1、1土坝心墙的作用及施工质量控制措施摘要: 土坝心墙是水库主副坝基础防渗处理的一种常见方法，该技术结构可靠、防渗效果好，是水库大坝防渗加固的一项重要措施。本文通过工程实例，对混凝土防渗墙的作用和施工质量控制进行探讨。 关键词：土坝；心墙；作用；施工技术；质量控制 中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号： 随着社会的发展，我国的水利工程建设事业得到了迅速的发展。本文将主要分析土坝心墙在具体工程实例中的作用及施工质量控制措施。作为土坝防渗处理措施之一，心墙能有效降低坝体浸润线和渗漏量，被应用得相当普遍。土坝心墙是在松散透水地基或土石坝坝体中以泥浆固壁连续造孔成墙，在泥浆下浇筑混凝土或回填
2、其他防渗材料筑成的、起防渗作用的地下连续墙。土坝心墙的施工大部分是在坝面向下凿孔，地下进行混凝土浇筑成墙的隐蔽工程。施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大经济损失和不良社会影响。 1 工程概况 洪潮江水库位于广西北海市合浦县西北部的南流江支流洪潮江上，是一座以灌溉为主、兼顾防洪、发电、旅游等综合利用的大（二）型水利枢纽工程。洪潮江水库枢纽主要由主坝、6 座副坝、2 座溢洪道、2 座灌溉渠首组成。水库控制集雨面积 402km2，总库容 7.14 亿 m3，调洪库2容 1.99 亿 m3，兴利库容 2.93 亿 m3，死库容 2.54 亿 m3。 1.
3、1 主坝建后渗漏情况 洪潮江水库始建于 1959 年，1964 年 5 月建成后即蓄水运行，主坝建成后最大坝高为 33m，坝顶长 345m，坝顶宽 5m。1964 年 6 月库水位达259 m 时，主坝背水坡高程 1719m 间即发现漏水，以后逐年发生，而且漏水量和渗漏浸润面积随库水位的升降而增减。1971 年 5 月库水位2746m 时，主坝背水坡高程 26m 以下渗漏浸润面积最大达 3697 m2，占背水坡总面积的 436%，比较严重的有 660 m2。漏水量实测，当库水位251 m 时，为 2796L/s。通过年的观测，库水位由 25.30m 到27.46m，背水坡渗漏逸出点高程 14m
4、 到 26m，高差为 1.46m11.3m。当库水位愈高，背水坡逸出点高程愈高，临背高差愈小，渗流坡降很小，可以平缓地通过坝体，说明渗漏的严重性，危及坝体安全。 1.2 主坝渗漏原因分析 主坝在工程清基时，对基岩裂隙、断层破碎带做处理时，仅把表土清除至风化层岩面。由于水库没有泄洪洞,主坝截流后,库水逐日上升。为了抢筑坝高，不得不将坝体分块进行，先抢筑迎水坡，后填背水坡。填土质量差，高程 12 m 以下填筑轻沙壤土，填土厚度为每层 50 cm，干容重为 1.46t/ m 3。高程 12 m 以上，为了抢筑进度，放松质量控制，每层填土厚度一般 7080cm，局部因碾压跟不上，最厚达到 1.0 m。
5、填筑的风化页岩含量达 50%，粒径一般为 2030cm，少数达 40cm，由于碾压设备少，常出现漏压或碾压不实，而且都没有取样进行干容重测试，不仅填筑质量差，而且有页岩架空现象。坝体下游坡脚设有水平排水带，3从实际观测渗流没有进入排水设施，就在排水设施以上逸出坝坡。从计算来看，浸润线在下游坡逸出点高程为 13.4m，与实测高程接近，也说明排水设施失效，没有起到作用。 1.3 防渗心墙方案的选定及实施 针对主坝渗漏情况，1974 年加固设计提出的四个处理方案：（1）坝的迎水坡填筑粘土斜墙，因水库没有放空设施，无法在迎水坡填筑粘土斜墙；（2）用透水料加厚坝的背水坡，不能解决岩石架空渗漏问题；（3）
6、坝体灌注水泥粘土浆，不能解决岩石风化料渗透的根本问题，且灌后渗漏量容易回弹；（4）在坝体内建造混凝土防渗墙，有广西百色澄碧河水库的经验可以借鉴，该坝建混凝土防渗墙后，防渗效果显著。为此，最后确定采用加建防渗心墙进行加固处理。 2 心墙施工工艺 砼防渗心墙于 9 月开始施工，墙厚 65cm，洪潮江主坝坝址为“W”型河谷，中间由一小山包隔开，心墙施工工艺如下：填筑或开挖施工平台 施工平台平整碾压 导向槽开挖 导向槽及倒渣平台浇筑安装造孔机械 防渗墙造孔施工终孔验收 安装预埋管导管及预埋件防渗墙混凝土浇筑防渗墙质量检查。 3 质量控制措施 3.1 泥浆质量 泥浆在造孔时具有护壁、携渣、冷却钻具等作用
7、,其主要功能是固壁和携渣, 在清孔时具有稳定孔壁的作用, 因此在造孔施工时控制泥浆的各项指标尤显重要。配制的泥浆应具有良好的物理性能、流变性能、稳4定性及泥皮形成能力等, 检测泥浆各项指标时应重点控制泥浆密度、含砂量、粘度、失水(滤失)量等。泥浆采用粘土配制, 密度控制在 1.2 1.3 g /cm3。泥浆质量性能指标见表 1。 表 1 泥浆质量性能指标 3.2 槽孔的垂直度和平整度 槽孔的垂直度和孔壁平整度直接影响到墙体的连续性和有效厚度, 按照规范要求将槽孔孔斜率控制在 0.4%以内。为有效地控制槽孔垂直度和孔壁平整度及孔斜率, 可以从以下几方面着手。 （1） 修建混凝土导墙前, 采用机械
8、碾压法压实处理松散地基, 防止钻机在造孔过程中地基产生过大或不均匀沉陷, 从而确保导墙起到导正就位的作用。浇筑混凝土导墙时其平面位置应平行于防渗墙中心线,并保证墙顶表面的平整度, 以利于钻机轨道安装和保证与防渗墙中心线的符合性。 （2） 钻机就位后要整平基座, 将锤具中心对准防渗墙轴线后, 对悬吊锤具的钢丝绳进行测斜, 并调整到与墙体轴线完全吻合。在造孔过程中, 特别是掘进初期要经常测斜, 以确保槽孔孔壁的孔斜率在 0.4% 以内。 （3）造孔形成的梅花孔、小墙、波形墙等直接影响着槽段内墙壁体的平整度, 可采用方锤对槽壁进行修整。另外, 冲锤在冲击过程中会不断受到磨损, 直径变小, 导致槽体尺
9、寸相应减小, 所以施工过程中需经5常检测和修复锤齿, 在冲锤直径负偏差不小于 5.0 cm 时应及时修补。 3.3 槽孔入岩和入岩深度判断 对于中小型水利水电项目, 设计提供的地质剖面图大多是根据初步设计勘探资料确定的, 勘探孔间距远大于施工规范要求, 这给施工期基岩面的确定带来了极大的困难, 甚至会将孤石等误判成基岩。从中小型项目目前建设环境来看, 由于受到进度、资金等制约, 在施工期增补勘探孔不很现实, 因此在施工过程中, 采取什么有效方法来准确判断防渗墙达到嵌入基岩设计深度, 则是保证墙体防渗效果的关键所在。为确保墙体嵌入基岩的深度满足设计要求, 在判断槽孔基 岩面和入基岩深度时可采用以
10、下方法: （1）在钻孔过程中如实做好钻孔记录, 根据单位时间的掘进量可以初步判断是否进入基岩, 因为冲槽施工时, 一般而言砂砾石层的单位掘进量大于基岩的单位掘进量, 所以当冲槽单位掘进量明显降低时可以初步判断进入基岩。 （2） 可根据相邻槽段基岩顶面高程判断, 对于 U 形(或 V 形)河床。基岩顶面高程一般是自两岸向河中间递减, 一旦出现硬岩高程突变就要分析是否为孤石、陡坎或倒坡。 （3）根据岩样岩性、矿物、岩样机械磨损粗糙程度、各种岩石颗粒成分的含量等判断是否入岩。为了在施工过程中能有效而准确地判断基岩面和钻入基岩深度, 经过对地质资料的分析, 制定出该工程的岩样鉴定标准, 详见表 2。钻孔施工过程中, 要求如实填写 5 水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范 6 附表, 即单孔基岩顶面鉴定表, 以此记录作为6判断基岩顶面高程的依据。
