城頭水庫除險(xiǎn)加固工程低彈模混凝土防滲墻施工質(zhì)量控制與檢測

范國平,陳文亮

(1.蘭溪市城頭水庫管理處,浙江 蘭溪 321100;2.浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

混凝土防滲墻一般可分為普通混凝土防滲墻、塑性混凝土防滲墻、黏土混凝土防滲墻等。浙江省在水庫除險(xiǎn)加固工程實(shí)踐中,為滿足壩體變形,同時(shí)又有較高的耐久性的要求,采用彈模與強(qiáng)度稍高于塑性混凝土的低彈?；炷练罎B墻(其彈模＜10000 MPa,抗壓強(qiáng)度＜10 MPa)[1]。低彈?；炷练罎B墻由于比普通混凝土防滲墻具有較低的彈性模量,更能適應(yīng)不均勻受力及相應(yīng)的變形,使墻體的應(yīng)力狀態(tài)得到較大的改善,同時(shí)又節(jié)省投資,已成為浙江省土石壩病險(xiǎn)水庫壩體防滲處理最主要的措施之一。

防滲墻工程是重要的隱蔽工程,為確保施工質(zhì)量,需要進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕ず陀行У馁|(zhì)量監(jiān)控。為此,該文結(jié)合城頭水庫除險(xiǎn)加固工程低彈?；炷练罎B墻的施工,闡述了低彈?；炷练罎B墻成墻前施工質(zhì)量控制、檢測以及成墻后質(zhì)量檢測等內(nèi)容。

1 工程概況

城頭水庫位于蘭溪市境內(nèi)錢塘江水系蘭江支流梅溪上游,壩址位于橫溪鎮(zhèn),距蘭溪市45 km。壩址以上控制集雨面積21.75 km2(其中引水面積3.75 km2)。城頭水庫是一座以灌溉為主,結(jié)合防洪、發(fā)電和供水等綜合利用的中型水庫。

城頭水庫除險(xiǎn)加固工程建設(shè)的任務(wù)是通過對(duì)大壩等建筑物的除險(xiǎn)加固,消除水庫安全隱患,確保工程安全,恢復(fù)工程原有設(shè)計(jì)功能。除險(xiǎn)加固工程建設(shè)主要有:攔河壩除險(xiǎn)加固、溢洪道改建、輸水隧洞改建、新建放水支洞、新建改建上壩公路等。

攔河壩防滲加固采用低彈?；炷练罎B墻,其軸線位于壩軸線上游0.4m處,防滲墻頂高程215.00 m,墻底高程最低為175.5 m,最大墻深40 m,墻厚0.8 m。設(shè)計(jì)控制指標(biāo)為:抗壓強(qiáng)度 R28≥9.0 MPa,彈性模量 E≤6000 MPa,滲透系數(shù)K≤1×10-7cm/s,極限水力坡降 Jmax≥150,抗拉強(qiáng)度 σ28≥0.8MPa。

2 防滲墻成墻施工質(zhì)量控制

混凝土防滲墻施工質(zhì)量主要與造孔工藝、孔斜、導(dǎo)管間距及埋深、導(dǎo)管底高差、施工用泥漿、原材料及混凝土拌和物、混凝土與泥漿的密度差、混凝土澆筑速度、孔底淤積厚度等因素有關(guān),每個(gè)因素若不滿足要求或檢測不準(zhǔn)確,都會(huì)影響防滲墻的施工質(zhì)量。

SL 174—96《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》對(duì)防滲墻造孔質(zhì)量控制、清孔質(zhì)量控制、混凝土澆筑質(zhì)量控制有明確的規(guī)定。城頭水庫壩體低彈?；炷练罎B墻施工過程中嚴(yán)格按規(guī)范有關(guān)規(guī)定及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行質(zhì)量控制,施工過程質(zhì)量控制措施如下:

2.1 槽孔建造質(zhì)量控制

防滲墻的槽孔開挖是防滲墻施工關(guān)鍵工序。施工中隨時(shí)對(duì)造孔的孔形及孔斜質(zhì)量進(jìn)行檢查:①孔位:實(shí)地測量檢查孔位,鉆孔中心偏差不得大于3 cm;②孔深:利用測釬逐一檢測,其結(jié)果不得小于設(shè)計(jì)孔深;③孔斜:利用十字井法逐一檢測,其孔斜率不得大于0.4;④槽孔寬度:可用量測終孔鉆頭直徑判定。

2.2 嵌巖深度質(zhì)量控制

基巖面深度的準(zhǔn)確鑒定,是保證整個(gè)防滲墻嵌巖深度的關(guān)鍵。施工過程中,由地質(zhì)工程師對(duì)每個(gè)槽段的巖樣進(jìn)行鑒定,確定是否深入基巖,要求防滲墻墻底基礎(chǔ)深入弱風(fēng)化基巖深度1.0 m以上。

2.3 清孔質(zhì)量控制

槽孔施工完成后,在澆筑混凝土之前的關(guān)鍵工序是清孔換漿,其目的是將槽孔中攜帶的鉆渣和已經(jīng)被污染的泥漿用新鮮的泥漿轉(zhuǎn)換出來。清孔質(zhì)量的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,大量鉆渣或離析的泥漿在澆筑混凝土過程中發(fā)生大量鉆渣進(jìn)入混凝土防滲墻中,造成泥沙進(jìn)入墻體,影響墻體質(zhì)量。施工過程中的檢查方法為:①利用測釬、測餅逐一檢測,其孔底淤積應(yīng)≤10 cm;②利用泥漿比重秤檢查,清孔后泥漿密度≤1.20 g/cm3;③測定清孔后泥漿含砂量,其含砂量不得＞10%;④利用泥漿粘度計(jì)測定,其清孔后泥漿黏度不得＞30 s;⑤接頭孔壁刷洗,檢查刷子鉆頭基本不帶泥屑為合格。

2.4 混凝土澆筑質(zhì)量控制

按要求進(jìn)行各種原材料的檢驗(yàn),保證配料準(zhǔn)確,配置足夠排量的混凝土泵送設(shè)備,確保澆筑的上升速度;澆筑前對(duì)擬用的導(dǎo)管進(jìn)行密封壓水,檢查導(dǎo)管是否漏水,防止導(dǎo)管在澆筑過程中發(fā)生漏漿、混漿現(xiàn)象;混凝土澆筑過程中,嚴(yán)格控制混凝土面的高差。施工過程中現(xiàn)場檢查措施主要有:①砂石料含水率測定,隨時(shí)調(diào)整施工配合比;②每班次測定混凝土坍落度,要求控制在180～220 mm;③導(dǎo)管定期進(jìn)行密封承壓試驗(yàn),以防漏水,影響澆筑質(zhì)量。

通過質(zhì)量控制,各槽段入巖深度、孔位偏差、孔斜、孔底淤積厚度等指標(biāo)均滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求,成墻施工質(zhì)量控制檢測成果見表1。

表1 城頭水庫壩體混凝土防滲墻成墻前施工質(zhì)量控制成果表

3 低彈?；炷练罎B墻配合比試驗(yàn)

澆筑防滲墻的混凝土和普通混凝土的設(shè)計(jì)控制指標(biāo)不完全相同,必須通過試驗(yàn)進(jìn)行配合比的優(yōu)選,以保證工程質(zhì)量。通過對(duì)不同的水膠比、砂率和不同的膨潤土、外加劑摻量下的防滲墻混凝土進(jìn)行性能試驗(yàn),推薦施工配合比見表2。推薦的配合比抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度、彈性模量等均滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

表2 城頭水庫壩體低彈?；炷练罎B墻施工配合比表

4 防滲墻工程質(zhì)量檢測

該工程施工過程中,施工單位按照 《浙江省水利水電工程質(zhì)量檢測實(shí)施辦法》中相關(guān)要求進(jìn)行原材料、中間產(chǎn)品檢測,監(jiān)理單位在施工自檢的基礎(chǔ)上做好平行檢測工作,施工單位及監(jiān)理單位對(duì)原材料及中間產(chǎn)品均委托具有資質(zhì)的試驗(yàn)單位進(jìn)行檢測,業(yè)主委托浙江省水利水電工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站進(jìn)行第三方檢測。

4.1 原材料質(zhì)量檢測

水泥:主要檢測指標(biāo):細(xì)度、安定性(雷氏法)、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等。

粗骨料:主要檢測指標(biāo):松散堆積密度、表觀密度、含泥量、針片狀顆粒含量、壓碎值、超遜徑等。

細(xì)骨料:主要檢測指標(biāo):松散堆積密度、表觀密度、細(xì)度模數(shù)、飽和面干吸水率、黏土淤泥及細(xì)屑含量、有機(jī)質(zhì)含量等。

膨潤土:主要檢測指標(biāo):過篩率、含水率、膨脹指數(shù)等。

城頭水庫壩體低彈模混凝土防滲墻原材料質(zhì)量經(jīng)第三方檢測均合格。

4.2 低彈模混凝土物理力學(xué)性能檢測

低彈模防滲墻混凝土物理力學(xué)性能檢測是對(duì)設(shè)計(jì)提出的抗壓強(qiáng)度、彈性模量、滲透系數(shù)、水力坡降、抗拉強(qiáng)度等指標(biāo)進(jìn)行檢測。施工單位自檢的數(shù)量要求如下:抗壓強(qiáng)度試件每100 m3成型1組,每個(gè)墻段至少成型1組;抗?jié)B性能試件每3個(gè)墻段成型1組;彈性模量試件每10個(gè)墻段成型1組;抗拉強(qiáng)度試件每5個(gè)槽孔成型1組。監(jiān)理和業(yè)主委托的第三方檢測單位進(jìn)行了抽檢,經(jīng)各方的自檢和抽檢,城頭水庫壩體低彈模防滲墻混凝土物理力學(xué)性能均滿足設(shè)計(jì)要求。

4.3 成墻后質(zhì)量檢測

檢查墻身質(zhì)量在成墻1個(gè)月后進(jìn)行。檢查內(nèi)容為墻體的均勻性、可能存在的缺陷和墻段接縫。檢查采用鉆孔取芯和無損檢測等方法。

鉆孔取芯法檢查一方面檢查混凝土芯樣材料均勻、完整情況以及有無孔洞、夾泥和混漿等質(zhì)量問題,另一方面通過芯樣檢測芯樣抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量、抗?jié)B等級(jí)或滲透系數(shù)等物理力學(xué)性能指標(biāo)。

無損檢測法采用超聲波法。采用雙孔的一發(fā)一收法和單孔的一發(fā)雙收法,測量超聲波脈沖在混凝土中傳播的速度、首波幅度和接受信號(hào)主頻等聲學(xué)參數(shù),并根據(jù)這些參數(shù)及其相對(duì)變化,判定影響混凝土連續(xù)性和完整性的缺陷,缺陷諸如不密實(shí)區(qū)、空洞、裂縫和夾雜泥沙雜物等。

壩體防滲墻混凝土鉆孔取芯檢測表明防滲墻混凝土物理力學(xué)性能指標(biāo)基本滿足設(shè)計(jì)要求,其中彈模受齡期影響略有超標(biāo),超聲波檢測表明防滲墻墻體均質(zhì)性、密實(shí)性好,檢測成果見表3。

表3 城頭水庫壩體低彈?；炷练罎B墻成墻后檢測成果表

續(xù)表3

6 結(jié) 語

蘭溪市城頭水庫除險(xiǎn)加固工程壩體低彈?；炷练罎B墻施工質(zhì)量控制和檢測按SL 174—96《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行。施工過程中嚴(yán)格控制施工質(zhì)量,質(zhì)量控制與檢測滿足規(guī)范與設(shè)計(jì)要求?；炷猎牧霞爸虚g產(chǎn)品質(zhì)量檢測分施工單位自檢、監(jiān)理平行檢測、第三方抽檢三個(gè)層次進(jìn)行?；炷僚浜媳群侠?原材料檢測合格,混凝土物理力學(xué)性能經(jīng)機(jī)口取樣和鉆孔取芯檢測均滿足設(shè)計(jì)要求,超聲波檢測表明防滲墻墻體均質(zhì)性、密實(shí)性好。

[1]華偉南.壩體低彈?；炷练罎B墻質(zhì)量安全控制研究[J].浙江水利科技,2010(1):54-58.

[2]中國水利水電基礎(chǔ)工程局.SL 174—96水利水電工程混凝防滲墻施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社,1996.

[3]中國水利水電基礎(chǔ)工程局.DL/T 5199—2004水電水利工程混凝防滲墻施工規(guī)范[S].北京:中國電力出版社,2005.