象山水庫“兩墻”之間過渡層處理方案研究

張殿民，成 亮

（黑河象山水電廠，黑龍江 黑河164300）

1 工程概況

象山水庫大壩原為瀝青混凝土心墻堆石壩,壩高50.6 m，除險加固后,在原瀝青混凝土心墻上游，增設(shè)塑性混凝土防滲墻，兩心墻凈距約為80 cm。大壩壩體中存在兩道心墻尚為罕見，其中存在一些技術(shù)問題，還認(rèn)識不足，尚無經(jīng)驗可借鑒，因此需慎重對待。

象山水庫原壩體填筑質(zhì)量差，對壩料取料檢測結(jié)果，其干容重為：堆石1.80 t/m3，過度層和尾礦料1.85 t/m3，孔隙率大于30%，密實度較差。蓄水后，河床段原瀝青心墻實測水平位移60～93 cm，遠(yuǎn)大于設(shè)計的39 cm，中上部因過量的體積變形而失穩(wěn)，推斷心墻在壩體中高部位已發(fā)生斷裂破壞。在大壩帷幕灌漿施工，發(fā)現(xiàn)墻底下淤積層是嚴(yán)重的漏水通道，在帷幕灌漿中是重中之重。

在象山水庫除險加固初步設(shè)計時，認(rèn)為“新澆塑性混凝土心墻與原瀝青混凝土心墻之間的砂礫石過渡層將會存在較嚴(yán)重的塌孔現(xiàn)象，該砂礫石過渡層僅可能少量存留”。但在實際施工中，由于采取了預(yù)灌濃漿的技術(shù)措施，施工中未發(fā)生嚴(yán)重塌孔現(xiàn)象，這樣兩墻之間的砂礫石過渡層保留了下來。

2 問題的提出

壩體上部進(jìn)行預(yù)灌濃漿時，采用無壓灌漿，該部位砂礫石過渡層吸漿量較大，達(dá)到666 L/m，相當(dāng)于水泥用量300～400 kg/m。說明兩墻之間砂礫石過渡層密實性較差，且不均勻。另外瀝青混凝土心墻向下游變位帶來的空間，也降低了它的密實度，施工時導(dǎo)墻整體沉陷16～27 cm，估計空隙率達(dá)35%～40%。

為確保工程安全可靠，對新澆塑性混凝土心墻與原瀝青混凝土心墻之間砂礫石過渡層應(yīng)進(jìn)行灌漿處理，如不處理該部分砂礫石蓄水后將產(chǎn)生變形，對新建塑性混凝土防滲墻的安全構(gòu)成潛在威脅。

3 兩墻之間整體灌漿的必要性

1）提高兩墻之間砂礫石層的強(qiáng)度，傳遞水壓力，減少混凝土心墻的水平變位。象山水庫蓄水時間尚短，且?guī)焖粡奈催_(dá)到正常高，大壩變形尚未穩(wěn)定，計算混凝土心墻最大水平位移23 cm，但未考慮充填兩墻之間空隙率大的砂礫石因素，因此只有通過固結(jié)灌漿提高砂礫石層的強(qiáng)度，才能使壩體有力支撐混凝土防滲墻，并減少墻體變形，使防滲墻體安全有足夠儲備。

2）對新舊兩防滲墻之間的砂礫石過渡層進(jìn)行灌漿處理，可提高其密實性，減少透水性，起到輔助防滲的作用，同時可以使防滲墻與基礎(chǔ)帷幕結(jié)合處防滲最薄弱部位得到加強(qiáng)，采取灌漿措施，相對可以使兩墻連接成整體，減少墻體變形，提高防滲墻安全儲備。

4 灌漿的技術(shù)要求

1）原則：兩墻之間砂礫石過渡層進(jìn)行固結(jié)灌漿后其強(qiáng)度及彈性模量應(yīng)與新澆塑性混凝土防滲墻相近。

2）灌漿孔、排距：充填灌漿為單排，考慮應(yīng)盡量減少灌漿造孔工程量，初步確定孔距為3.0 m，待灌漿試驗完成后，若不能滿足需要，根據(jù)試驗結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。淺層由于灌漿壓力加不上去，必要時進(jìn)行加密灌漿。灌漿深度從高程277.50 m起至基礎(chǔ)混凝土蓋板頂面止。

3）孔序劃分：考慮在兩墻之間灌漿及施工進(jìn)度要求，灌漿分兩序孔施工，施工時應(yīng)在河床部位設(shè)置排水孔進(jìn)行排水，保證灌漿時兩墻之間無水。考慮初期排水困難，灌漿應(yīng)從兩側(cè)無水部位向河床中央進(jìn)行，施工排水應(yīng)緩慢進(jìn)行，防止外水壓力對新澆塑性混凝土防滲墻造成擠壓破壞。

4）造孔：施工中應(yīng)采取嚴(yán)格措施控制孔斜，嚴(yán)禁造孔過程中破壞防滲墻體，孔底控制偏差不得大于15 cm。

5）灌漿材料：灌漿材料采用水泥、膨潤土混合漿液，水泥采用32.5號普通硅酸鹽水泥，初步選用膨潤土摻量為20%，待砂礫石固結(jié)后的室內(nèi)抗壓強(qiáng)度、彈性模量檢測試驗完成后，根據(jù)試驗結(jié)果對漿液配合比進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

6）灌漿壓力：在保證灌漿質(zhì)量前提條件下，盡量采用較小的灌漿壓力，以保證防滲墻體不受破壞。在此前提下，結(jié)合灌漿孔距的選用，初步確定灌漿壓力為0.3 MPa（指孔內(nèi)壓力），具體視吸漿量的水平根據(jù)現(xiàn)場施工試驗確定。當(dāng)漿液自重壓力大于0.3 MPa時，采用漿液自重壓力灌漿，當(dāng)淺層灌漿壓力達(dá)不到0.3 MPa時，采用可能達(dá)到的最大灌漿壓力進(jìn)行灌漿。

7）灌漿方式：灌漿方式采用自下而上純壓式灌漿，如遇特殊情況經(jīng)現(xiàn)場研究后確定采用其他灌漿方式。

5 結(jié)語

因為塑性混凝土防滲墻施工實際情況與初步設(shè)計有一定出入，兩墻之間砂礫石過渡層大部分保留下來，但其密實性、均勻性較差。從確保工程安全可靠的角度出發(fā)，對新澆塑性混凝土心墻余元瀝青混凝土心墻之間砂礫石過渡層進(jìn)行充填灌漿是必要的，也是可行的。