劉學(xué)軍

（遼寧省義縣水利局 錦州市 121100）

1 工程概況

靠山屯水庫座落在遼寧錦州義縣西南部，留龍溝鄉(xiāng)靠山屯村南，系小凌河流域黑山廟河中下游峽谷地帶的水利樞紐工程，距義縣縣城45 km，是一座以防洪、灌溉、養(yǎng)魚綜合利用為一體的中型山谷水庫，水庫設(shè)計總庫容1 593萬m3，設(shè)計洪水位139.01 m，校核洪水位141.28 m，正常高水位（防洪限制水位）135.30 m，死水位129.57 m，死庫容51.60萬m3。

水庫主要由大壩、溢洪道和輸水洞組成，壩體為均質(zhì)土壩，全長180 m，壩頂寬6 m，上游壩坡1∶3，下游壩坡1∶2.7。庫區(qū)由天然的構(gòu)造剝蝕洼地構(gòu)成,形狀不規(guī)則。庫區(qū)地層巖性主要中元古界薊縣系霧迷山組白云巖組成，水庫在多年運行后大壩壩基松散的砂礫層嚴重滲水，部分壩段出現(xiàn)明顯的滲漏積水,壩后土壤次生鹽堿化、沼澤化嚴重，直接威脅大壩安全和正常效益的發(fā)揮，被水利部列為病險庫。

靠山屯水庫除險加固工程對壩體防滲選用薄壁抓斗塑性混凝土防滲墻技術(shù),防滲墻軸線位于壩軸線偏上游，全長180 m，墻頂高程139.51 m，墻體有效厚度0.4 m，塑性混凝土防滲墻底部至弱風化巖上部。塑性混凝土防滲墻平均深8 m，最深達23 m，本工程共建混凝土防滲墻3 128.9 m2。

混凝土防滲墻的主要設(shè)計指標為：抗壓強度達到（5～6）MPa，彈性模量 1 500 MPa，滲透系數(shù) 1×10-7cm/s。塑性混凝土墻配合比采用二級配，水泥采用32.5 MPa普通硅酸鹽水泥。

2 塑性混凝土防滲墻施工工藝

2.1 挖槽準備

（1）布置施工平臺及導(dǎo)向設(shè)施，抓斗施工平臺設(shè)置在壩頂，因壩頂寬度為6 m，壩前土護坡1∶3，為滿足施工要求，將壩頂下挖13 m，使防滲墻施工的工作平臺寬度達到12 m并壓實。挖掘機挖導(dǎo)槽，C15混凝土澆筑導(dǎo)墻，導(dǎo)墻壁寬0.5m，高0.6m，間距0.5m。

（2）槽段劃分及施工順序。根據(jù)靠山屯水庫的地質(zhì)情況，單個槽孔長度為7 m，采用間隔槽段造孔。槽孔總長180 m，分為26個槽段，分Ⅰ、Ⅱ序槽段分段造槽，采用“抓鑿法”，Ⅰ序槽段和Ⅱ序槽段連接即形成連續(xù)的垂直防滲墻。

（3）泥漿準備。泥漿用于支承孔壁、穩(wěn)定地層、懸浮沉渣,同時向槽兩側(cè)地層滲透的泥漿以及槽兩側(cè)邊壁形成的泥皮還起到輔助截滲的作用。

泥漿拌制采用ZJ-400L型高速泥漿攪拌機3臺，供漿泵3PNLG型2臺，由泥漿站至施工槽段，鋪設(shè)直徑75 mm鋼管用于輸送泥漿，另按澆筑槽孔的位置鋪設(shè)可移動的直徑75 mm管路，用于槽段澆筑時回收泥漿，管路始端分別安設(shè)相應(yīng)的泥漿泵。

泥漿材料選用膨潤土，泥漿性能指標為：濃度大于4.5%，密度小于1.1 g/cm3,粘度大于25 s，泥皮厚度小于1.5 mm。成槽過程中,對槽段采取必要的防護,防止廢漿、廢渣、雜物進入槽內(nèi),引起泥漿性能的改變。為防止離析、沉淀、保持性能指標均一,槽段內(nèi)泥漿液面保持在槽口板頂面以下（30～50）cm 的范圍內(nèi)。

2.2 成槽方法

槽孔分兩序施工，先施工Ⅰ序槽、再施工Ⅱ序槽。Ⅰ、Ⅱ序槽段均采用三抓成槽，即Ⅰ序槽先抓取兩側(cè)單元，再抓取中間單元；Ⅱ序槽先抓取中間單元，再抓取兩側(cè)單元。

（1）槽孔寬度和槽孔分段長度。槽孔寬度不小于400 mm，Ⅰ、Ⅱ序槽段采用接頭管法相連，槽孔長度采用7 m。

（2）槽孔中心線與垂直度。各槽孔中心線位置在設(shè)計防滲墻軸線上。槽孔壁面保持平整垂直，防止偏斜,孔斜率不大于4‰。成墻段無探頭石和波浪形小墻等。Ⅰ、Ⅱ序槽孔接頭管中心線在任一深度的偏差值應(yīng)能保證滿足設(shè)計要求。抓斗上下升降過程中保持平穩(wěn),避免左右擺動。主機要倒退行駛,不允許在已成槽部位上行駛,以免孔壁坍塌。

（3）槽孔深度。為了掌握地層巖性及確定防滲墻底線高程,沿防滲墻軸線每間隔20 m布設(shè)一個先導(dǎo)孔，針對局部地段地質(zhì)條件變化大的部位進行適當加密。先導(dǎo)孔采用XY-2型取芯鉆機進行施工,根據(jù)芯樣整理資料確定槽孔底線高程并報監(jiān)理單位批準,以指導(dǎo)施工。

（4）終孔。槽孔終孔后，施工方及時對孔位、孔深、槽孔長度、寬度及孔斜等施工質(zhì)量進行自檢，自檢合格后報監(jiān)理單位驗收，驗收合格后進行下一道工序的作業(yè)。

2.3 防滲墻混凝土配合比及材料

（1）防滲墻為塑性混凝土墻體，抗壓強度（5.0～6.0）MPa。

（2） 混凝土入槽時的坍落度為（18～22）cm，任何情況下不得低于15 cm；擴散度為（34～40）cm；混凝土的初凝時間不小于6 h，終凝時間不大于24 h。

（3）水泥選擇32.5 MPa普通硅酸鹽水泥,混凝土骨料選擇，中粗砂；礫石粒徑（5～20）mm的天然骨料。膨潤土選用附近膨潤土廠的產(chǎn)品。

2.4 墻體混凝土澆筑成槽后，采用直升導(dǎo)管法于泥漿下澆筑混凝土

（1）混凝土拌和及運輸。在施工現(xiàn)場設(shè)置一套混凝土攪拌系統(tǒng)進行混凝土拌制，嚴格按配合比對混凝土進行配料和拌制，拌制時間和程序均由試驗確定。

混凝土運輸采用3臺3 m3混凝土攪拌運輸車，在運輸過程中盡量縮短時間，不使混凝土產(chǎn)生離析、漏漿。

（2）混凝土澆筑。澆筑導(dǎo)管沿槽孔軸線布置,相鄰導(dǎo)管的間距不大于3.5 m，Ⅰ序槽孔兩端的導(dǎo)管距孔端應(yīng)小于1.5 m，Ⅱ序槽孔兩端的導(dǎo)管距孔端應(yīng)小于1.0 m。安裝導(dǎo)管時,導(dǎo)管底部出口與孔底板距離不得大于25 cm，并不大于1.5倍導(dǎo)注塞的直徑,如孔底高差大于25 cm，則將導(dǎo)管中心放在該導(dǎo)管控制范圍內(nèi)的最低處。澆筑前,每個導(dǎo)管均下入可浮出漿面的導(dǎo)注塞,堵塞導(dǎo)管底口。

澆筑導(dǎo)管內(nèi)徑采用25 cm，澆筑前導(dǎo)管應(yīng)進行密閉承壓試驗。導(dǎo)管開始澆筑時，先下入導(dǎo)注塞，將導(dǎo)注塞壓到導(dǎo)管底部，將管內(nèi)泥漿擠出管外。然后將導(dǎo)管稍微上提，使導(dǎo)注塞浮出，一舉將導(dǎo)管底端被混凝土埋住，保證后續(xù)澆筑的混凝土不致與泥漿摻混。槽孔混凝土澆筑嚴格遵循先深后淺的順序，從最深的導(dǎo)管開始，由深到淺依次開澆，直至全槽混凝土面基本澆平以后，再全槽均衡上升。澆筑過程中，保持導(dǎo)管埋入混凝土的深度為（2～4）m，維持全槽混凝土面均衡上升，控制其高差在0.5 m范圍內(nèi)。每30 min測量一次槽孔混凝土面，每2 h測定一次導(dǎo)管內(nèi)混凝土面，在開澆和結(jié)尾時適當增加測量次數(shù)；槽孔內(nèi)混凝土面上升速度大于2 m/h，并連續(xù)上升到設(shè)計高程；澆筑過程中作好混凝土面上升的記錄，防止堵塞、埋管、導(dǎo)管漏漿和泥漿摻混等事故的發(fā)生。在混凝土澆筑時，按要求在出機口和槽口入口處隨機取樣，檢驗混凝土的物理力學(xué)性能指標，不合格混凝土嚴禁入槽。

（3）相鄰槽孔混凝土采用接頭管法。接頭管采用25t汽車起重機起吊接頭管，對準端孔中心，垂直徐徐下放。要準確掌握起拔時間。起拔過早，混凝土尚未達到一定強度，就會出現(xiàn)接頭孔縮孔和垮塌；起拔時間過晚，接頭管表面與混凝土的粘結(jié)力使摩擦力增大，增加了起拔難度，甚至接頭管被鑄死拔不出來，造成重大事故。

3 特殊情況處理

（1）在成槽過程中，對固壁泥漿漏失量作詳細測試和記錄，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，作好堵漏和補漿準備，并查明原因，采取措施進行處理。根據(jù)實際施工情況，在固壁泥漿性能指標基本滿足要求的前提下，適當調(diào)整泥漿配比，并適當放緩?fù)诓鬯俣?，待固壁泥漿漏失量正常后再恢復(fù)下沉抓槽。

（2）當出現(xiàn)塌孔時，應(yīng)盡快補充大比重泥漿，以穩(wěn)定孔壁；回填適量的渣土，平衡孔壁土壓力；向孔內(nèi)加入粘土、鋸末、水泥等，確?？妆诜€(wěn)定和槽孔安全。

4 結(jié)語

水庫除險加固后，現(xiàn)場觀察表明，大壩下游的沼澤情況已經(jīng)顯著改觀，原沼澤區(qū)地面干燥并出現(xiàn)大面積鹽堿；大壩監(jiān)測成果顯示，壩體浸潤線比除險前已顯著降低，說明防滲墻已起到顯著的作用。塑性混凝土因其彈性模量低，極限應(yīng)變大，使得塑性混凝土防滲墻在荷載作用下，墻內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變都很低，可提高墻體的安全性和耐久性；而且施工方便，節(jié)約水泥，降低工程成本，較剛性混凝土在力學(xué)特性上具有顯著優(yōu)點，因此具有廣闊的發(fā)展前景。

1黃河水利委員會勘測規(guī)劃設(shè)計研究院.SL274-2001.碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2002.

2黃河水利委員會勘測規(guī)劃設(shè)計研究院.DL/T5129-2001.碾壓式土石壩施工規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2002.

3黃河水利委員會勘測規(guī)劃設(shè)計研究院.SL174-96.水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，1997.