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【摘要】本文章结合广西凤山县乔音水库除险加固工程，探讨了塑性砼防渗心墙施工技术如何应用，为同类病险水库的防渗加固处理提供了经验。
【关键词】砼防渗墙；乔音水库；加固
1.工程概况
乔音水库位于广西河池市凤山县乔音乡政府驻地-乔音街北面300m处，地处红水河流域的盘阳河支流乔音河段。乔音水库是一座以灌溉为主，兼顾以防洪、发电、人畜饮水和养殖等综合利用的中型水利工程。乔音水库总库容1101万m3，工程等级为Ⅲ等，主要建筑物为3级建筑物。本次出现加固采用的洪水标准：按100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。消能防冲按30年一遇洪水设计，相应大坝设计洪水位为592.63m，校核洪水位为593.85m。
砼防渗墙主要分布在主坝，防渗墙长约210m，墙厚60cm，防渗墙设计轴线位于主坝坝顶中心轴线，墙底深入弱风化岩石内0.5m，主坝防渗墙面积为6780cm2。因施工场区地质情况复杂，基岩属硬质岩，但相对破碎，结合设备性能，综合考虑，决定采用“抓槽”法成孔，即采用液压抓斗机抓斗成槽工艺。
2.砼防渗墙施工技术及施工工艺
砼防渗墙施工工艺：测量放线→导墙施工→地下墙成槽→清基→水下混凝土浇注。
2.1施工准备
根据设计要求，实地测定防渗墙的轴线位置，放线测量误差不超过5cm，测量成槽机平台高程，便于防渗墙顶部高程控制。
根据本工程具体情况，导墙为梯形，采用混凝土现场浇筑。导墙施工完毕后，沿防渗轴线，人工开挖导沟以便坝顶排水及排浆。导墙强度达到设计要求后在成槽机行走的线路上，适当铺一层碎石以防导墙变形。
施工技术要求：（1）塑性砼防渗墙设计物理指标：渗透系数K≤5×10-6cm/s；墙体厚度t=0.6m；抗压强度1.0Mpa≤R28d≤9.0Mpa；弹性变形模量300Mpa≤E28d≤2500Mpa；（2）抓斗成槽：槽段划分为Ⅰ、Ⅱ序槽段，根据设备及地质条件确定Ⅰ、Ⅱ序槽段开挖长均为6.0m，每个槽段分为两个主孔及一个副孔，先施工Ⅰ序槽段，后施工Ⅱ序槽段。槽段成槽采用“三抓法”，先施工槽段两端2.5m主孔，主孔完成后抓中部1.0m副孔。施工槽段成槽完工，经监理确定岩层岩性，最终确定成槽深度。
2.2泥浆系统
由于场地限制，左岸为主要交通要道，场地狭窄，无法建泥浆池，故在右坝肩靠上游侧比较平整的地方开挖泥浆池，泥浆用膨润土搅拌制成。泥浆除渣采用泥浆池沉淀方式。泥浆浓度根据施工需要加膨润土或加水进行调节，以满足不同工艺对泥浆浓度的要求。
2.3开槽施工
2.3.1槽孔位测放：以监理工程师交付的测量点为基准点，按施工设计图要求，测放槽孔轴线，测定成槽机平台顶面高程，并按设计的桩间距测放出桩位，经监理工程师复核确认后准备施工。
2.3.2成槽机行走方式为履带式，可以自行行走至施工槽段。因抓斗自重达12吨，施工一般可保证成槽的垂直度。
2.2.3抓斗成槽：采用“抓斗成槽”法，将抓斗放入槽孔内，连接好管路，启动机组进行机组试运转，一切正常后，转入正常施工。抓斗抓出的泥土直接装车运至指定弃渣场。为避免成槽过程中塌方，槽内需用泥浆护壁。固壁泥浆性能指标密度<1.1g/cm3。漏斗粘度>25s，含砂量<3%。新制泥浆经过24h膨化后，利用供浆管输送至槽孔使用，成槽及槽段浇筑过程中回收的泥浆，经净化后可重复使用。
实行排孔连续施工法：从槽孔的一端开始进行第一个孔位的施工，当第一个孔位抓挖至设计深度后，提升机具至地面，移机到下一孔位进行相同工序的施工。
本工程采用抓斗成槽法进行接头连接，即一期槽段浇筑完毕12小时后，视砼强度进行二期槽段造孔时，将一期槽段砼套抓30cm，以保证接头质量。
2.3.4清孔换浆：槽段终孔验收合格后进行清孔，清孔采用抓斗抓取淤泥，利用下设潜水排污泵抽浆，并及时用新鲜泥浆补充。清孔换浆结束1h后，达到下列标准：①孔底淤积厚度不大于10cm；②泥浆参数为：槽内泥浆比重不大于1.1g/cm3，粘度不大于35s，含砂量不大于3%。槽段清孔换浆结束前将钢丝刷子安装在抓斗斗体上，紧贴Ⅰ、Ⅱ序砼结合面，分段上下反复提动，达到刷子带不上泥屑，孔底淤积不再增加。
2.3.5下导浆管
本工程采用刚性导管法进行墙体灌注，砼竖向顺导管下落，利用导管隔离泥浆，使其不与砼接触，导管内砼依靠自重压挤下部管口的砼，并在已灌入的砼体内流运、扩散上升，最终置换出泥浆，保证砼的整体性。
导浆管采用φ200mm钢管制作，内壁应光滑平整，连接竖直，连接后重轴度偏差应小于0.7%，所用导浆管必须进行0.6～1.0MPa水压试验合格后才可使用。
清孔结束后，下设砼灌注导管。Ⅰ序槽段长度为6.0m，下设三套导管，两侧导管距孔端1～1.5m；Ⅱ序槽段由于套接头，槽段长度为6.6m，下设三套导管，两侧导管距孔端1.0m；同时槽段内导管间距不大于3.5m。导管底部距槽孔底部不大于25cm，当槽底高差大于25cm时将导管置于控制范围的最底处。
导浆管下井时必须加密封圈并涂抹黄油，上紧丝扣，保证密封。出井导管必须及时清洗干净，绝不允许在连接处及丝扣上有水泥砂浆残留。入槽导管必须准确丈量，并在地面配置好长度，确保满足二次清孔和灌浆要求。检查导管的安放长度，并做好记录。
2.3.6防渗砼灌注
根据场地施工条件，砼运输采用砼搅拌运输车运输。浇筑时槽口要设置盖板，防止杂物落入槽内。
（A）利用导管进行二次清孔完毕应立即进行砼的灌注，塑性砼的配制应具有良好的流动性，其坍落度应控制在18～22cm左右，骨料最大粒径不大于40mm。
（B）灌注前导管内置入可浮起的隔离塞球，灌注时首先配制0.3m左右的水泥砂浆放入漏斗中，随即注入足够的砼，挤出塞球并埋住导管底端，避免砼与泥浆混合。 （C）灌注开始后应连续进行，每盘砼的灌注时间应尽量缩短，拆除导管所耗时间应尽量减少，灌注时不得中途停工。
（D）在灌注过程中应每30min测量一次砼面的高度，每2h测量一次导管内砼面根据砼面上升情况，及时提升和拆除导管，使导管保持适宜的埋置深度，一般导管在砼内埋置深度最小不得小于1.0m，最大埋深不得大于6.0m。在保证埋深的前提下，随着砼面的上升，用钻机提升导管，并将顶部的部分导管拆除。
（E）槽孔内砼机上升至槽时，采用泥浆泵抽出浓浆，并提升导管，减少埋管，增加砼的冲击力，直至砼顶面超出设计墙顶标高500mm，即可停止浇筑，拔出导管，移机进入下一工序的施工。
（F）砼灌注过程中应在监理在场的情况下对砼进行随机取样抽检，并做好砼试块编号养护作好记录。
（G）认真做好砼灌注原始记录及时填写成墙验收单交监理工程师签字确认。
3.砼防渗墙成墙出现问题处理措施
3.1成槽过程中当发现槽内水位骤降并有气泡上冒，出土量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加时可能是发生坍孔，此时应仔细分析，对坍孔不严重者，可用优质粘土回填坍孔处以上1～2m，待沉积实心密实，停一段时间后再进行施工。
3.2出现漏浆时采用处理措施有：①平抛粘土，加大泥浆比重或抛入锯沫进行堵漏；②松散地层，造孔应循序渐进，预防在先，稳中求快；③保证泥浆供应强度和质量，发现漏浆及时补充；④对漏失严重的地层用速凝水泥等特殊材料处理，必要时对槽孔进行回填。
3.3发生卡斗时不得强拉，以免掉斗或坍孔，应先串轻微上下提斗，使之松动后再拉起。
3.4当砼初灌量不足或导管离孔底过高导致导管内进水时应及时提出导管，用泵吸反循环吸出孔底砼然后重新灌注。
3.5在灌注过程中，混凝土拌和物卡在导管内不能下降时，可抖动导管进行疏通，抖动时力量不可过猛，防止损坏导管。如无效，在顶层混凝土尚未初凝时，可将导管提出，进行清理，然后重新插入混凝土内，并用空气吸泥机或潜水泵将导管内的泥浆、沉淀土排除，恢复灌注。为防止排除泥浆后导管内翻水，导管插入混凝土内须有足够的深度。当井孔内散落物过多时，应先用吸泥机将散落物吸出，再插入导管。 灌筑连续性高，因故中断不得超过40min。
3.6槽孔顶浮浆过多不能达到设计标高时可采用人工凿除浮浆至新鲜砼面，然后灌注砼至设计标高。
4.结语
塑性砼防渗心墙成功应用乔音水库坝体和坝基的防渗处理，达到设计的防渗效果。并且工期短、投资少、防渗效果显著和易于工程施工。利用塑性混凝土防渗墙对病险水库坝基和坝身进行防渗处理是目前可靠、成熟的防渗处理方法。在水利工程建设中有着广阔的发展和应用前景。
【关键词】砼防渗墙；乔音水库；加固
1.工程概况
乔音水库位于广西河池市凤山县乔音乡政府驻地-乔音街北面300m处，地处红水河流域的盘阳河支流乔音河段。乔音水库是一座以灌溉为主，兼顾以防洪、发电、人畜饮水和养殖等综合利用的中型水利工程。乔音水库总库容1101万m3，工程等级为Ⅲ等，主要建筑物为3级建筑物。本次出现加固采用的洪水标准：按100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。消能防冲按30年一遇洪水设计，相应大坝设计洪水位为592.63m，校核洪水位为593.85m。
砼防渗墙主要分布在主坝，防渗墙长约210m，墙厚60cm，防渗墙设计轴线位于主坝坝顶中心轴线，墙底深入弱风化岩石内0.5m，主坝防渗墙面积为6780cm2。因施工场区地质情况复杂，基岩属硬质岩，但相对破碎，结合设备性能，综合考虑，决定采用“抓槽”法成孔，即采用液压抓斗机抓斗成槽工艺。
2.砼防渗墙施工技术及施工工艺
砼防渗墙施工工艺：测量放线→导墙施工→地下墙成槽→清基→水下混凝土浇注。
2.1施工准备
根据设计要求，实地测定防渗墙的轴线位置，放线测量误差不超过5cm，测量成槽机平台高程，便于防渗墙顶部高程控制。
根据本工程具体情况，导墙为梯形，采用混凝土现场浇筑。导墙施工完毕后，沿防渗轴线，人工开挖导沟以便坝顶排水及排浆。导墙强度达到设计要求后在成槽机行走的线路上，适当铺一层碎石以防导墙变形。
施工技术要求：（1）塑性砼防渗墙设计物理指标：渗透系数K≤5×10-6cm/s；墙体厚度t=0.6m；抗压强度1.0Mpa≤R28d≤9.0Mpa；弹性变形模量300Mpa≤E28d≤2500Mpa；（2）抓斗成槽：槽段划分为Ⅰ、Ⅱ序槽段，根据设备及地质条件确定Ⅰ、Ⅱ序槽段开挖长均为6.0m，每个槽段分为两个主孔及一个副孔，先施工Ⅰ序槽段，后施工Ⅱ序槽段。槽段成槽采用“三抓法”，先施工槽段两端2.5m主孔，主孔完成后抓中部1.0m副孔。施工槽段成槽完工，经监理确定岩层岩性，最终确定成槽深度。
2.2泥浆系统
由于场地限制，左岸为主要交通要道，场地狭窄，无法建泥浆池，故在右坝肩靠上游侧比较平整的地方开挖泥浆池，泥浆用膨润土搅拌制成。泥浆除渣采用泥浆池沉淀方式。泥浆浓度根据施工需要加膨润土或加水进行调节，以满足不同工艺对泥浆浓度的要求。
2.3开槽施工
2.3.1槽孔位测放：以监理工程师交付的测量点为基准点，按施工设计图要求，测放槽孔轴线，测定成槽机平台顶面高程，并按设计的桩间距测放出桩位，经监理工程师复核确认后准备施工。
2.3.2成槽机行走方式为履带式，可以自行行走至施工槽段。因抓斗自重达12吨，施工一般可保证成槽的垂直度。
2.2.3抓斗成槽：采用“抓斗成槽”法，将抓斗放入槽孔内，连接好管路，启动机组进行机组试运转，一切正常后，转入正常施工。抓斗抓出的泥土直接装车运至指定弃渣场。为避免成槽过程中塌方，槽内需用泥浆护壁。固壁泥浆性能指标密度<1.1g/cm3。漏斗粘度>25s，含砂量<3%。新制泥浆经过24h膨化后，利用供浆管输送至槽孔使用，成槽及槽段浇筑过程中回收的泥浆，经净化后可重复使用。
实行排孔连续施工法：从槽孔的一端开始进行第一个孔位的施工，当第一个孔位抓挖至设计深度后，提升机具至地面，移机到下一孔位进行相同工序的施工。
本工程采用抓斗成槽法进行接头连接，即一期槽段浇筑完毕12小时后，视砼强度进行二期槽段造孔时，将一期槽段砼套抓30cm，以保证接头质量。
2.3.4清孔换浆：槽段终孔验收合格后进行清孔，清孔采用抓斗抓取淤泥，利用下设潜水排污泵抽浆，并及时用新鲜泥浆补充。清孔换浆结束1h后，达到下列标准：①孔底淤积厚度不大于10cm；②泥浆参数为：槽内泥浆比重不大于1.1g/cm3，粘度不大于35s，含砂量不大于3%。槽段清孔换浆结束前将钢丝刷子安装在抓斗斗体上，紧贴Ⅰ、Ⅱ序砼结合面，分段上下反复提动，达到刷子带不上泥屑，孔底淤积不再增加。
2.3.5下导浆管
本工程采用刚性导管法进行墙体灌注，砼竖向顺导管下落，利用导管隔离泥浆，使其不与砼接触，导管内砼依靠自重压挤下部管口的砼，并在已灌入的砼体内流运、扩散上升，最终置换出泥浆，保证砼的整体性。
导浆管采用φ200mm钢管制作，内壁应光滑平整，连接竖直，连接后重轴度偏差应小于0.7%，所用导浆管必须进行0.6～1.0MPa水压试验合格后才可使用。
清孔结束后，下设砼灌注导管。Ⅰ序槽段长度为6.0m，下设三套导管，两侧导管距孔端1～1.5m；Ⅱ序槽段由于套接头，槽段长度为6.6m，下设三套导管，两侧导管距孔端1.0m；同时槽段内导管间距不大于3.5m。导管底部距槽孔底部不大于25cm，当槽底高差大于25cm时将导管置于控制范围的最底处。
导浆管下井时必须加密封圈并涂抹黄油，上紧丝扣，保证密封。出井导管必须及时清洗干净，绝不允许在连接处及丝扣上有水泥砂浆残留。入槽导管必须准确丈量，并在地面配置好长度，确保满足二次清孔和灌浆要求。检查导管的安放长度，并做好记录。
2.3.6防渗砼灌注
根据场地施工条件，砼运输采用砼搅拌运输车运输。浇筑时槽口要设置盖板，防止杂物落入槽内。
（A）利用导管进行二次清孔完毕应立即进行砼的灌注，塑性砼的配制应具有良好的流动性，其坍落度应控制在18～22cm左右，骨料最大粒径不大于40mm。
（B）灌注前导管内置入可浮起的隔离塞球，灌注时首先配制0.3m左右的水泥砂浆放入漏斗中，随即注入足够的砼，挤出塞球并埋住导管底端，避免砼与泥浆混合。 （C）灌注开始后应连续进行，每盘砼的灌注时间应尽量缩短，拆除导管所耗时间应尽量减少，灌注时不得中途停工。
（D）在灌注过程中应每30min测量一次砼面的高度，每2h测量一次导管内砼面根据砼面上升情况，及时提升和拆除导管，使导管保持适宜的埋置深度，一般导管在砼内埋置深度最小不得小于1.0m，最大埋深不得大于6.0m。在保证埋深的前提下，随着砼面的上升，用钻机提升导管，并将顶部的部分导管拆除。
（E）槽孔内砼机上升至槽时，采用泥浆泵抽出浓浆，并提升导管，减少埋管，增加砼的冲击力，直至砼顶面超出设计墙顶标高500mm，即可停止浇筑，拔出导管，移机进入下一工序的施工。
（F）砼灌注过程中应在监理在场的情况下对砼进行随机取样抽检，并做好砼试块编号养护作好记录。
（G）认真做好砼灌注原始记录及时填写成墙验收单交监理工程师签字确认。
3.砼防渗墙成墙出现问题处理措施
3.1成槽过程中当发现槽内水位骤降并有气泡上冒，出土量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加时可能是发生坍孔，此时应仔细分析，对坍孔不严重者，可用优质粘土回填坍孔处以上1～2m，待沉积实心密实，停一段时间后再进行施工。
3.2出现漏浆时采用处理措施有：①平抛粘土，加大泥浆比重或抛入锯沫进行堵漏；②松散地层，造孔应循序渐进，预防在先，稳中求快；③保证泥浆供应强度和质量，发现漏浆及时补充；④对漏失严重的地层用速凝水泥等特殊材料处理，必要时对槽孔进行回填。
3.3发生卡斗时不得强拉，以免掉斗或坍孔，应先串轻微上下提斗，使之松动后再拉起。
3.4当砼初灌量不足或导管离孔底过高导致导管内进水时应及时提出导管，用泵吸反循环吸出孔底砼然后重新灌注。
3.5在灌注过程中，混凝土拌和物卡在导管内不能下降时，可抖动导管进行疏通，抖动时力量不可过猛，防止损坏导管。如无效，在顶层混凝土尚未初凝时，可将导管提出，进行清理，然后重新插入混凝土内，并用空气吸泥机或潜水泵将导管内的泥浆、沉淀土排除，恢复灌注。为防止排除泥浆后导管内翻水，导管插入混凝土内须有足够的深度。当井孔内散落物过多时，应先用吸泥机将散落物吸出，再插入导管。 灌筑连续性高，因故中断不得超过40min。
3.6槽孔顶浮浆过多不能达到设计标高时可采用人工凿除浮浆至新鲜砼面，然后灌注砼至设计标高。
4.结语
塑性砼防渗心墙成功应用乔音水库坝体和坝基的防渗处理，达到设计的防渗效果。并且工期短、投资少、防渗效果显著和易于工程施工。利用塑性混凝土防渗墙对病险水库坝基和坝身进行防渗处理是目前可靠、成熟的防渗处理方法。在水利工程建设中有着广阔的发展和应用前景。