陳 勝

（安徽省太湖縣水利局 246400）

方 群

（安徽省太湖縣方洲水庫管理所 246400）

1 工程概況

方洲水庫位于安徽省太湖縣城西鄉(xiāng)6km的皖河水系長河支流方家洲河出口處，樞紐主要由大壩、開敞式實(shí)用堰溢洪道、輸水洞、事故洞、一級電站等建筑物組成。水庫集雨面積28.68km2，年徑流深850.0mm，總庫容1750萬m3，正常蓄水位88.0m。下游保護(hù)合九鐵路、105國道、滬蓉高速路及847hm2農(nóng)田和1.4萬人口。是一座以灌溉為主，結(jié)合防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的省重點(diǎn)中型水庫。

方洲水庫大壩為粘土心墻砂殼壩，壩頂高程93.8m，最大壩高33.8m，壩頂寬5.0m，軸線長180.0m。心墻頂高程88.62～93.0m，頂寬0.5～1.6m?？碧奖砻鳎捍髩握惩列膲攲?.5～1.6m，坡度 1∶0.3；心墻不僅頂寬不一致，其頂部高程也有起伏，最高93.0m，最低88.62m，填筑極不規(guī)則；心墻土體多表現(xiàn)為含砂高液限粘土，有些地段心墻中含有大量的低液限粉土質(zhì)砂和碎石、塊石等，填筑土料的質(zhì)量較差。滲透系數(shù)為 8.6×10-6～9.5×10-4cm/s，屬中等透水；壩殼代料的工程性狀根據(jù)坑槽和鉆孔所取土樣分析，壩殼代料的物質(zhì)組成和顆粒級配不均一，其中主要是殘積砂土，滲透系數(shù)為1.3×10-4～8.71×10-2cm/s，透水性較強(qiáng)。

2004年12月，安徽省安慶市水利局組織進(jìn)行了方洲水庫大壩安全鑒定工作，2005年2月16日，水利部大壩安全管理中心以壩函[2005]248號文《關(guān)于方洲水庫三類壩鑒定成果認(rèn)定的意見》評定為三類大壩。

2005年11月，經(jīng)長江水利委員會長江勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，對方洲水庫大壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)，土壩防滲處理的方案為混凝土防滲墻垂直防滲方案。2007年12月，方洲水庫除險(xiǎn)加固工程正式獲批準(zhǔn)實(shí)施，經(jīng)公開招標(biāo)，該工程由山東水利工程建設(shè)局承建，2007年12月混凝土防滲墻開始施工，于2008年3月完工。在施工中，施工單位加強(qiáng)質(zhì)量管理，嚴(yán)格按規(guī)范要求施工，施工質(zhì)量優(yōu)良，2010年5月順利通過竣工驗(yàn)收。經(jīng)過一年的觀測，大壩加固后防滲工程的截滲效果比較明顯。

2 混凝土防滲墻工程施工質(zhì)量控制

方洲水庫除險(xiǎn)加固工程混凝土防滲墻施工分兩期進(jìn)行，先Ⅰ期，后Ⅱ期，Ⅰ、Ⅱ期槽間采用雙反弧接頭，各期按主、副孔進(jìn)行施工，建造槽孔前修建現(xiàn)澆混凝土導(dǎo)墻，槽孔采用泥漿護(hù)壁；防滲墻造孔采用兩鉆一抓施工方法，先鉆完主孔，后采用抓斗抓取副孔土體；混凝土防滲墻的質(zhì)量檢查采用巖芯鉆孔法。其施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備→修建泥漿池及導(dǎo)墻→槽段劃分及確定施工順序→修建施工平臺→泥漿拌制→槽段成槽及清孔處理→混凝土澆注。

在該工程實(shí)施過程中，業(yè)主、監(jiān)理單位、施工單位各自履行職責(zé)，實(shí)行全面的質(zhì)量管理，采取事前、事中、事后控制，重點(diǎn)把好泥漿的拌制、槽段成槽、混凝土澆注等關(guān)鍵工藝的質(zhì)量關(guān)，確保了工程質(zhì)量。

2.1 泥漿的拌制及質(zhì)量控制

方洲水庫除險(xiǎn)加固工程混凝土防滲墻施工選用2臺制漿能力達(dá)250m3/臺班（ZL400型制漿機(jī)）的高效、低噪音的高速回轉(zhuǎn)攪拌機(jī)拌制泥漿，其中1臺備用。制漿材料按規(guī)范要求選用，施工中泥漿輸送設(shè)備選用22kW離心泥漿泵配5英寸鋼管或膠管，由泥漿池將新鮮泥漿（在泥漿池中存放24h以上的泥漿）輸送到開槽現(xiàn)場。施工中不合格的泥漿輸送至廢棄泥漿池，運(yùn)至監(jiān)理指定棄渣場。泥漿拌制過程中質(zhì)量控制措施如下：

a.嚴(yán)格保證泥漿的攪拌時(shí)間，使之?dāng)嚢杈鶆颉０柚坪煤?，在儲漿池內(nèi)存放24h以上，以便粘土顆粒充分水化、膨脹。如直接使用，則須延長一半的攪拌時(shí)間，以確保泥漿質(zhì)量。

b.加強(qiáng)泥漿技術(shù)性能的檢測，每20桶抽查泥漿試樣一組。在循環(huán)使用過程中，每工班進(jìn)行兩次泥漿質(zhì)量檢測，以便有效地控制好泥漿質(zhì)量。

c.在成槽過程中，不斷向槽內(nèi)補(bǔ)充新泥漿，確?？變?nèi)泥漿面始終保持在導(dǎo)墻頂面以下30～50cm，避免因孔內(nèi)水頭不夠而導(dǎo)致坍孔。

d.施工過程中，根據(jù)不同的地層，經(jīng)常調(diào)整泥漿配合比。

2.2 槽段成槽施工工藝及質(zhì)量控制

根據(jù)設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)和該工程的實(shí)際地質(zhì)條件以及施工單位現(xiàn)有的實(shí)際施工能力，此次成槽主要選用SG30全液壓抓斗和沖擊鉆，采用兩鉆一抓的施工方法。整個(gè)造孔過程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)如下：

a.抓斗在開孔時(shí)要保證斗體與防滲墻軸線平行，斗體的中心線與導(dǎo)墻的中心線重合，其下放的速度要平緩、穩(wěn)定，以使形成的導(dǎo)向槽垂直。

b.施工過程中，禁止大行程快速提降斗體，以防抽吸或沖擊而引起坍孔和大壩裂縫。

c.成槽過程中，如發(fā)現(xiàn)液面下降并伴隨泛氣泡的現(xiàn)象，證明有漏漿現(xiàn)象。一般情況填粘土、水泥；稍嚴(yán)重填鋸末、草球；嚴(yán)重時(shí)槽孔填死，等兩邊結(jié)束后再開挖（或用沖擊鉆）。

d.成槽過程中，因故停止時(shí)間較長時(shí)，為避免泥漿沉淀、防止孔壁坍塌，在停工期間，用氣鼓法（即下排氣管、通壓縮空氣）攪拌槽孔內(nèi)泥漿。

e.注意特殊情況的處理。在進(jìn)行槽段開挖的時(shí)候，容易出現(xiàn)以下的情況：

一是由于地質(zhì)情況出現(xiàn)漏漿和槽段塌方。2007年12月24日，在進(jìn)行17號槽的開挖工作時(shí)出現(xiàn)了漏漿，現(xiàn)場工程技術(shù)人員認(rèn)真對現(xiàn)場情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)壩體在17～27號槽之間有松散的砂礫層，厚度大約在3～4m。針對這種情況，決定對此槽進(jìn)行回填，在回填時(shí)加入了大量的膨潤土、泥球、纖維素以增加土體的粘結(jié)能力，并每回填2m，用液壓抓斗進(jìn)行一次壓倒工作，以堵死可能滲漏的裂縫；另外，針對這些槽段，及時(shí)調(diào)整泥漿稠度，并在泥漿中加入稻草等添加劑。此舉錯(cuò)收到了明顯的效果，在對此槽段再次進(jìn)行開挖時(shí)，有效地解決了漏漿問題，順利完成了這部分槽段的施工。

二是由于抓斗的垂直度控制得不好，致使孔斜率超出設(shè)計(jì)要求。針對這種情況，處理的方法是將此槽回填，同時(shí)進(jìn)行壓實(shí)，避免第二次開挖時(shí)出現(xiàn)回填部分塌方或因回填不實(shí)造成污染混凝土。

2.3 混凝土澆注質(zhì)量控制

方洲水庫除險(xiǎn)加固工程混凝土防滲墻施工按設(shè)計(jì)要求，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的配合比合理選擇原材料，考慮該工程需混凝土約3000m3，選用0.5m3的攪拌機(jī)2臺，以滿足施工要求，并選用2臺混凝土罐車，保證最深槽在規(guī)定時(shí)間內(nèi)澆注完成。泥漿中澆筑混凝土采用直升導(dǎo)管法，并配備2臺自制的專用懸臂式導(dǎo)管提升架，導(dǎo)管的布置和整個(gè)澆注過程必須嚴(yán)格按照規(guī)范連續(xù)進(jìn)行，施工質(zhì)量控制要點(diǎn)如下：

a.澆注過程中，若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管漏漿或混凝土中混入泥漿，立即停止?jié)补?。利用沖擊鉆及抽筒進(jìn)行清孔換漿，一直清到設(shè)計(jì)墻頂高程。

b.混凝土澆注不得中斷，控制在4～6h內(nèi)澆完，以保證混凝土的均勻性。間歇時(shí)間不得超過30min。攪拌好的混凝土在1.5h內(nèi)澆注完畢，否則應(yīng)摻加緩凝劑。

c.澆灌時(shí)保持槽內(nèi)混凝土面均衡上升，導(dǎo)管不能做橫向運(yùn)動(dòng)，各導(dǎo)管處的混凝土面高差不宜大于0.3m。導(dǎo)管提升速度控制與混凝土的上升速度相適應(yīng)，始終保持導(dǎo)管在混凝土中的插入深度不小于1.5m，也不能使混凝土溢出漏斗或流進(jìn)槽內(nèi)，污染泥漿。

d.在混凝土澆灌過程中，經(jīng)常用測錘測量混凝土面實(shí)際標(biāo)高，計(jì)算混凝土上升高度，導(dǎo)管下口與混凝土相對位置，統(tǒng)計(jì)混凝土澆灌量，及時(shí)做好記錄。

e.當(dāng)混凝土澆到墻頂層時(shí)，澆注高度須超出設(shè)計(jì)墻頂標(biāo)高至少50cm，以保證混凝土質(zhì)量。

f.注意混凝土接頭處理。根據(jù)該工程實(shí)際情況和施工工藝，槽段連接采用接頭管，使用液壓拔管機(jī)起拔接頭管，其最佳拔管時(shí)間根據(jù)混凝土初凝時(shí)間和澆筑速度確定，在驗(yàn)算地基及導(dǎo)墻承載能力的基礎(chǔ)上，采取措施防止槽孔坍塌。

3 工程施工后滲控效果

3.1 工程竣工檢測效果

方洲水庫混凝土防滲墻工程施工完成后，2008年4月，安徽省水利工程質(zhì)量檢測中心站對該工程進(jìn)行了無損檢測。

此次檢測運(yùn)用工程物探儀器對墻體進(jìn)行連續(xù)滾動(dòng)測試。主要檢測墻體的均勻性、連續(xù)性、可能存在的缺陷等，兩種方法相互驗(yàn)證，以提高判斷的精度。經(jīng)檢測給出的結(jié)論如下：

a.防滲墻體質(zhì)量鉆孔檢查結(jié)果表明：檢查孔芯樣材料均勻、完整，未見孔洞、裂隙和混泥現(xiàn)象。

b.根據(jù)高密度電法和地震影象法對被檢測墻體的檢測結(jié)果，墻體整體連續(xù)、較均勻，有效深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，未發(fā)現(xiàn)明顯缺陷。

c.根據(jù)防滲墻墻體芯樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其抗壓強(qiáng)度、彈性模量均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

d.防滲墻壓水實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：防滲墻滲透系數(shù)及透水率均滿足設(shè)計(jì)要求（見表1）。

3.2 運(yùn)行觀測效果

方洲水庫除險(xiǎn)加固工程施工完成后，方洲水庫管理所通過大壩安全觀測系統(tǒng)對方洲水庫混凝土防滲墻進(jìn)行了連續(xù)跟蹤觀測。觀測成果顯示：

表1 方洲水庫混凝土防滲墻工程施工檢測成果

a.防滲墻前后水位差變化大，防滲墻的截滲效果比較明顯。2008年7月處于高庫水位時(shí)，0+130和0＋095斷面防滲墻前后水位差最大達(dá)到12.699m，水位差最小也超過了8.839m；0＋050斷面防滲墻前后水位差相對小一些。主要是由左岸壩殼料土質(zhì)砂性較強(qiáng)，降雨入滲及左岸山體排水所致。

b.實(shí)測壩體浸潤線比理論計(jì)算浸潤線低，滿足設(shè)計(jì)要求。工程加固后，從大壩實(shí)測浸潤線看，防滲墻前后的水位差明顯，壩體下游浸潤線較低。大壩實(shí)測浸潤線與理論計(jì)算浸潤線（初設(shè)階段加固后的滲流分析成果）見下頁圖。可見，大壩實(shí)測浸潤線低于理論計(jì)算浸潤線，滿足設(shè)計(jì)要求。

c.加固后壩體滲流場變化明顯，防滲工程顯著降低了壩體浸潤線高度。根據(jù)新建測壓管的孔位0＋095斷面5號測壓管與加固前Ⅱ2號老測壓管（基本同一位置）1999年水位的比較，2009年與1999年汛期庫水位情況較相近（見表2），在上游水位接近或者大的情況下，防滲工程實(shí)施后壩體滲壓水位有了一定程度的降低，不同庫水位下，測壓管水位下降了0.49～2.49m，當(dāng)庫水位高達(dá)88.10m時(shí)，防滲工程實(shí)施后5號測壓管水位下降1.34m，說明防滲工程對于降低壩體浸潤線高度起到了比較明顯的作用。

大壩實(shí)測浸潤線與理論計(jì)算浸潤線對比圖（庫水位88.0m）

表2 0+095斷面5號測壓管與Ⅱ2老測壓管水位比較情況

4 結(jié)語

方洲水庫混凝土防滲墻工程在實(shí)施過程中，重點(diǎn)把好泥漿的拌制、槽段成槽、混凝土澆注等關(guān)鍵工藝的質(zhì)量關(guān)。工程實(shí)施后，墻體整體連續(xù)，較均勻，有效深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，防滲墻滲透系數(shù)及透水率均滿足設(shè)計(jì)要求。壩體滲流情況得到改善，浸潤線得到了降低，實(shí)測大壩浸潤線低于理論計(jì)算浸潤線。已有資料表明：當(dāng)水庫達(dá)高水位88.10m時(shí)0+095斷面防滲工程實(shí)施后防滲軸線下游4m處水位下降了1.34m。其他測壓管位勢在不同水頭作用下也基本穩(wěn)定，大壩運(yùn)行狀態(tài)正常。