賀芳丁，董延朋，王艷春

(1.山東省水利科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250013；2.棗莊市水利勘測設(shè)計院，山東 棗莊 277800)

石門水庫位于諸城市林家村鎮(zhèn)石門村南，濰河水系蘆河上游，控制流域面積22km2。水庫總庫容1002萬m3,興利庫容 604萬m3,興利水位129.80m，死庫容66萬m3，死水位122.44m。是一座以防洪、農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼有水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫。水庫樞紐工程由大壩、溢洪道（閘）、放水洞等部分組成。

因水庫始建標(biāo)準(zhǔn)低，施工質(zhì)量差，加之多年運行維修養(yǎng)護(hù)不足，致使水庫存在嚴(yán)重安全問題，2007年經(jīng)安全鑒定為險庫。大壩工程主要存在以下病險問題：大壩填筑質(zhì)量差，壩頂寬度不足，上游壩坡沉陷變形嚴(yán)重。下游壩坡抗震不穩(wěn)定，上游砂殼與壩基砂層相對密度低，存在地震液化可能。大壩護(hù)坡與排水體質(zhì)量差。大壩高程132.00m以上為含礫砂土層，滲透系數(shù)偏大。部分壩段心墻高程131.67m以下滲透系數(shù)不符合規(guī)范要求。階地壩段未清基，下伏砂層；樁號0+207～0+536截水槽下砂層未清除，壩后滲漏嚴(yán)重，存在滲透變形可能。

1 加固設(shè)計

石門水庫除險加固內(nèi)容主要包括大壩、溢洪道、放水洞工程等。根據(jù)大壩存在的安全問題，壩體加固設(shè)計為：壩頂加寬至7.5m，上游側(cè)設(shè)防浪墻，下游培厚。放緩上游壩坡，上下游設(shè)壓重平臺。大壩樁號0+220～0+710段設(shè)砼防滲墻截滲，對樁號0+000～0+365、0+556～0+670段壩基進(jìn)行帷幕灌漿。防滲墻要求采用不大于C5塑性砼，墻厚0.3m，墻頂高程132.0m，墻底入巖1.0m。砼防滲墻的技術(shù)要求如下：

1）混凝土防滲墻槽段長度、成墻厚度、套節(jié)厚度控制要求：槽段按兩個期序劃分，長度應(yīng)結(jié)合地質(zhì)條件、施工部位、造孔方法、導(dǎo)管布置、澆筑能力等因素確定,槽孔長度控制在5.0～9.0m之間。成墻厚度應(yīng)符合設(shè)計文件及圖紙的要求。2）槽孔中心線和垂直度控制要求:嚴(yán)格按規(guī)范要求對混凝土防滲墻槽孔定位,孔位允許偏差不大于±3%,孔斜率不大于0.4%,孔位中心在任一深度處偏差值不大于設(shè)計墻厚的1/3。3）清孔換漿控制要求:清孔換漿合格后,孔底沉渣厚度≤10cm,孔內(nèi)泥漿比重≤1.05g/cm3。粘度≤30s，含砂量≤10%。二期槽孔清孔應(yīng)采用刷子鉆頭清除套接孔壁上的泥皮，以刷子鉆頭上不帶泥屑、孔底淤積滿足設(shè)計要求為合格標(biāo)準(zhǔn)。清孔合格后，應(yīng)在4h內(nèi)澆筑墻體材料。如因故延長時間，應(yīng)經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，并采取其他防止淤積的措施，但待澆時間最長不得超過8h，否則應(yīng)重新清孔。4）墻體材料物理力學(xué)控制指標(biāo)：墻體材料入孔時的坍落度為18～22cm，保持15cm以上的時間應(yīng)不小于1.0h；擴(kuò)散度為34～38cm。

塑性砼的各項指標(biāo)達(dá)到:抗壓強(qiáng)度:R28=3～5MPa（保證率 80%）；彈性模量：E28=700～1000MPa；滲透系數(shù)：K≤1×10-7cm/s。

2 混凝土防滲墻成墻質(zhì)量檢驗方法

薄防滲墻成墻質(zhì)量檢驗一般采取現(xiàn)場檢查和取樣室內(nèi)試驗檢測等方法。

主要有4種檢測方法。1）原材料檢測：依據(jù)國家或行業(yè)相關(guān)規(guī)程規(guī)范中的相同項目內(nèi)容的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。2）鉆孔檢測：在成墻28d后，沿防滲墻軸線布設(shè)鉆孔檢查點進(jìn)行鉆孔檢查,進(jìn)行墻體質(zhì)量的整體性分析;利用鉆孔做壓水試驗檢測防滲墻的滲透系數(shù)。3）機(jī)口取樣檢測:在混凝土攪拌機(jī)口或澆筑槽口留取試樣，做室內(nèi)試驗以檢測其抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)、彈性模量。4）地質(zhì)雷達(dá)檢測：對墻體進(jìn)行整體均質(zhì)檢查。

3 混凝土防滲墻成墻質(zhì)量檢驗結(jié)果

3.1 原材料檢測結(jié)果

防滲墻工程所用水泥為山東隆泰水泥有限公司生產(chǎn)的P.C32.5復(fù)合硅酸鹽水泥，共抽檢2組，檢測結(jié)果 （詳見表1），水泥試驗結(jié)果符合GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》的標(biāo)準(zhǔn)要求。

砂子共抽檢2組，檢測結(jié)果（詳見表2）均滿足設(shè)計和規(guī)范要求。

石子共抽檢2組，各項指標(biāo)（詳見表3）均符合《評定標(biāo)準(zhǔn)（一）》附錄一的有關(guān)規(guī)定。

3.2 防滲墻槽孔及泥漿檢測結(jié)果

槽孔及泥漿檢測項目7項：孔位偏差、終孔深度、最大孔斜、泥漿比重、粘度、含砂量及沉渣厚度。共抽檢105點次，合格105點次，合格率100%。檢測成果見表4。

3.3 混凝土抽樣檢測

塑性混凝土檢測項目包括抗壓強(qiáng)度、彈性模量、滲透系數(shù)。

塑性混凝土抗壓試塊抽檢6組，抗?jié)B試塊抽檢3組，彈模抽檢3組。

防滲墻墻體的物理力學(xué)性能試驗，試驗結(jié)果見表5：防滲墻墻體物理力學(xué)指標(biāo)滿足設(shè)計要求。

3.4 探地雷達(dá)檢測結(jié)果

現(xiàn)場共檢測防滲墻長度為490m，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對探地雷達(dá)圖像進(jìn)行分析解釋，處理圖像中橫向距離代表天線的行程。

防滲墻體探地雷達(dá)檢測圖像中所標(biāo)注的干擾異常，根據(jù)現(xiàn)場記錄系停靠在附近的挖掘機(jī)所造成的影響；圖像上部不規(guī)則的反射異常波形是由于墻體上部清理面不規(guī)則所導(dǎo)致的。在深度10m以下所出現(xiàn)的孤立的弧形反射也被認(rèn)為是干擾異常。

通過對異常的識別，剔除外界干擾因素的影響，可看到雷達(dá)圖像色譜是均勻的，分析認(rèn)為防滲墻混凝土內(nèi)部密實性較好，墻體連續(xù)，不存在斷墻、矮墻或墻體中斷。圖像下部墻體底部界面不明顯，分析認(rèn)為防滲墻體與底部介質(zhì)接觸效果較好；在深度約16m處隱約可以看到雷達(dá)波反射界面，分析認(rèn)為可能是底部灌漿的變化層面。

表1 水泥檢測結(jié)果表

表2 砂子檢測結(jié)果表

表3 石子檢測結(jié)果表

通過對資料的分析與處理，得出以下結(jié)論：防滲墻整體連續(xù)性較好，未發(fā)現(xiàn)有斷墻、矮墻或墻體中斷等現(xiàn)象；墻體密實性較好，未發(fā)現(xiàn)墻體混凝土離析、孔隙、蜂窩等不密實現(xiàn)象；雷達(dá)圖像顯示墻體底部界面不明顯，分析認(rèn)為混凝土墻體與下部介質(zhì)接觸較好。

3.5 砼防滲墻鉆孔、注水試驗結(jié)果

大壩混凝土防滲墻鉆孔取芯檢測，共抽檢3孔，孔位樁號分別為0+420、0+510、0+600。鉆孔取芯采用液壓150型鉆機(jī)，73mm鉆頭。

現(xiàn)場注水試驗成果：在樁號0+420、0+510、0+600處布置了3個檢查孔，鉆孔深度均為13.0m，經(jīng)現(xiàn)場注水試驗測得防滲墻的滲透系數(shù)分別為7.5×10-8cm/s、8.0×10-8cm/s、7.2×10-8cm/s; 均滿足設(shè)計要求 (K≤1×10-7cm/s)。

表4 砼防滲墻槽孔檢測結(jié)果表

表5 砼防滲墻物理力學(xué)性能試驗表

4 結(jié)論

綜上所述,石門水庫除險加固大壩防滲墻工程施工質(zhì)量抽檢指標(biāo)均符合設(shè)計和規(guī)范要求。防滲墻工程所抽檢原材料質(zhì)量符合國家規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；中間產(chǎn)品質(zhì)量合格；受檢部位防滲墻砼質(zhì)量整體密實性和連續(xù)性良好，未發(fā)現(xiàn)混凝土有離析現(xiàn)象；未發(fā)現(xiàn)斷墻、夾泥、架空和蜂窩現(xiàn)象；注水試驗測得防滲墻滲透系數(shù)均滿足設(shè)計要求。原材料檢測、防滲墻槽孔及泥漿檢測、混凝土抽樣檢測、探地雷達(dá)檢測及砼防滲墻鉆孔注水試驗等為工程安全保證提供重要的基礎(chǔ)資料。