塑性砼防渗心墙施工技术在水库加固中的应用与实践研究

彭兆强

摘 要：塑性防渗心墙作为成熟可靠、效果突出的防渗技术，近年来在全国各地病险水库除险加固中得到大量应用。文章针对塑性心墙在水库加固中的相关施工方法和流程，提出简化导槽布置方案，槽孔内预埋灌浆管的优化布置方案，并成功运用在工程实践中，为塑性砼心墙施工技术提供了可行的实践方案。

关键词：塑性砼防渗心墙；施工技术；水库加固；应用实践

中图分类号：TV52 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）20-0144-02

引言

近些年来，城乡建筑工程的整体规模都在迅速扩大。在现阶段的水库施工中，开展水库加固的目标在于防控水库渗漏等不良现象，对于水库本身的稳定性进行了全面提高[1]。塑性砼制作成的防渗心墙已经运用于现阶段的水库加固，通过这种措施来提升加固施工的整体质量，消除施工流程中的安全隐患。

1 工程概况

土桥水库于1958年开工建设，经1962年、1973年和1974年三次加高扩建，形成现在的规模。土桥水库控制集雨面积134.1km2，总库容达3600×104m3，是一个以城市及工业供水为主，兼顾防洪、灌溉及发电效益的中型水库，枢纽建筑物包括主坝、副坝、输水设施、溢洪道等，大坝坝型为均质土坝。2015年对土桥水库进行除险加固，加固内容为：主坝及副坝防渗加固、溢洪道续建、大坝排水体改造、上坝抢险公路改建、白蚁防治等。大坝防渗加固方案采用塑性砼防渗心墙结合坝基帷幕灌浆，防渗心墙总长812m，心墙厚度为0.6m，心墙最大深度25m，采用C5塑性混凝土来构建墙体。

相比于其他项目施工，本项目体现为如下的特殊性：为满足设备进场施工，施工平台宽度要求约为10m，原坝顶宽度为5m，需将坝顶高程降低1.15～1.3m，利用降低坝顶及导墙基础开挖的土石方填筑至下（上）游坝坡形成施工平台。为满足坝基防渗要求，设计在心墙轴线布置了帷幕灌浆，并采用预埋钢管做心墙灌浆孔，待心墙完建后在施工帷幕灌浆，使帷幕与心墙结合形成防渗体以达到大坝防渗需要。

2 施工方案及存在的问题

坝体塑性砼防渗心墙仍采用常规的“抓斗成槽法”造孔，即抓斗抓取槽孔土方造孔成槽，泥浆护壁，导管法浇筑水下砼成墙。成墙的施工工序：修筑导墙和施工平台→划分槽段→一期槽孔开挖→预埋灌浆钢管→浇筑混凝土→二期槽孔开挖→预埋灌浆钢管→浇筑混凝土，导槽采用常规现浇砼导槽。塑性砼防渗心墙主要施工方案为修筑导墙、现场调制泥浆、制作泥浆池、开展成槽施工、处理并且清洗接头等。在上述的各项施工流程中，泥浆施工以及导墙施工应当构成其中的关键。此外，施工流程还应当包含混凝土灌注的具体环节，对此可以借助搅拌机来完成水下的搅拌操作。对于砼进行搅拌与灌注处理，对于钢板可以设计为3毫米，借助直径200毫米的导管来辅助操作。在水下操作的全过程中，应当借助混凝土制成的隔水栓，然后运用提升架或者吊机来实现导管吊装的处理。

本项目由于塑性砼心墙施工时，将坝顶降低以形成工作面，造成大坝防洪标准降低，需在一个枯水施工时段完成心墙施工。原设计采用的现浇砼导槽施工方案需待砼达到设计强度后方能开挖槽孔，耗时多，影响工期。预埋灌浆钢管布置在狭窄的槽孔内，长度大，难以固定，受砼澆筑振捣影响，容易造成钢管变形、位移，达不到设计孔斜率要求。且本项目工程量大，按常规施工方案施工工期难以满足，施工难度大。

为此，经与设计单位和监理单位协商，并报业主批准后，本项目施工采用了钢模板导槽代替常规现浇砼导槽方案，预埋钢管采用定位桁架三管埋设法施工。

3 钢模板导墙施工

针对本工程防渗墙的槽孔深度不大，槽孔最大深度25m，每槽孔的施工时间短，从开始成槽至浇筑槽孔砼完成一般不超过24小时，采用钢模板导墙能节约成本，加快施工进度。在深槽开挖前，按照施工图纸沿防渗墙纵轴线位开挖导沟，在两侧安装钢模板导墙，钢模板加工成角钢形状，采用钢板的厚度为20mm，平面宽1.1m，立面高1.5m，即导墙深度1.5m。钢模板导墙的安装划分100米为一个施工段，剩余不足100米的也作为一个施工段，一个施工段施工完成后，拆除该段钢模板搬运到下一个施工段进行导墙安装。

钢模导墙和防渗墙中心线应平行，竖向面必须保持垂直，这是保证防渗墙垂直精度的重要环节，安装时用红外线检测器校准并与挠固件及相邻钢模板焊接牢固。导墙与纵轴线允许偏差为10mm，内外导墙净距允许偏差为5mm，导墙上表面应水平，全长范围内高差应小于10mm，单幅高差应小于5mm。钢模板导墙施工主要施工步骤如下：场地平整→测量定位、放线→导槽土方开挖→导墙钢模板安装→在钢模板导墙上标记槽孔号。

该方案较原现浇砼导槽方案大大节省了施工工期，且能满足项目要求。

4 预埋灌浆管施工

为满足灌浆管定位和孔斜率控制要求，施工采用将预埋灌浆管（φ150mm钢管）用定位桁架固定，定位桁架由50*5mm角钢制作而成，横向间距2000mm，桁架高度根据槽孔孔深度而定。

4.1 预埋灌浆管的布设

根据槽段深度，预埋灌浆管的下设采用三管埋设的方法，尽量消除因管体自身的垂直度及混凝土浇筑时冲击力的作用，对管体定位的影响。预埋灌浆管孔距2.0m，位于防渗墙中心轴线上，平面上的允许偏差不大于±5cm，预埋钢管直径为150mm。

根据槽孔深度调整角钢横向数量保持预埋管桁架的整体性，防止桁架在施工过程中弯曲变形，确保相邻的灌浆管间距为2.0m。并随时注意调整一期槽孔与二期糟孔端头部位相邻两灌浆管的间距为2.0m。

4.2 预埋灌浆管的起吊、安装

预埋管钢桁架采用吊车起吊，整体下设。下设时要安全、平稳，遇到阻力时不得强行下放，以免桁架变形，造成管体移位，影响下设精度。

预埋灌浆管在槽口固定在导墙上。灌浆管间采用焊接连接，底部管口用2mm钢板焊接封闭，防止混凝土进入管内。

5 结束语

按上述优化后的工程施工方案，项目于第一年10月上旬开工，至第二年3月全部完工，顺利的按计划在汛前完成坝体防渗施工任务。经检测，除极少量槽段预埋灌浆钢管的孔斜率超过设计要求，需局部加密钻孔增补帷幕灌浆外，绝大部分预埋孔定位位置及孔斜率均满足设计要求，证明优化后的施工方案是能满足项目要求的。因此，本项目塑性砼防渗心墙施工方案获得成功，说明对不同的工程项目情况，有针对性的提出工程施工方案能加快施工进度，保证工程质量，节约投资。

参考文献：

[1]韦逗逗.塑性砼防渗心墙在泗维河水库大坝加固中的应用[J].企业科技与发展，2014（14）：57-59.

[2]甘霖.塑性砼防渗心墙施工技术在乔音水库除险加固工程的应用[J].科技与企业，2013（15）：158+160.

[3]赵丽丽，崔永国.舒兰市小城水库除险加固工程坝基塑性砼防渗墙施工技术[J].吉林水利，2011（12）：54-56+62.

[4]黄波，宋智静.浅谈塑性砼防渗心墙施工技术在水库加固中的应用[J].企业科技与发展，2014（15）：62-63.