与检查廓道表面裂缝严重；坝面混凝土冻融破损老化严重，有的部位长草长树，而且1981年、1986年汛期泄洪时，溢流坝面发生大面积冲毁事故。冲走混凝土1000多立米，冲毁面积约700m2XX大坝由于施工时的特殊情况，加上施工技术水平差，大坝混凝土质量低劣，以至大坝修建以来即存在着一些严重的先天性缺陷如：混凝土强度偏低、渗漏严重等，大坝至今已在不利的环境下运行了66年，由于渗漏、冻融、冻胀、化学溶蚀、裂缝等因素引发的大坝老化现象不断发展，严重影响了大坝的安全和耐久性。虽然经过五十年代的续建、改建和以后多年来持续的维修加固，特别是1988年以后进行的系统全面的补强加固工程，大坝存在的缺陷得到了一定程度的处理，大坝老化进程也有所缓解，但坝体混凝土强度偏低、渗漏、扬压力偏高、溶蚀及冻胀破坏等问题仍没有得到根治。因此针对XX大坝的具体实际，研究大坝防渗处理的方法，采取有效措施，消除大坝的隐患，提高大坝的安全度，以利大坝的长期安全运行，具有非常重要的意义。照片11986年溢流面补修时开挖发现卵石堆照片2操作坑内23-24坝段接缝漏水（1949年）照片3检查廊道内44-45坝段漏水情况（1949年）照片41986年溢流面抢修夹层渗水结冰情况照片54#坝段检查廊道阶梯溶蚀物（1986年）照片61986年泄洪时冲毁全貌照片71986年放流时溢流面冲毁侧面2前期开展的XX大坝防渗加固技术研究工作针对XX大坝的具体情况，XX电厂从1995年开始先后开展了XX大坝上游面226m高程以下混凝土防渗、坝顶开槽（坝内切削或铣钻一道浇筑钢筋混凝土防渗墙设想）等防渗技术研究，具体内容介绍如下。2.1XX大坝上游面226m高程以下混凝土防渗技术研究XX坝上游面226m高程以上采用钢筋混凝土及沥青混凝土防渗层进行加固处理。取得明显效果。但大坝仍有渗透水，坝体扬压力偏高，下游坝面外包混凝土不利于渗水排除，壅高坝内扬压水位，对坝稳定不利。渗水对坝体混凝土产生融蚀，下游面因渗水冻胀可能造成坝面破坏等不利影响。估计渗水可能主要来自上游坝面226m高程以下一直没修补过的部位。拟进行上游坝面226m高程以下水下防渗处理，国内外还没有成熟经验。1995年7月28日～30日东电在XX召开XX坝水下防渗方案论证会。会议提出，大连理工大学与铁道部十三工程局联合提出的上游坝面水下浇筑不分散混凝土（NDC）防渗层采用浮式支架施工的方案比较可行。但距实施还需做大量工作。会后，大连理工大学与XX发电厂共同进行水下防渗技术及方案研究工作。先后进行了坝前地形测量；大坝参数及资料收集和整理；水下不分散混凝土物理、力学性能室内及现场试验；坝体混凝土和水下NDC防渗层混凝土温度应力分析；上游坝面防渗工程渗流分析；上游水下坝面不平整度测量仪研制；坝面清理机研制；浮式支架与工作平台研制。水下不分散混凝土浇筑方法国内调研等。提出“XX大坝上游面226m高程以下防渗层设计研究阶段报告”。试验结论：a)现场实验，材料不过关，新老混凝土没有粘结强度；b)施工用浮式支架下水试验基本获得成功，但定位没有把握，试验停了下来。2.2坝顶开槽（坝内切削或铣钻设一道混凝土防渗墙设想）日本与澳大利亚雪山公司针对XX大坝上游面水下渗漏问题提出初步方案，即拟通过工程措施在坝内设置一道连续的混凝土防渗墙，以解决坝体疏松、渗漏严重的问题。建议采用建造地下连续墙施工方法。在坝顶、坝轴线下游一定距离内位置，使用混凝土切削机（日本）或液压铣槽机（雪山公司）向下切削或铣钻槽形孔。在槽内浇筑防渗性能好、强度较高的混凝土或钢筋混凝土。在邻接位置连续施工，形成防渗墙。三峡公司已购置一台BC30型液压铣槽机。用于二期围堰人工填筑堰体，覆盖层和风化花岗岩中铣掘防渗墙。此方案优点：⑴大部分非溢流坝段可较容易用本方案建造防渗墙。⑵墙体建成后，防渗能力比较可靠。⑶在坝体中造孔，槽孔稳定性好，工程质量有保证。需要研究解决主要问题：⑴需对全坝坝顶、坝内结构物进行调查研究。有些部位，如厂房坝段取水钢管和进水孔工作门槽、溢流坝段闸墩、坝体锚索等，防渗墙布置困难，需进行研究，采取补充防渗措施，以保证形成连续防渗体。与原坝体不能形成键槽形式结合。⑵施工过程中，特别是抽干槽孔，进行混凝土浇筑时，水库水压力对上游槽壁稳定的影响，墙体要与上游面有足够距离，选择最佳施工时段，以保证施工期坝体安全。⑶对防渗墙混凝土材料性能、结构形式进行研究，以保证防渗墙上、下游侧与原坝体结合紧密，不能形成新的纵缝，墙段之间不能出现横缝。坝体原有横缝功能不变。⑷对坝体应力状况进行分析，研究防渗墙性能对坝体应力影响。⑸对设备选型。三峡现有设备体积大，坝顶相对较窄，坝顶施工场地要临时加宽。三峡现有铣掘刀齿主要适用于覆盖层，用于混凝土要适当改造。由于该方案需涉及的问题较多，危险性较大，施工困难，没有进行继续深入研究。3目前开展的XX大坝防渗加固技术研究—坝体内置换混凝土防渗芯墙技术3.1坝体内置换混凝土防渗芯墙设想坝体内置换混凝土防渗芯墙施工技术拟通过工程措施在坝内置换混凝土芯墙，从而解决大坝渗漏严重及低强混凝土的问题。即在大坝下游面向坝体内开挖水平向交通洞，挖至准备修筑防渗墙部位。在交通洞中准备修筑防渗墙部位，开挖竖直工作井，其高度大于预建防渗墙的高度。在工作井底部即防渗墙最低位置，沿坝轴线方向开挖防渗墙隧道，其高度含防渗墙第一层混凝土高度加上振捣和开挖施工作业所需高度。开挖断面与老混凝土连接部位可做成键槽，断面可为长方形或其它形状，浇第一层膨胀高强混凝土。待凝结具有一定强度后开挖第二层隧道，浇第二层混凝土，以此类推，直到整个防渗墙形成。同时形成防渗墙与帷幕灌浆相结合的新防渗体系,在防渗墙上、下游可做排水措施，达到最佳防渗效果。3.2坝体内置换混凝土防渗芯墙研究情况XX发电厂于2003年开始着手此项研究工作，2003年10月9日至11日在XX发电厂召开了“XX大坝防渗加固处理技术讨论会”（会议纪要见附件1）。会议就XX大坝存在的主要问题及大坝防渗加固处理意见进行了充分讨论，提出了下一步应针对XX大坝的具体情况，研究大坝防渗加固处理的方式。建议从大坝长期安全运行考虑，需要在下游坝面外包抗冻混凝土，并在坝体上游部位置换低强混凝土以加固坝体，同时形成防渗墙与帷幕灌浆相结合的新防渗体系。目前，我国至今已修建了几百座中、高坝，一些大坝都有不同程度的渗漏和老化等问题，并随着运行龄期的延长日益突出，对这些老混凝土坝的防渗补强加固处理也日益紧迫，而目前国内外对于老混凝土坝的防渗、老化问题处理的研究十分薄弱，技术手段也非常有限。因此通过对XX大坝的防渗补强加固研究，也可以为妥善解决其他大坝的渗漏、老化等问题探索一条经济有效的方法和手段。3.2.1试验研究任务书的提出为保证所采用方案的安全、可靠，保证有效地形成防渗墙，探索更有效的坝体灌浆技术，保证采取的工程措施既起到置换低强混凝土加固坝体，又能起到较好的坝体防渗的目的，必须对混凝土防渗墙的布置和结构型式，防渗墙的施工技术、施工方法、施工工艺、墙体材料，坝体灌浆参数等进行试验研究，为最终方案的选取提供现场试验依据。为此XX发电厂于2004年委托杭州国电大坝安全工程公司编制了《XX水电站大坝防渗加固处理技术现场试验任务书》（见技术报告之一）。主要从以下几方面开展工作。3.2.1.1防渗墙施工技术研究任务⑴防渗墙开挖方案主要对开挖原则、开槽施工机具的调查研究、选定开挖方案方面的研究；⑵回填混凝土方案主要对回填混凝土施工设备的选择、回填混凝土施工方法及施工程序的研究；⑶混凝土施工技术主要对新老混凝土的结合、层间施工缝的处理、坝体横缝处理技术、施工堵排水技术的研究⑷施工工序研究通过上述防渗墙开挖方案，置换混凝土方案和新老混凝土的结合、层间施工缝的处理、坝体横缝处理、施工堵排水施工技术的研究，提出完整的防渗墙施工方案。3.2.1.2坝体置换混凝土材料选择研究任务⑴XX大坝开挖置换混凝土形成防渗墙。由于它是处于一个特定的坝内有限的空间范围内，因此，对置换回填的混凝土材料需要解决不同于一般回填混凝土材料强度较低、抗渗性要求低、会产生收縮等问题。对此要求有针对性地对置换混凝土材料及外加剂通过网络或者其它方法进行调查，提出适合于XX大坝的置换混凝土材料。⑵根据初步拟定的防渗墙置换混凝土的施工方案，考虑不同施工期环境温度（包括气温、水库水温、坝体温度）和置换混凝土的放热过程，分析研究置换混凝土的收縮情况，提出置换混凝土材料的收縮控制指标和温控要求。⑶在置换混凝土补偿收缩性能研究的基础上，通过试验研究在不同施工期不同的施工条件下混凝土的配合比，并提出不同的补偿要求和需要掺加的外加剂品种、掺加量。⑷置换混凝土材料的技术指标和参数除了从混凝土补偿收缩性能考虑之外，应该从工程本身需要考虑，并对推荐配合比混凝土作选定配方的性能试验。根据工程的具体情况，提出以下基本要求，作选择置换混凝土材料的技术指标和参数考虑：混凝土强度等级：C25W8F100抗压强度：在坝体内部环境条件下，7天强度≥15Mpa；28天强度≥20Mpa；收縮性：要求基本无收縮，微膨胀。3.2.1.3坝体防渗墙仿真计算分析研究任务⑴随着计算技术和计算机技术的快速发展，结构分析的工具也日益丰富、完善。仿真分析就是其中之一。简单地说，仿真计算就是根据工程结构的实际物理状态构造数学模型，利用计算机技术和有限元理论，按照结构的实际施工过程和内外荷载作用过程，真实反映工程结构从施工到运行过程中出现的实时的应力和变形，预测不同方案的有利和不利之处，从中选择最优的处理方案。该技术可以预测工程施工期和运行期若干年内的实际状态，对XX工程的补强加固处理则可以预测施工处理的结果和施工处理过程对大坝结构的影响范围和影响程度，保证大坝的安全。对XX这样的大坝而言，对其采取的任何处理，进行仿真计算分析都是非常必要的。⑵通过模拟坝体结构、基础岩体及各自的重大缺陷，从处理前的原始状态开始，考虑坝体承受的自重荷载、水荷载、温度变化荷载、施工荷载，分析加固处理施工过程引起的坝体应力、应变，对XX大坝坝体连同基岩进行有限元仿真分析计算，要求得到以下成果：大坝的应力和位移及其分布规律，包括方案实施前后坝体应力的分布的差异；分析比较不同槽宽、槽高对坝体应力和稳定、渗流的影响；对选定切槽位置、槽宽分析施工过程对坝体应力、稳定、渗流的影响；对处理方案的合理性及施工过程中应采取的措施提出意见。在计算分析中应选取挡水坝段或溢流坝段进行三维有限元仿真计算，岩体的选取范围为坝踵上游侧、坝趾下游侧、坝基以下深度各为一倍坝高，并应考虑坝体纵缝的影响。3.2.1.4坝体帷幕灌浆试验根据2003年10月9日至11日在XX水电厂召开的“XX大坝防渗加固处理技术讨论会”会议纪要精神，结合XX大坝工程的问题和现状，总结历史上多次灌浆处理的成果，分析原帷幕灌浆孔在布置、压力、水灰比及水泥细度等方面存在的问题，加强原帷幕，并结合防渗墙布置，设置新的防渗帷幕。为取得坝体帷幕的布置、孔距、灌浆材料、灌浆压力等参数，必须预先在坝体进行灌浆试验，根据灌浆试验成果最终确定灌浆参数。通过试验不同的灌浆工艺、灌浆方法、灌浆压力和浆液浓度，比较灌浆效果和施工难易程度、经济技术指标，选定符合XX大坝实际情况的灌浆参数，检查灌浆效果，评价其可行性和有效性，为今后XX大坝坝体帷幕灌浆工程提供优化的处理方案。3.2.2试验研究工作的计划安排2004年4月XX发电厂组织召开了“XX大坝防渗加固技术方案论证会”(会议纪要见附件2)，对XX大坝的防渗补强加固方案进行了讨论，对拟开展的四个方面试验研究工作进行了交流和沟通，并明确了参加该项目试验研究的相关单位的目标和任务。会后XX发电厂委托大连理工大学负责防渗墙施工仿真和大坝增设排水系统形态与效果渗流仿真数值计算分析研究、中国水电六局负责防渗墙施工技术研究、东北勘测设计研究院负责坝体置换混凝土材料选择研究等专题工作。坝体帷幕灌浆试验研究在以后结合工程一并开展。2004年6月上述承担单位结合自身的工作内容和任务，陆续提出了工作大纲，开始进行实质性的试验研究工作。2005年元月，各承担单位提交了上述试验研究工作的中间成果。为了进一步探讨、论证XX大坝坝体置换回填混凝土防渗补强加固方案的处理技术，分析、总结前一阶段的研究试验成果，2005年3月18日，XX发电厂组织有关单位和专家在杭州召开了⑴XX发电厂提出了坝体切槽回填混凝土形成防渗芯墙的防渗补强处理方案是比较切合XX大坝实际的。⑵大连理工大学进行了切槽前后坝体应力状况的对比研究，并分析了混凝土回填后温度场、应力场的变化。从提交本次会议讨论的初步分析成果看，切槽前后坝体应力变化不大，切槽开挖回填混凝土建造防渗墙的方案是可行的。但由于该项仿真计算的施工方案及参数尚与将要实施的施工方案有较大的出入，下一步应紧密结合坝体的实际边界、施工程序、混凝土回填后的发热、硬化过程等实际条件进行仿真模拟，以得到比较切合工程实际的应力分布，为方案选择提供依据；⑶水电六局调研了目前国内外众多可能用于XX水电站大坝防渗补强加固施工的施工机械。会议认为下一步应考虑本项目在坝内开挖、回填，工作面狭小、边界条件复杂的特点，着眼于高效的小型挖掘、回填设备的分析和选择，并提出相应可行的施工方案、施工技术和施工工序。⑷东勘院对回填混凝土材料进行了大量的试验工作，得到的成果对下一步工作是有益的。下一阶段材料试验还应进行混凝土热学性能的试验，并结合考虑膨胀剂前期膨胀、后期收缩的特性，增加不掺膨胀剂、采用控制温升的方法解决混凝土开裂的研究，并应尽快进行现场试验。鉴于本项目的重要性和技术难度高的特点，会议还建议XX发电厂应尽快落实具体的设计承担单位，由设计单位作为项目方案设计、技术论证等工作的总负责，牵头各有关专题单位开展研究和攻关工作，争取项目早日立项和实施。3.3坝体内置换混凝土芯墙研究成果3.3.1置换混凝土防渗墙结构仿真分析研究2004年大连理工大学提出《XX大坝置换混凝土形成防渗墙方案坝体稳定性和应力仿真计算》报告（见技术报告之二）以及2007年提出《XX大坝防渗芯墙施工前后坝体整体安全性数值仿真计算分析研究》（见技术报告之三）。计算工作主要是针对解决XX大坝坝体的防渗问题而提出的置换坝体老混凝土形成防渗心墙的技术方案，开展开挖方案的初步设计优化和仿真分析，为施工可行性论证提供参考，内容是基于保证坝体稳定安全性和控制坝体应力强度，对坝体开挖置换混凝土形成防渗芯墙的施工过程进行仿真计算。通过计算分析，可以得出如下结论：开挖过程中和施工完建后，开挖和回填部分坝体混凝土的应力均很小，混凝土的应力大小不是结构和施工安全的主要控制因素，开挖主要是对坝体稳定性有所影响。开挖断面尺寸的选择对应力有一定程度的影响，开挖尺寸越大，第一主应力和剪应力均有所增大，但增大幅度在坝体混凝土强度的控制范围之内。坝体中间和上部某些断面的抗滑稳定性是控制开挖断面尺寸的控制因素，因此，应主要从控制坝体断面稳定性的角度确定合理的开挖尺寸。在地震工况下，新老混凝土的强度在施工前后都没有发生太大变化，按最大开挖尺寸控制在仿真施工情况下是完全满足要求的。坝体开挖断面距离原有的预应力锚索较近，可能会对锚固端的强度产生不利影响，使预应力有所松弛。计算考虑了这一因素，认为当应力松弛不是很大时其影响也不是很大。实际坝体断面设有纵缝，但仿真计算的施工位置处于AB缝处（跨缝），施工完成后，对坝体整体稳定性是有利的。总体评价认为，从坝体稳定性和坝体应力强度方面控制，所选择的施工开挖方案是可行的，具体采用何种方案还应综合考虑开挖和混凝土浇筑施工等方面的技术要求，综合考虑各种要素后加以确定。述计算分析没有考虑坝体内部混凝土温度场的变化和施工期随开挖和浇筑过程的混凝土温度变化，下一阶段的深入研究需要结合温度场的仿真计算进行更准确的混凝土应力分析。凝土内部渗透压力的计算和坝体侵润线需要通过渗流计算确定，从而可以更准确地的计算坝体应力和沿各断面的抗滑稳定性，这也是下一阶段需要深入研究的课题。述计算由于是初期方案论证阶段，没有考虑坝体纵缝的作用，下一阶段的细化研究计算需要加以认真模拟，虽然纵缝的模拟是十分困难的，还应该探讨合适的处理方法。3.3.2XX大坝防渗方案实施前后渗流数值分析2006年大连理工大学提出《XX大坝“防渗墙”防渗方案实施前后渗流场数值分析》、《大坝增设排水系统形态与效果渗流仿真数值分析》报告（见技术报告之四、之五）。XX大坝渗流分析的主要任务首先是确定给定渗流场的水头、流速分布和渗流量等基本物理量，并据此通过有关设计计算，对工程安全性和经济效益做出评价，选择合理的渗流控制措施。其次是通过分析找出各工程中渗流破坏易产生的部位和可能发生的隐患并进行针对性的分析处理。在水利工程中易发生渗流问题的部位主要有：坝体，坝基，库岸。结论：1)新浇混凝土防渗芯墙的渗透系数对XX混凝土大坝加固后的防渗性能有着非常大的影响；防渗芯墙的渗透系数越小，下游面渗流溢出点的高程越低；2)在现在大坝渗流状态下，下游面溢出点高程为209m，当在AB缝处施工2m宽的防渗帷幕，施工高程到达200m，防渗加固后下游面溢出点高程为205m，下游面溢出点比原来降低了4m。3)当在AB缝处施工2m宽的防渗帷幕，施工高程到达192m，防渗加固后下游面溢出点高程为204m，下游面溢出点比原来降低了5m。4)当在AB缝处施工2m宽的防渗帷幕，施工高程到达200m，并且在防渗帷幕后采用45度排水孔，防渗加固后下游面溢出点高程为201m，下游面溢出点比原来降低了8m。5)当在AB缝处施工2m宽的防渗帷幕，施工高程到达200m，并且在防渗帷幕后采用垂直排水孔，防渗加固后下游面溢出点高程为202m，下游面溢出点比原来降低了7m。6)当在AB缝处施工2m宽的防渗帷幕，施工高程到达192m,并且在防渗帷幕后采用垂直排水孔，防渗加固后下游面溢出点高程为201.5m，下游面溢出点比原来降低了7.5m。7)当在AB缝处施工2m宽的防渗帷幕，施工高程到达189m,并且在防渗帷幕后采用垂直排水孔，防渗加固后下游面溢出点高程为201.0m，下游面溢出点比原来降低了8.0m。3.3.3置换坝体混凝土形成防渗心墙施工技术方案研究对XX大坝采取坝内置换形成防渗心墙方案进行防渗补强加固处理另一个重要的制约因素是合适的施工设备和合理的施工方案。由于没有可供参考的工程先例，需要调查国内外混凝土或岩石开槽施工机具及其应用情况、国内外回填混凝土的施工设备及其应用情况，并根据XX大坝防渗加固处理工程的特点，进行施工工艺和施工技术的研究，如新老混凝土的结合、层间施工缝的处理、坝体已有横缝处理、施工过程库水渗漏的堵排水技术研究。3.3.3.1坝体置换开挖施工机具的调查研究由于目前国内外尚无类似的工程技术经验，也无可借鉴的现成的施工设备的选型实例，只能依据专业人员对一些厂家和设备情况的了解，通过厂家网站、电话、传真、邮寄和电子邮件等联络咨询方法，获得详细的产品信息，经过小组人员的研讨，根据设备的性能、生产效率、生产成本等因素对设备厂商进行筛选、比较。课题组已对50余个厂家以及设备进口商代理进行了实地走访，到现场了解设备的生产制造及其应用情况，先后掌握了相关的二百多个厂家的一千余种机械设备信息，并多次召开研讨会和技术交流会，对可能的施工方案和机具选型进行了研讨。目前施工设备的选型已基本确定，并提出了《防渗墙施工机具及回填混凝土设备调研》报告（见技术报告之六）。3.3.3.2施工方案的比较与研究通过对施工设备的全面调查与研究，充分考虑各种施工机具应用于本工程的适应性，制定适宜本工程的多种方案，对各种方案进行技术经济分析，选择适合本工程的最佳方案。水电六局也对防渗墙施工方案进行了大量的调查研究，提出了《防渗墙施工方案研究报告》（见技术报告之七），目前得到的只是初步的大纲式设想。3.3.4XX水电站大坝置换混凝土性能设计研究中水东北勘测设计研究有限责任公司科学研究院承担了XX大坝置换混凝土性能设计研究工作。提出了《XX大坝置换混凝土性能设计研究》报告（见技术报告之八）。3.3.4.1研究任务⑴置换混凝土材料及外加剂的调查研究⑵置换混凝土补偿收缩性能研究⑶置换混凝土材料配合比的研究⑷置换混凝土材料技术指标和参数的确定3.3.4.2试验研究主要内容⑴混凝土原材料选择⑵混凝土配合比参数3.3.4.3混凝土配合比设计及混凝土性能试验分析根据上述确定的各项参数进行混凝土配合比试验，现阶段针对不同的外加剂品种、掺量，水灰比，砂率，粉煤灰掺量，膨胀剂及掺量等因素共试验了二级配泵送混凝土28组，三级配混凝土29组，对所有设计配合比都进行了抗压强度、抗冻性、抗渗性、静力弹性模量、极限拉伸、膨胀率等物理力学性能的试验，据此选择最优的配合比。3.3.4.4现场施工试验推荐配合比由于XX大坝心墙是局限在坝体内的新浇混凝土，心墙的防裂、防收缩性能是心墙能否起到预期效果的重要指标。混凝土在水化、硬化过程中产生的干缩、冷缩是引起裂缝的主要原因，也是导致心墙与老混凝土不能形成整体的主要原因。补偿收缩混凝就是使混凝土适度膨胀，来抵消其有害的收缩，从而达到避免混凝土开裂、保证新老混凝土形成完整整体的有效方法。而对补偿收缩混凝土而言，混凝土限制膨胀率的选择是非常重要的。基于上述补偿原理，并结合国标《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119—2003中对填充膨胀混凝土水中养护14d的最小限制膨胀率≥2.5×10-4，其28d干缩率应不大于3.0×10-4的有关规定，考虑到泵送混凝土塌落度稍高，为确保防渗墙混凝土质量，确定采用三级配常态混凝土配合比。中水东北勘测设计研究有限责任公司科学