摘要：水库工程如果出现渗漏现象，有可能引发严重的水源紧缺的现象。本文通过研究水库工程实例中的相关渗漏问题和低弹模混凝土防渗墙的应用手段，结合其中各项应用数据的比对，分析低弹模混凝土防渗墙的应用效果。结果显示低弹模混凝土防渗墙在水库除险加固工程中的应用效果出众，具有良好的发展前景。
关键词：水库除险加固；低弹模混凝土防渗墙；应用效果
引言：
水库的建成提高了对自然水资源的管控能力，通过结合其他手段实现水资源的高效利用，水库工程如果出现问题，一定会对水资源的利用效率造成影响，有可能出现大范围的停水现象。所以渗漏问题一直是现代水库工程重点关注的对象。为了降低渗漏对水库质量的影响，一般要定期开展水库除险加固工作，这项工作应用最广泛的技术就是建立低弹模混凝土防渗墙。
1工程概况
某水库工程距离城市10.0千米，处于河流上游，根据相关计算统计，扩建之后水坝的集雨面积增加到17.8平方千米。这项水库工程涉及的河流长度为6.8千米，占总河道比12.8%。这项工程已经服务了很长一段时间，必须要开展除险加固工作保证水库的安全，工程设计的洪水位预期值为530.6米，洪水位的水库储水量为1078万立方米。这项工程涉及大坝、溢洪道和输水隧洞，而大坝主要由土石构成， 这类土石多为黏土材质， 坝顶高达528.9米，防浪墙顶高达529.6米，最大坝高41.3米，坝顶长达137.8米[ ]。
2工程地质条件与渗漏问题
在工程正式施工之前，必须要对水库工程附近的地形环境进行考察，确定是否有影响施工的不利因素，以及地质条件是否达到水库工程防渗漏的要求，保证除险加固工程的顺利进行。经过采集的地形数据比对分析，水库工程处于剥蚀低山丘陵的内部，地表含有丰富的植物，附近的坡度大多处于20度到45度；水库周围外露的岩石多为凝灰熔岩、凝灰岩，属于侏罗系南园组第四段流纹质，其中还发现少量的花岗斑岩脉；水库内部还发现两种地下水，孔隙水与基岩裂隙水，其中在第四系松散堆积物和坡残积层中发现大量的孔隙水，根据现场的地形条件影响分析，孔隙水的含量会根据气候条件的变化而产生比较明显的落差；而在基岩裂隙带中发现大量的基岩裂隙水，它的含量主要与当地的降雨量有关[ ]。
这项工程在经过长年的运转后，当地地质环境的变化导致了大规模的不规则沉降现象，造成坝体防浪墙断裂现象，影响了迎水坡表面的结实度，这两种现象表明水库内部必定出现了严重的水体渗漏。经过相关的具体检查，可以发现水库工程的坝体迎水面表层出现散浸现象，表面有很大可能出现渗漏，而水库工程左边的坝体会发生大范围的水体渗漏。另外，这项水库工程的坝体主要有土石构成，对坝体的整体进行的全面土石压实系数检测表明，坝体的压实度已经不满足工程的安全要求，各项的数据均要低于工程的标准最低要求，因此，这项工程必须要进行可靠的除险加固工作，解决水库的渗漏问题。
３实例水库除险加固工程方案设计
为了保证除险加固施工的实用性和可靠性，在正式施工之前必须要制定科学的施工方案，根据预期的目标要求，其中有三个方案符合要求，包括劈裂灌浆方案、高喷防渗板墙方案、薄型抓斗混凝土防渗墙方案，为了选择合适的方案，最好的方法就是根据实际情况分析，比较它们的优劣。
3.1劈裂灌浆方案
先对坝体全断面130米执行灌浆施工，灌浆之前在坝顶设置双排孔，每排相隔1.5米，在坝顶上游部分2.4米处设置第一排孔，每个孔相隔5米，孔洞要保证连接坝顶与坝底，然后再往第一排孔灌浆，灌浆过程中要保证整条孔道的填充效果，确定浆液从坝顶贯穿到坝底，灌浆使用的材料为黏土浆，黏土浆的量要能保证满足两次灌注；第二排孔的孔间距离为５米，第二排孔的灌浆作业要采用劈裂灌浆，起劈压力的最低值为0.3MPa，最高值为0.6MPa，劈裂完成后进行灌浆，灌浆压力最低值为0.1MPa，最高值为0.5MPa，灌浆过程中要控制浆液的流速，最低速度为50升每分钟，最快速度为140升每分钟，最后进行坝基帷幕灌浆施工。采用劈裂灌浆方案的除险加固工程整体预期花费668.5万元。
3.2高喷防渗板墙方案
采用单管高压旋喷灌浆法对坝体全断面130米执行灌浆施工形成对应的防渗墙，这种施工方法有严格的操作要求：首先要打好孔间距离为0.64米的旋喷桩，灌浆深度的最大值为42米，旋喷桩深度最小值为0.5米，喷浆压力最小值为20MPa。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆最后同样进行坝基帷幕灌浆施工。这种施工方法的成本预算为644.8万元[ ]。
3.3薄型抓斗混凝土防渗墙方案
通过填充塑性混凝土在坝体全断面上形成防渗墙，利用薄型抓斗主机进行施工，这种机器的最小操作面宽约为10米。根据实际施工环境，这项工程的操作宽度只有6米，并不符合薄型抓斗的运行宽度要求，所以在施工之前，必须要对坝顶进行拓宽操作。根据薄型抓斗的宽度要求，至少需要拓宽坝体两端2米。在拓宽坝体达到10米后，就可以进行填充混凝土的施工作业。根据除险加固工程的防渗要标准，防渗墙的最小厚度值为0.6米，中心长度最小值为140米，塑性混凝土渗透系数最小要达到10-7cm/s，最大不可以超过10-9cm/s，抗压强度最小值为5MPa，考虑到混凝土的属性，抗压强度形成周期为20天。防渗墙的墙底要保证能够达到坝基强风化基岩2米以下。还有，坝体迎水面表层的渗漏现象会影响灌浆的质量，所以最好使用高压旋喷灌浆技术，这种方法要求灌浆桩基桩径要达到0.8米；孔间距离为0.7米，灌浆深度要达到28米，喷浆压力的最小值为20MPa，最大值为25MPa。而利用帷幕灌浆可以很好的处理水库左边的坝体发生的大范围水体渗漏现象，先利用高压旋喷灌浆形成防渗墙，再对坝基进行帷幕灌浆施工。这种施工方式的成本预期高达665.2万元[ ]。
3.4施工方案综合分析
以上的分析结果显示，劈裂灌浆方案主要为了提高坝体的压实度，但应用效果并不明显，明显要低于其他两个方案的效果，而且还要满足比较高的技术要求，好处就是施工周期比较短；高喷防渗板墙方案主要利用先进的机器设备进行施工，可以缩短施工周期，而且防渗效果良好，施工成本较低，但其应用对技术的要求颇高，而且施工流程也比较复杂；薄型抓斗混凝土防渗墙方案的施工环节明显比较复杂，施工成本处于一个不高不低的状态，因为填充了性能良好的塑性混凝土，其防渗效果比较出众。
根据综合研究表明，采用薄型抓斗混凝土防渗墙方案进行除险加固工程的性价比比较高，但由于现代低弹模混凝土的出现，这项工程指定用低弹模混凝土代替方案中的塑性混凝土。
3.5低弹模混凝土配置
关键在于确认低弹模混凝土的相关物理属性，根据科学的计算统计，低弹模混凝土防渗墙的主要组成是二级配掺膨润土，这样可以有效降低低弹模混凝土的弹性模量和强度，要求膨润土的掺入量最大比例为30%。实际数据表现在28天之内其抗压强度不得小于5MPa，抗拉强度不得小于0.5MPa，抗压弹性模量的最小值为3000MPa，最大值为5000MPa。
根据以上低弹模混凝土的物理属性要求进行配置，原料涉及膨润土、水泥、外加剂和骨料，原料必须要严格按照相关规定进行搭配。采用符合实际施工需求的优质纳基膨润土粉，这种膨润土的含水率限定12.9%，液限400.8%，性能表现比较全面；水泥可以使用复合硅酸盐32.5R水泥，在配置之前，必须要对水泥原料进行性能检测，确保采用的水泥符合《通用硅酸盐水泥》的规范要求，保证原料的质量；采用YS型聚羧酸缓凝高效减水剂作为外加剂使用，明显加快低弹模混凝土的终凝速度，有利于缩短施工周期，减少施工成本。YS型聚羧酸缓凝高效减水剂满足《聚羧酸系高性能减水剂》中的各种规范要求，其应用有利于改善低弹模混凝土防渗墙的应用效果；骨料的选用涉及了粗骨料和细骨料，粗骨料大多选用施工现场附近的工程碎石，细骨料大多选用施工现场附近的河沙，有效节省原料运输成本，骨料同样必须经过专业的检测，使其达到《水工混凝土施工规范》的质量要求。
4实例低弹模混凝土防渗墙应用结果
配置完成后进行实际施工，施工结束后对低弹模混凝土防渗墙进行数据检测，数据的统计结果表明防渗墙在28天之内达到了5MPa的抗压强度，符合防渗工程的要求，最终强度能够达到7.2MPa，这个数据在不同的项目工程中存在一定的偏差，但并不会对工程的最终质量造成太大影响，因此表明低弹模混凝土防渗墙在实际的应用中具有良好的发展前景。
参考文献
[1]苏炳煌.低弹模混凝土防渗墙新技术在村内水库除险加固工程中的应用[J].水利建设与管理，2014，34(7)：47-50．
[2]张冲隆.东川水库低弹模混凝土防渗墙应力变形分析[J].水利科技，2016(2)：49-52．
[3]王最恩.低弹模混凝土防渗墙在水库大坝防渗中的应用[J].低碳世界，2016(2)：75-76．
[4]杨洋，黄德强.土石坝低弹模塑性混凝土防渗墙应力变形分析[J].中国水能及电气化，2014(9)：52-56．
论文作者:方金匙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/18
标签：防渗墙论文; 混凝土论文; 水库论文; 工程论文; 值为论文; 抓斗论文; 方案论文; 《基层建设》2019年第28期论文;