張志彬

(昌黎縣農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)辦公室,河北 昌黎 066000)

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小型砌石拱壩滲漏處理及質(zhì)量控制要點(diǎn)探討

張志彬

(昌黎縣農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)辦公室,河北 昌黎 066000)

摘要：小型砌石拱壩的建設(shè)地點(diǎn)多為山區(qū)，其滲漏問(wèn)題一直是工程安全和度汛抗洪的管理重點(diǎn)，拱壩體滲漏處理就成為水庫(kù)除險(xiǎn)加固的重要目標(biāo)，在施工過(guò)程中對(duì)滲漏點(diǎn)進(jìn)行分析，確定處理的主要目標(biāo)，按關(guān)鍵部位的施工特點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量控制，使?jié)B漏處理施工達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：拱壩；滲漏；質(zhì)量控制

1小型砌石拱壩基本結(jié)構(gòu)

小型砌石拱壩主要由攔河壩、擋水墻和放水洞等組成。攔河壩壩型為圓弧型等半徑漿砌石單曲拱壩，混凝土心墻防滲。攔河壩基礎(chǔ)位于壩體底部及兩側(cè)與巖石結(jié)合部位，壩體分中間溢流壩段及兩側(cè)非溢流壩段，非溢流壩段上游側(cè)設(shè)防浪墻。攔河壩中部主河槽部位為溢流壩段，為無(wú)閘門(mén)控制的壩頂實(shí)用溢流堰。放水洞位于攔河壩左側(cè)和右側(cè)，為壩內(nèi)埋管，出口采用手動(dòng)閘閥控制，并設(shè)啟閉機(jī)室。為處理壩體嚴(yán)重滲漏，保證大壩安全，除險(xiǎn)加固項(xiàng)目主要由新建攔河壩上游防滲混凝土面板，非溢流壩段加高，溢流堰面改造，放水洞出口改造等組成。

2處理前砌石拱壩滲漏主要因素分析

在山區(qū)，砌石拱壩是六、七十年代修建的小型水庫(kù)的主要壩型之一。由于工程沒(méi)有科學(xué)、規(guī)范的建設(shè)程序，機(jī)械化程度有限，施工技術(shù)力量薄弱，導(dǎo)致施工質(zhì)量較差。在水庫(kù)除險(xiǎn)加固施工中，對(duì)原漿砌石拱壩的壩基、壩體、壩肩及放水涵洞四個(gè)與壩體接觸部位的易滲漏點(diǎn)施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，并分析其滲漏原因。壩基滲漏主要因素為山區(qū)河道匯水量大、歷時(shí)較短，加大了施工過(guò)程中的排水難度，在壩基地質(zhì)條件較差的部位，施工中清基不徹底，未見(jiàn)新鮮巖層，或者根本未做防滲處理，導(dǎo)致在水庫(kù)蓄水后，在上下游水位差作用下沿壩基松散覆蓋層透水，透過(guò)壩基巖石的孔隙、裂隙、斷層而形成滲漏。壩體滲漏的主要因素為在砌石施工中，砂漿抗凍等級(jí)過(guò)低，多年運(yùn)行后由于凍融破壞致使砂漿脫落；又受施工條件限制，塊石的使用無(wú)統(tǒng)一的要求，規(guī)格大小不一，強(qiáng)度等指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，砌筑工藝簡(jiǎn)單等，導(dǎo)致壩體運(yùn)行后形成不均勻沉降，形成貫穿性裂隙。放水涵管處滲漏為涵管外側(cè)與壩體接觸部位，填筑砂漿飽滿(mǎn)度不夠，運(yùn)行過(guò)程中水沿管壁進(jìn)行滲漏。壩肩滲漏的質(zhì)量因素為未探明的巖體裂隙和對(duì)巖體破碎帶或風(fēng)化帶清理不徹底，導(dǎo)致壩體與岸坡結(jié)合質(zhì)量差，蓄水后形成滲漏。

3滲漏處理關(guān)鍵部位質(zhì)量控制

在施工過(guò)程中，通過(guò)對(duì)建庫(kù)時(shí)導(dǎo)致砌石拱壩滲漏的質(zhì)量因素進(jìn)行分析，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，將壩體滲漏處理主要質(zhì)量控制目標(biāo)確定為壩基礎(chǔ)巖石開(kāi)挖、上游壩面混凝土防滲面板施工、放水涵管施工和壩肩灌漿施工四個(gè)部分[1-2]。

3.1壩基巖石開(kāi)挖

壩基巖石開(kāi)挖清理施工，能否按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)挖至新鮮巖石是防止壩基處滲漏的關(guān)鍵。

(1)從質(zhì)量控制方面來(lái)講，項(xiàng)目劃分時(shí)將該單元工程劃分為重要隱蔽單元工程，施工單位在現(xiàn)場(chǎng)形成剖面圖、影像資料、自檢數(shù)據(jù)，監(jiān)理復(fù)核后進(jìn)行聯(lián)合小組驗(yàn)收，最后報(bào)監(jiān)督機(jī)構(gòu)核備，從程序上嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，保證了工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

(2)水庫(kù)壩前淤積較深時(shí)，開(kāi)挖難度大，降水量較大，巖石開(kāi)挖干場(chǎng)作業(yè)不易保障，施工中利用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)進(jìn)行淤泥開(kāi)挖，為防止淤泥塌落至工作面，分層用沙袋進(jìn)行圍擋，利用泥漿泵和潛水泵輪換進(jìn)行排水，輪班更換工人進(jìn)行施工，增加機(jī)械、設(shè)備、人員的配制，在短時(shí)間內(nèi)為巖石開(kāi)挖保質(zhì)保量的完成，提供必要的施工條件。

(3)在壩基設(shè)計(jì)圖紙高程與實(shí)際施工情況出現(xiàn)差別的時(shí)候，采取以實(shí)際開(kāi)挖至巖石為準(zhǔn)，有效地避免因?yàn)榈刭|(zhì)情況不明，盲目施工給工程留下質(zhì)量隱患。

3.2壩體上游面板施工

壩體上游面板采用抗凍、抗?jié)B混凝土，對(duì)原壩體漿砌石面進(jìn)行清縫，沖刷干凈后進(jìn)行混凝土面板澆筑。面板表層設(shè)鋼筋網(wǎng)，面板與原壩體間采用錨筋連接，錨筋與鋼筋網(wǎng)連接。為保證面板的整體性，同時(shí)確保起到拱梁傳遞力作用，面板不設(shè)橫縫，為防止裂縫及方便施工，在面板上設(shè)寬縫(見(jiàn)圖1)，縫內(nèi)預(yù)留插筋，待混凝土溫度應(yīng)力穩(wěn)定后，再焊接面層鋼筋及連接鋼筋，回填微膨脹二期混凝土。質(zhì)量控制重點(diǎn)從面板施工工藝來(lái)分析，基礎(chǔ)混凝土、壩體混凝土二部分施工內(nèi)容即是壩體滲漏處理的核心工作，也是質(zhì)量控制的重要目標(biāo)。

圖1　小型砌石拱壩示意圖

基礎(chǔ)混凝土施工(圖1中J1、J2、J3)在混凝土與巖石的結(jié)合處，在面板基礎(chǔ)底部設(shè)止水槽，深入弱風(fēng)化巖石不少于1 m，保證接縫處防滲質(zhì)量。由于基礎(chǔ)排水強(qiáng)度大，工作面窄小，周?chē)_(kāi)挖淤泥堆積較高，要求混凝土澆筑時(shí)，混凝土的生產(chǎn)必須保證短時(shí)間基礎(chǔ)混凝土的澆筑強(qiáng)度，確?；A(chǔ)澆筑的整體性。這樣可以降低施工中的安全風(fēng)險(xiǎn)，還可以杜絕由于混凝土冷縫的處理施工給工程帶來(lái)的質(zhì)量隱患。

壩體混凝土施工(圖1中Q1、Q2、Q3)質(zhì)量控制過(guò)程就是處理壩體滲漏的過(guò)程，主要是對(duì)形成滲漏通道的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管控。

施工中原壩體漿砌石清縫是個(gè)耗時(shí)、持久的工作，要求施工人員清縫必須徹底，縫深和縫寬達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，并清洗干凈，對(duì)于已經(jīng)脫落的勾縫部位進(jìn)行重點(diǎn)清理，確?；炷梁蜐{砌石面的有利結(jié)合。

錨筋的錨固要注意施工前量測(cè)漿砌石拱壩的厚度，錨固長(zhǎng)度在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)定的長(zhǎng)度基礎(chǔ)上，隨實(shí)際壩體厚度而變化，鉆孔時(shí)應(yīng)注意不能穿過(guò)壩體，錨固砂漿必要時(shí)摻加化學(xué)材料加強(qiáng)錨固質(zhì)量和防滲性能，確保不能因鉆孔、錨固形成穿過(guò)壩體的空隙。

根據(jù)拱壩的特點(diǎn)，在模板使用時(shí)無(wú)法使用大塊定型模板，只能使用小模板進(jìn)行拼裝，施工中要求模板縫隙必須密實(shí)，避免澆筑過(guò)程中漏漿，混凝土出現(xiàn)蜂窩、孔洞。模板的規(guī)格導(dǎo)致混凝土施工橫縫出現(xiàn)較多，要求加強(qiáng)對(duì)混凝土施工縫鑿毛的質(zhì)量控制，并設(shè)置止水槽，將由施工縫原因?qū)е聣误w滲漏處理不達(dá)標(biāo)的隱患降到最低。

壩體混凝土澆筑，在兩個(gè)類(lèi)似的拱壩加固工程中，通過(guò)對(duì)自拌混凝土和商品混凝土進(jìn)行比較，商品混凝土和易性較好，流動(dòng)性大，更適合拱壩面板混凝土的施工，且澆筑后的混凝土質(zhì)量較好，在澆筑過(guò)程中注意不要觸動(dòng)鋼筋網(wǎng)片，避免保護(hù)層厚度變大，澆筑后出現(xiàn)表面裂縫。

壩體微膨脹二期混凝土要求寬縫鑿毛要徹底，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，要在設(shè)計(jì)要求的時(shí)間后進(jìn)行澆筑，并注意微膨脹混凝土拌合質(zhì)量。

外觀(guān)質(zhì)量是評(píng)定工程質(zhì)量等級(jí)的主要條件，由于混凝土面板施工中使用小型模板，導(dǎo)致棱角較多，易出現(xiàn)麻面。在進(jìn)行混凝土面板處理中，不建議利用化學(xué)工程膠將整個(gè)外露面進(jìn)行刷抹，這樣外觀(guān)評(píng)定失去了工程本身的真實(shí)性，其次有些工程膠不能達(dá)到預(yù)期效果，給外觀(guān)質(zhì)量造成更大的影響。

3.3放水涵管施工

放水涵管的施工分為老涵管加固處理和新建涵管，老涵管加固處理應(yīng)注意涵管內(nèi)襯鋼管與原涵管間灌漿處理，新建涵管應(yīng)注意涵管與砌石壩之間空隙封堵的質(zhì)量控制。

3.4壩肩灌漿施工

壩肩灌漿施工主要采取帷幕灌漿的形式進(jìn)行，灌漿機(jī)械一般較簡(jiǎn)單，制漿站一般布置在壩肩一側(cè)，漿液通過(guò)輸漿管送到漿液攪拌機(jī)，經(jīng)稀釋到要求水灰比后即可進(jìn)行灌漿。灌漿一般采用自上而下的灌漿法，分段進(jìn)行施工。施工中按灌漿試驗(yàn)確定的或監(jiān)理批準(zhǔn)的水灰比施灌，漿液由稀到濃逐級(jí)變換。灌漿壓力按施工圖或監(jiān)理指示執(zhí)行。灌漿孔全孔灌漿結(jié)束后，應(yīng)立即會(huì)同監(jiān)理人員及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后進(jìn)行封孔。對(duì)于單位時(shí)間注入量大、灌漿難以結(jié)束的孔，采用降壓、加濃、間歇灌注等措施。灌漿中，發(fā)現(xiàn)漏、冒漿時(shí)，視情況采取嵌縫、表面封堵降壓等措施，這兩種情況的出現(xiàn)一般灌漿后防滲效果都不理想，應(yīng)分析原因，對(duì)壩肩滲漏處理重新確定合理的施工方案進(jìn)行施工。

4建議4.1壩基施工

壩體基礎(chǔ)開(kāi)挖會(huì)出現(xiàn)已經(jīng)加固過(guò)的混凝土基礎(chǔ)，但在設(shè)計(jì)圖紙中為巖石開(kāi)挖，施工中應(yīng)以不擾動(dòng)牢固的基礎(chǔ)為原則，處理后進(jìn)行上部的施工；避免基礎(chǔ)擾動(dòng)清理后引發(fā)更多的質(zhì)量與安全問(wèn)題。

4.2壩體施工

壩體滲漏處理后防滲效果不達(dá)標(biāo)，說(shuō)明沒(méi)有達(dá)到工程施工的質(zhì)量目標(biāo)。出現(xiàn)這種問(wèn)題的原因多為混凝土冷縫處理不徹底、回填微膨脹二期混凝土不密實(shí)，形成滲漏。避免質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)可從模板的選擇及在應(yīng)力計(jì)算合理的情況下優(yōu)化設(shè)計(jì)盡量減少寬縫的數(shù)量。應(yīng)加強(qiáng)施工縫混凝土的鑿毛和混凝土施工質(zhì)量，對(duì)于自檢認(rèn)為不合格的混凝土缺陷，要及時(shí)進(jìn)行處理，對(duì)缺陷部位進(jìn)行鑿除或利用化學(xué)漿液對(duì)施工縫進(jìn)行灌縫處理，減少質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。

4.3壩肩施工

在壩肩的灌漿施工中，若灌漿后防滲效果不理想，應(yīng)及時(shí)分析地質(zhì)情況，重新制定可行的施工方案，可采取對(duì)巖體表面采用噴射混凝土進(jìn)行加固處理，或徹底對(duì)破碎帶進(jìn)行開(kāi)挖，保證壩肩滲漏處理質(zhì)量。

5結(jié)語(yǔ)

小型漿砌石拱壩滲漏處理為水庫(kù)除險(xiǎn)加固的一種類(lèi)型，在加固前要針對(duì)拱壩的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，對(duì)未處理前的壩體主要滲漏因素進(jìn)行分析，才能在施工中對(duì)壩基、壩體、放水涵管及壩肩的工程質(zhì)量進(jìn)行有效控制，才能保證工程順利實(shí)施，解決壩體滲漏的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳彥斌.承德市小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固處理措施探討[J].中國(guó)水運(yùn),2013，13(6)：196-197.

[2]潘勇，徐生有.小型砌石拱壩壩體漏水處理方案探討[J].小水電,2010(1)：15-17.

作者簡(jiǎn)介：張志彬(1963-)，男，工程師，主要研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目管理。E-mail:yangjiadong@163.com

中圖分類(lèi)號(hào)：TV698.2+3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2096-0506(2015)02-0053-03