壩體低彈?；炷练罎B墻質(zhì)量安全控制研究

華偉南

(浙江省水利水電工程質(zhì)量與安全監(jiān)督管理中心,浙江 杭州 310009)

1 問(wèn)題的提出

混凝土防滲墻是一項(xiàng)比較成熟的技術(shù),在水工建筑物中得到了廣泛應(yīng)用。但因普通混凝土彈模高出土石壩填筑料彈模100多倍乃至1 000多倍,壩體受到滲透水壓力和自身壓縮固結(jié)的作用,不可避免地產(chǎn)生較大的變形,因其彈模的巨大差異及變形的不協(xié)調(diào)性,會(huì)使防滲墻承受巨大的拉力而導(dǎo)致混凝土防滲墻遭受破壞。因此,普通混凝土防滲墻不太適用于土石壩壩體防滲處理。

20世紀(jì)60年代,國(guó)外通過(guò)對(duì)普通混凝土摻加一定量黏土或膨潤(rùn)土的改性,來(lái)替代普通混凝土中的大部分水泥,出現(xiàn)了塑性混凝土(其彈模小于1 000 MPa,抗壓強(qiáng)度低于5 MPa),并開(kāi)始應(yīng)用于土石壩壩體的防滲處理,引起了國(guó)際大壩工程界的高度關(guān)注。80年代中后期,我國(guó)開(kāi)始塑性混凝土研究,并在一些臨時(shí)圍堰及低壩壩體中應(yīng)用,但因水泥用量過(guò)于偏少,對(duì)壩體使用運(yùn)行過(guò)程中的耐久性心存疑慮,未被業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)同。

近20 a來(lái),隨著我國(guó)混凝土防滲墻施工技術(shù)的發(fā)展,為設(shè)計(jì)方案選擇開(kāi)擴(kuò)了思路和提供了技術(shù)支撐,人們一直在摸索將其應(yīng)用于大壩除險(xiǎn)加固的防滲處理。浙江省提出了彈模與強(qiáng)度稍高于塑性混凝土的低彈模混凝土 (其彈模小于10000MPa,抗壓強(qiáng)度低于10 MPa),先后應(yīng)用于20多座水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固處理中,并已成為土石壩病險(xiǎn)水庫(kù)壩體防滲處理最主要的措施之一。

雖然浙江省近期大量采用低彈?；炷练罎B墻進(jìn)行水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固處理,并取得了較好成效,但對(duì)防滲墻的工作性態(tài)、低彈?；炷敛牧系奶匦浴⑴浜媳?、彈強(qiáng)比、施工質(zhì)量控制及檢測(cè)等方面的認(rèn)知程度還有限,仍需在工程中作進(jìn)一步研究和實(shí)踐。

2 關(guān)注點(diǎn)

(1)設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)定位和標(biāo)準(zhǔn)的確定及相關(guān)安全運(yùn)用條件;施工保證質(zhì)量、處理漏漿與塌孔等應(yīng)急問(wèn)題能力;復(fù)雜地質(zhì)情況下工程處理的難度與工期關(guān)系,以及出現(xiàn)漏漿與塌孔后續(xù)處理支付的超概算工程投資;工程安全運(yùn)用可靠性等。

(2)已建工程的取芯強(qiáng)度、彈模成果大于設(shè)計(jì)值,實(shí)測(cè)彈強(qiáng)比無(wú)規(guī)律可言。

(3)防滲墻頭部的處理及嵌巖深度。

(4)壩體低彈?；炷练罎B墻把大壩整體一劈為二,防滲墻與周邊土石體變形的協(xié)調(diào)相關(guān)性問(wèn)題,庫(kù)水位應(yīng)急驟降時(shí),壩體上游面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)削弱的嚴(yán)重程度。

3 適應(yīng)性

3.1 彈 模

彈模是低彈模混凝土的重要力學(xué)參數(shù)。它反映了低彈模混凝土所受應(yīng)力與所產(chǎn)生應(yīng)變之間的關(guān)系,是配合比設(shè)計(jì)的一個(gè)重要指標(biāo)。彈模的大小直接影響其適應(yīng)壩體或壩基變形的能力,影響低彈?；炷翉椖５囊蛩睾芏?歸納起來(lái)可分為內(nèi)部因素和外部因素2部分。內(nèi)部因素主要有混凝土原材料及配合比,外部因素主要有試件的成型、養(yǎng)護(hù)條件、試驗(yàn)方法等。在試驗(yàn)室條件下,影響混凝土彈模的外部因素相對(duì)穩(wěn)定,同一配合比的混凝土彈模值主要受水化作用的影響。

浙江省已建低彈?；炷练罎B墻監(jiān)測(cè)表明應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)要求,防滲墻絕大部分時(shí)間內(nèi)處于受壓狀態(tài);不同高程的水平位移變化幅度較小,上下游方向位移量均在正常范圍內(nèi)(均小于其防滲墻總深度的0.3%)。從源口水庫(kù)防滲墻混凝土取芯強(qiáng)度、彈模檢測(cè)成果看(見(jiàn)表1),實(shí)測(cè)彈強(qiáng)比無(wú)規(guī)律可言。

表1 源口水庫(kù)防滲墻混凝土對(duì)應(yīng)強(qiáng)度、彈模檢測(cè)結(jié)果表

3.2 強(qiáng)度等級(jí)

低彈?；炷林砸獞?yīng)用于壩體防滲處理,是因?yàn)榫哂辛己玫陌韬臀锕ぷ餍浴⑤^低的彈模和較好的抗?jié)B性,但強(qiáng)度卻較低,其設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)一般不超過(guò)10 MPa。因其采用升導(dǎo)管法在泥漿下澆筑,《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》(SL 174—96)在條文說(shuō)明中提出,一般認(rèn)為泥漿下澆筑的混凝土強(qiáng)度只有陸上澆筑混凝土強(qiáng)度的70%左右;《水電水利工程混凝土防滲墻施工規(guī)范》(DL/T 5199—2004)在條文說(shuō)明中提出,其強(qiáng)度比同等級(jí)地面澆筑的混凝土強(qiáng)度有不同程度降低,僅為后者的70%～90%。

考慮到混凝土強(qiáng)度損失,壩體混凝土防滲墻施工實(shí)際配合比的機(jī)口強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),以此來(lái)解決泥漿下澆筑的混凝土強(qiáng)度降低問(wèn)題。由于低彈?；炷练罎B墻的強(qiáng)度與彈模本身是一對(duì)矛盾,實(shí)際配合比試驗(yàn)中很難兼顧,往往按正常強(qiáng)度保證率配制,并沒(méi)有提高機(jī)口強(qiáng)度等級(jí)配合比標(biāo)準(zhǔn)。從已建工程防滲墻混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)與取芯實(shí)測(cè)結(jié)果來(lái)看 (見(jiàn)表2),離墻頂4～10 m范圍內(nèi)取芯強(qiáng)度成果大于設(shè)計(jì)值25%左右。這是因?yàn)榉罎B墻處于三向受力狀態(tài),在周圍土體的作用下防滲墻在不具有很高強(qiáng)度的情況下就能保持良好的工作性能;在三向受力條件下低彈?；炷恋膹?qiáng)度有很大提高,而且?guī)缀跖c圍壓呈直線增大(見(jiàn)圖1)。這就意味著隨著圍壓的增加,低彈模混凝土的強(qiáng)度增加了,防滲墻的安全度得以提高。

表2 已建工程防滲墻混凝土28 d抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)與檢測(cè)結(jié)果表

低彈?；炷练罎B墻采用升導(dǎo)管法在泥漿下澆筑而成,雖然墻體下部依靠自重?cái)D壓密實(shí),并在三向受力條件下強(qiáng)度得到了提高,但墻體頂部因泥漿含量大及自重作用逐漸減弱,其強(qiáng)度難以保證,從已建工程防滲墻混凝土強(qiáng)度取芯檢測(cè)結(jié)果(見(jiàn)圖1)表明,離墻頂4 m左右范圍內(nèi)混凝土強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求。

圖1 低彈?；炷练罎B墻實(shí)測(cè)強(qiáng)度與高程關(guān)系圖(頭墻已鑿除0.5 m)

因此,為了增加防滲墻的適應(yīng)性,在離墻頂4 m左右范圍內(nèi)可適當(dāng)減少黏土和膨潤(rùn)土用量、增加水泥用量,并采用高標(biāo)號(hào)水泥,同時(shí),在條件允許的情況下可以考慮摻加粉煤灰和外加劑,此外,還應(yīng)從嚴(yán)控制骨料的級(jí)配、最大粒徑、含泥量等。

3.3 抗?jié)B性

抗?jié)B性是低彈?；炷恋囊豁?xiàng)重要技術(shù)性能指標(biāo),抗?jié)B性的好壞不僅決定防滲墻的質(zhì)量,而且關(guān)系到大壩的安全性。引起低彈?；炷翝B透的原因很多,同時(shí)影響低彈模混凝土抗?jié)B性的因素也是多種多樣的,其中包括配合比中各種原材料的種類和用量以及試驗(yàn)條件等。

低彈模混凝土的滲透主要是由其內(nèi)部的毛細(xì)孔引起的,因而,提高抗?jié)B性的關(guān)鍵就是封閉這些毛細(xì)孔,使水在混凝土中難以貫穿或無(wú)路可過(guò)。因此,要想使其成為適應(yīng)性較好的低彈?；炷练罎B墻,就應(yīng)適當(dāng)增加膨潤(rùn)土用量,控制水泥用量及砂率,并可摻入適量的粉煤灰和引氣減水劑。

混凝土防滲墻是膠結(jié)材料,不存在機(jī)械管涌,但有化學(xué)溶蝕問(wèn)題?；瘜W(xué)溶蝕的速度是與水力坡降成正比,即坡降越大,溶蝕越快,但至今還沒(méi)有一個(gè)認(rèn)可的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。低彈?；炷烈驌饺腽ね粱蚺驖?rùn)土,其溶蝕速度要比普通混凝土慢得多。現(xiàn)在按坡降考慮是沿用已有工程經(jīng)驗(yàn),國(guó)內(nèi)外混凝土防滲墻多采用70～90,一般不超過(guò)100[1]。

3.4 周邊條件

周邊條件影響因素主要有墻體兩側(cè)壩體填料密實(shí)程度和防滲墻與基礎(chǔ)的接觸形式。

(1)若壩體填料壓實(shí)度低或壩基覆蓋層變形大,則加大防滲墻和壩體、壩基的變形模量的差異性,使得墻體變形相應(yīng)增大,這勢(shì)必降低墻體的適應(yīng)性。

(2)由于防滲墻嵌入基巖,受基巖的約束沒(méi)有側(cè)向變形的余地,導(dǎo)致局部區(qū)域應(yīng)力集中;在滲透水壓力作用下,防滲墻猶如下端受地基彈性支撐的懸臂梁,在墻底產(chǎn)生較大的彎矩。嵌固對(duì)防滲墻的應(yīng)力條件極為不利,它使防滲墻底部產(chǎn)生高度應(yīng)力集中,防滲墻的嵌巖量的多少直接影響到防滲墻的受力分布。

(3)由于防滲墻的變形要與壩體、壩基變形相協(xié)調(diào),因此壩基覆蓋層與壩體本身的物理力學(xué)指標(biāo)對(duì)防滲墻的應(yīng)力變形特性有重大影響。若變形模量低,則其壓縮量大,防滲墻的變形相應(yīng)地也較大一些。

(4)低彈?；炷练罎B墻嵌固墻體鉆孔檢測(cè)結(jié)果(見(jiàn)表3)表明,嵌巖深度0.5 m時(shí),混凝土防滲墻入巖有效深度0.4 m是有保障的,接觸處的防滲效果能夠保證。

表3 諸暨青山水庫(kù)混凝土防滲墻入巖檢測(cè)結(jié)果表

3.5 耐久性

壩體低彈?；炷脸蓧缶吞幱诼纳w狀態(tài),并且大多情況下大部分墻體總是處于水下或濕潤(rùn)環(huán)境,可基本排除通?；炷了龅降膬鋈?、干濕、收縮膨脹等不利影響。因此低彈?；炷恋哪途眯詥?wèn)題主要有:①在水壓力作用下的滲透問(wèn)題;②滲透水流對(duì)混凝土的化學(xué)溶蝕問(wèn)題。而水質(zhì)、水泥品種和混凝土組成則是影響侵蝕的主要因素。

3.5.1 水質(zhì)的影響

被侵蝕的程度取決于水質(zhì),即取決于水中酸性碳酸鹽堿度和氫離子、游離碳酸、硫酸鹽、鎂離子的含量。此外,Ca(OH)2的溶解度與溶液中存在的鹽有較密切的關(guān)系,如Ca2+、OH-會(huì)降低溶解度,而SO2-、Cl-、Na+、K+等卻能提高溶解度。

3.5.2 水泥品種的影響

不同的水泥,抗侵蝕的能力是不同的。礦渣水泥具有較強(qiáng)的抗溶出性及抗硫酸鹽侵蝕的能力,除了在酸性及含鎂鹽的水中其抗侵蝕性能比普通水泥較差外,其它比普通水泥的抗侵蝕性能好得多。這是因?yàn)榈V渣硅酸鹽水泥水化時(shí),由于熟料中C3S所析出的Ca(OH)2與礦渣化合時(shí)生成水化硅酸鈣與水化鋁酸鈣,使易受侵蝕的Ca(OH)2大為減少。

3.5.3 混凝土組成的影響

混凝土的組成材料不同,配比不同,其抗侵蝕能力是不同的。根據(jù)文獻(xiàn)[2],對(duì)于摻黏土的混凝土,當(dāng)黏土摻量適當(dāng)時(shí)可提高其抗侵蝕能力。

3.5.4 溶蝕對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

防滲墻混凝土被溶蝕后,對(duì)強(qiáng)度的影響如何是設(shè)計(jì)人員十分關(guān)注的問(wèn)題。據(jù)B.M莫斯克文資料,氧化鈣溶出量達(dá)混凝土內(nèi)水泥中氧化鈣總量的25%時(shí),其強(qiáng)度降低約40%,溶出量達(dá)總量的25%以上時(shí),其強(qiáng)度將劇烈下降。

因此,為提高低彈?；炷练罎B墻耐久性:①應(yīng)控制防滲墻滲透系數(shù)低于10-6cm/s,因?yàn)槿芪g問(wèn)題是由于滲透水流引起的,滲透系數(shù)大于10-6cm/s以后,溶蝕的危險(xiǎn)性就會(huì)明顯增加;②適當(dāng)增加水泥用量,設(shè)法增加低彈?；炷恋拿軐?shí)度,提高抗?jié)B性和耐久性。

3.6 施工質(zhì)量

施工過(guò)程中加強(qiáng)質(zhì)量控制對(duì)于滿足設(shè)計(jì)、規(guī)程規(guī)范要求至關(guān)重要,對(duì)成墻質(zhì)量起決定作用的主要是造孔成槽和澆筑成墻這2方面。

(1)孔斜的影響。防滲墻的槽孔開(kāi)挖是防滲墻施工的關(guān)鍵工序,能否成槽及槽孔的質(zhì)量好壞不僅影響防滲墻的輪廓尺寸,而且直接影響防滲墻的墻體結(jié)構(gòu)質(zhì)量?？仔甭适遣劭组_(kāi)挖過(guò)程中嚴(yán)格控制質(zhì)量的硬性指標(biāo),孔斜是造孔過(guò)程中發(fā)生頻率最多、最難處理的問(wèn)題,因?yàn)榭仔睍?huì)造成槽孔各個(gè)部位搭接厚度不夠,致使防滲墻出現(xiàn)扭曲或薄弱環(huán)節(jié)。

(2)孔故的影響?？坠士梢苑譃閷?dǎo)向槽破壞變形、槽壁坍塌、卡鉆或掉鉆。導(dǎo)向槽的作用是維持孔口穩(wěn)定和作為槽孔開(kāi)挖的基準(zhǔn)。一旦導(dǎo)向槽發(fā)生破壞或變形,可能導(dǎo)致孔壁失穩(wěn)而坍塌、影響鉆具的起落和成墻精度,造成孔斜,進(jìn)而影響墻體質(zhì)量。

(3)清孔質(zhì)量好壞的影響。清孔的目的是將槽孔中的攜帶鉆渣和已經(jīng)被污染的泥漿用新鮮的泥漿置換出來(lái),其質(zhì)量好壞直接影響墻體質(zhì)量。清孔不徹底,槽底的落淤物不能被徹底掏出,會(huì)造成基巖與防滲墻體分離,形成透水帶,泥漿未被完全置換出來(lái),大量鉆渣或離析的泥漿在澆筑混凝土過(guò)程中會(huì)發(fā)生攪漿,造成泥砂進(jìn)入墻體影響墻體質(zhì)量。

(4)槽段接頭施工的影響。防滲墻施工一般都分段進(jìn)行,混凝土?xí)驖仓跗诘哪s變形、干燥收縮變形、溫度冷縮變形等引起收縮變形。另?yè)?jù)水工混凝土設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦的混凝土變形種類及約值計(jì)算方法,低彈?；炷敛鄱位炷粮煽s變形約為8 m(寬)×103×1.5×10-4(干縮率)=1.2 mm,溫度冷縮變形約為8 m(寬)×103×1.0×10-5(溫降1°單位長(zhǎng)度縮短值)×30(溫差)=2.4 mm,加之澆筑初期的凝縮變形及徐變?cè)龃髮?dǎo)致混凝土收縮增大等,槽段間的混凝土防滲墻頂部將有1 cm左右的夾泥縫隙。從混凝土防滲墻工程鉆孔實(shí)測(cè)騎縫孔縫寬(見(jiàn)表4)充分證實(shí)了這一點(diǎn)。因此,為保證防滲墻自身的整體防滲效果,必須作好各槽段之間的接頭及騎縫孔處理工作。

表4 某工程混凝土防滲墻騎縫取芯檢測(cè)結(jié)果表

(5)混凝土澆筑質(zhì)量的影響。澆筑防滲墻的混凝土與普通混凝土的各項(xiàng)控制指標(biāo)不完全相同。澆筑防滲墻的混凝土必須杜絕干硬離析拌和料進(jìn)入槽孔,坍落度、擴(kuò)散度偏小易堵塞導(dǎo)管,偏大則易與泥漿混合,造成質(zhì)量事故;澆筑機(jī)械同樣影響成墻質(zhì)量,混凝土澆筑之前澆筑導(dǎo)管必須先試壓,避免不合格的導(dǎo)管入槽,管頭法蘭盤必須連接緊固,防止發(fā)生掉、跑漿現(xiàn)象。

3.7 質(zhì)量檢測(cè)

3.7.1 檢測(cè)現(xiàn)狀

低彈?；炷练罎B墻的施工機(jī)械、施工工藝比較成熟,質(zhì)量評(píng)定的手段主要采用混凝土拌和樓機(jī)口取樣檢驗(yàn)、鉆孔取芯檢測(cè)、孔內(nèi)聲波檢查、鉆孔壓水試驗(yàn)、芯樣室內(nèi)物理力學(xué)性能試驗(yàn)等。因低彈?；炷翉?qiáng)度不高,墻體較簿,鉆孔取芯擾動(dòng)影響因素偏大及易擊穿墻體等原因,主要以上部墻體孔內(nèi)聲波檢查為主,通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù),了解墻體完整性、均勻性和缺陷等情況。浙江省已建工程所檢測(cè)低彈?；炷练罎B墻,槽段墻體均勻性較好,尚未發(fā)現(xiàn)不密實(shí)區(qū)、空洞、夾泥斷層等較嚴(yán)重質(zhì)量缺陷現(xiàn)象。但未能很好地對(duì)墻體設(shè)計(jì)深度、短墻、斷墻和嵌巖深度進(jìn)行有效檢測(cè)。

3.7.2 改進(jìn)研究

每種無(wú)損檢測(cè)方法都有其特點(diǎn)和局限性,在對(duì)低彈?；炷练罎B墻墻體真實(shí)質(zhì)量狀況的評(píng)價(jià)方面均不能真正做到全面透切,因而不能以某種方法的檢測(cè)結(jié)果作為最終判斷墻體質(zhì)量的依據(jù)。只有采用多種方法進(jìn)行綜合檢測(cè),并對(duì)每種方法的檢測(cè)成果進(jìn)行綜合分析及對(duì)比,才能對(duì)墻體質(zhì)量作出比較全面和準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。建議按 《多道瞬態(tài)面波勘察技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T 143—2004)和《水利水電工程物探規(guī)程》(SL 326—2005)相關(guān)要求進(jìn)行和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理,來(lái)判斷墻體深度、有無(wú)短墻和斷墻存在及有效嵌巖深度。

3.7.3 評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

因目前水利工程尚無(wú)低彈?；炷练罎B墻質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),因此根據(jù)已建工程質(zhì)量指標(biāo)數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析,建議合格標(biāo)準(zhǔn)為:混凝土強(qiáng)度、彈模、抗?jié)B指標(biāo)試件合格率應(yīng)不小于90%,試件混凝土強(qiáng)度保證率不應(yīng)小于80%,強(qiáng)度最小值不應(yīng)低于設(shè)計(jì)值的75%,彈模最大值不應(yīng)高于設(shè)計(jì)值的120%,試件28 d齡期抗壓強(qiáng)度離差系數(shù)Cv值小于0.26。

3.8 安全監(jiān)測(cè)及布置

3.8.1 主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

防滲墻監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的設(shè)置應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際來(lái)進(jìn)行,監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括:應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)、防滲效果監(jiān)測(cè)、測(cè)斜監(jiān)測(cè)、土壓力監(jiān)測(cè)及鋼筋應(yīng)力監(jiān)測(cè)等。

浙江省內(nèi)已建防滲墻除未布設(shè)土壓力監(jiān)測(cè)外基本都布置了上述項(xiàng)目,但沒(méi)有進(jìn)行防滲墻混凝土徐變?cè)囼?yàn),給應(yīng)力分析帶來(lái)不便。

3.8.2 測(cè)點(diǎn)布置

測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)根據(jù)混凝土防滲墻特性和工程等級(jí)、規(guī)模、結(jié)構(gòu)型式及其地形、地質(zhì)條件和地理環(huán)境等因素來(lái)確定,既要抓住重點(diǎn),又要少而精。根據(jù)已建工程的監(jiān)測(cè)資料分析和有限元分析成果,測(cè)點(diǎn)布置一般應(yīng)遵循如下原則。

(1)根據(jù)防滲墻長(zhǎng)度和壩基、壩體地質(zhì)條件設(shè)置3～5個(gè)斷面,通常選取最大壩高或原河床處、合龍段、地形突變處、地質(zhì)條件復(fù)雜處作為主要觀測(cè)斷面,根據(jù)需要布置應(yīng)力應(yīng)變、滲流、土壓力、測(cè)斜(撓度)等觀測(cè)點(diǎn)。

(2)每個(gè)斷面根據(jù)防滲墻深度和周邊地質(zhì)條件分不同高程設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn),測(cè)點(diǎn)間距5～10 m,一般每個(gè)斷面不少于3個(gè)測(cè)點(diǎn)。

(3)若為3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),應(yīng)變計(jì) (組)、測(cè)斜儀、土壓力計(jì)宜分別位于基礎(chǔ)上部 2 m、防滲墻中間、墻頂下2 m左右,每個(gè)斷面應(yīng)布置至少1個(gè)無(wú)應(yīng)力計(jì)測(cè)點(diǎn),以掌握防滲墻混凝土自身變形。超過(guò)3個(gè)測(cè)點(diǎn)時(shí),建議采取內(nèi)插法布置,一般為單數(shù),便于資料整編分析。

(4)如有條件,每個(gè)測(cè)點(diǎn)宜布置2組應(yīng)變計(jì),防滲墻上下游側(cè)各布置1組,每組2支應(yīng)變計(jì),方向分別為垂直和平行于壩軸線方向;土壓力計(jì)一般布置在防滲墻上游側(cè);鋼筋計(jì)宜在防滲墻上下游側(cè)各布置1支,方向?yàn)榇怪毕颉?/p>

(5)滲流監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)一般布置在防滲墻上下游1 m左右位置,每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面測(cè)點(diǎn)數(shù)量和高程應(yīng)根據(jù)壩體、壩基滲流特性和地質(zhì)條件確定,上下游側(cè)宜不少于3支滲壓計(jì)。壩基部位設(shè)置1支監(jiān)測(cè)壩基滲透壓力,壩體布置2支滲壓計(jì)分別監(jiān)測(cè)低水位和高水位情況下壩體浸潤(rùn)線變化情況和防滲墻防滲效果。對(duì)于較深防滲墻應(yīng)適當(dāng)加密測(cè)點(diǎn),以便全面掌握不同庫(kù)水位下的壩體浸潤(rùn)線變化情況。

4 結(jié)論與建議

(1)浙江省已建低彈模棍凝土防滲墻經(jīng)歷了彈模從1 250MPa(長(zhǎng)潭水庫(kù))逐漸增到了5 000 MPa(白石水庫(kù))的變化,到目前為止,相關(guān)工程監(jiān)測(cè)資料成果反映,防滲墻應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)要求,防滲墻絕大部分時(shí)間內(nèi)處于受壓狀態(tài),不同高程的水平位移變化幅度較小,上下游方向位移量均在正常范圍內(nèi) (均小于其防滲墻總深度的0.3%),尚未發(fā)現(xiàn)墻體工作狀態(tài)安全性問(wèn)題;從目前已建工程取芯強(qiáng)度、彈模檢測(cè)成果看,實(shí)測(cè)彈強(qiáng)比無(wú)規(guī)律可言?？紤]到最新《水電水利工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》 (DL/T 5199—2004)中防滲墻混凝土質(zhì)量檢查,除強(qiáng)度、抗?jié)B指標(biāo)外,對(duì)彈模不作硬性規(guī)定,結(jié)合浙江防滲墻工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工方法,混凝土彈模與強(qiáng)度可在工程經(jīng)驗(yàn)類比或分析工作狀態(tài)的基礎(chǔ)上加以確定,防滲墻的彈?？舍槍?duì)現(xiàn)場(chǎng)物料性能盡量考慮研究降低彈?？赡苄?不必刻意采用十分困難的措施去研究進(jìn)一步降低混凝土彈模。

(2)低彈模混凝土防滲墻采用升導(dǎo)管法在泥漿下澆筑而成,已建工程取芯檢測(cè)結(jié)果表明,墻體下部依靠自重?cái)D壓密實(shí),并在三向受力條件下強(qiáng)度得到了提高,強(qiáng)度總體偏高,不必以提高設(shè)計(jì)配合比來(lái)解決泥漿下澆筑的混凝土強(qiáng)度降低而預(yù)留的損失值;但墻體頂部4 m左右(鑿除0.5 m頭墻后計(jì))范圍內(nèi),因自重作用逐漸減弱,大量鉆渣或離析的泥漿在混凝土澆筑過(guò)程中易發(fā)生攪漿,造成泥砂進(jìn)入墻體影響質(zhì)量,其強(qiáng)度難以滿足設(shè)計(jì)要求。建議選用復(fù)合設(shè)計(jì)配合比來(lái)解決,即墻體頂部4 m左右范圍內(nèi)提高設(shè)計(jì)配合比標(biāo)準(zhǔn),特別是壩基、壩腰設(shè)置的防滲墻要充分考慮這一因素。

(3)低彈?；炷练罎B墻嵌固對(duì)防滲墻的應(yīng)力條件極為不利,墻體底端與基巖相連接部位產(chǎn)生高度應(yīng)力集中,嵌巖的深度多少直接影響到防滲墻的受力分布和接觸處的防滲效果。過(guò)深,受基巖的約束沒(méi)有側(cè)向變形的余地,導(dǎo)致局部區(qū)域應(yīng)力集中,在滲透水壓力作用下,防滲墻猶如下端受地基彈性支撐的懸臂梁,在墻底產(chǎn)生較大的彎矩;過(guò)淺,又對(duì)接觸處的防滲極其不利。嵌固墻體鉆孔實(shí)測(cè)表明,嵌巖深度0.5m時(shí),混凝土防滲墻入巖有效深度0.4 m是有保障的,接觸處的防滲效果能夠保證,建議嵌巖深度控制在0.5～0.8 m較合適。

(4)低彈?；炷烈驖仓跗诘哪s變形、干燥收縮變形、溫度冷縮變形及徐變?cè)龃髮?dǎo)致混凝土收縮增大等引起收縮變形,故在混凝土防滲墻頂部將有1 cm左右的槽段間夾泥縫隙。在一定的水壓作用下,縫隙間的泥漿會(huì)被擊穿而導(dǎo)致頂部防滲系統(tǒng)失效。為此,建議對(duì)混凝土防滲墻特別是壩基、壩腰設(shè)置的混凝土防滲墻頂部8 m范圍內(nèi)的騎縫進(jìn)行處理。

(5)為提高混凝土防滲墻抗侵蝕能力,除在酸性及含鎂鹽的水中使用普通水泥外,其它宜使用礦渣硅酸鹽水泥。

(6)壩體低彈?；炷练罎B墻把整體大壩一劈為二,盡管低彈?；炷练罎B墻有變形大的特點(diǎn),但與壩體周邊填筑土石體相比,仍是“剛體”結(jié)構(gòu),防滲墻與上下游壩體土石體變形的協(xié)調(diào)相關(guān)性還有待研究,建議對(duì)類似工程,在墻頂下2 m左右及中部上游面布設(shè)多組土壓力計(jì),通過(guò)土壓力計(jì)測(cè)值的變化來(lái)判斷防滲墻與周邊土體是否存在沿墻面縫隙、脫空,受力是否均勻等,進(jìn)一步分析、研究庫(kù)水位應(yīng)急驟降時(shí),壩體上游面滑動(dòng)機(jī)理及抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)削弱的的嚴(yán)重程度。

[1]關(guān)志誠(chéng).土石壩基礎(chǔ)混凝土防滲墻關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)選擇[J].水利水電技術(shù),2009(5):31-34.

[2]李金玉,曹建國(guó).水工混凝土耐久性的研究和應(yīng)用 [M].北京:中國(guó)電力出版社,2004.