塑性混凝土防渗墙在某水库大坝中的应用

2006年7月JournalofPingdingshanInstituteofTechnologyJul.2006

文章编号:1671-9662(2006)04-0055-02

塑性混凝土防渗墙在某水库大坝中的应用

尚　夏,姚雷生,王　宁1

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(1.三门峡市智达建筑工程咨询有限责任公司,河南三门峡472000;2.济源市交通局地方道路管理处,

河南济源4650;3.济源市交通局设计室河南济源4650)

摘　要:　通过工程实例介绍了塑性混凝土防渗墙在水库大坝中的混凝土配合比设计特点,探讨了防渗

墙的施工工艺,工程经过检测完全符合工程设计的要求。

关键词:　塑性混凝土;防渗墙;配合比+中图分类号:　TU476.9　　　文献标识码:A

1　工程概况

　　某水库位于河南省豫西渑池县境内,是涧河上游的一座中型水库,也是槐扒黄河提水灌溉工程的一座调节水库。水库控制流域面积38.4km2,库容2970万m3,水库由大坝、溢洪道、泄洪洞和输水洞组成。

　　大坝为均质土坝,最大坝高46.6m,坝长为650m,左岸台地段(0+235～0+450)坝基为上更新统中重粉质壤土和泥质砾砂,具二元结构;上部重粉质壤土分布在537m高程以上,厚20m左右,为低至中等压缩性硬土;上游8m垂直节理、孔隙发育,具黄土特征,根据19组湿陷性试验结果,200kPa压力下的湿陷性系数为0～0.314,平均为0.122,湿陷性系数大于

0.015的6组,占31%,部分具有湿陷性,属非自重湿陷性黄土,对此类土质设计采用强夯处理;下部泥质砾砂,一般厚度3～6.5m,最厚可达10m,以中等透水为主,靠河床部位已裸露,或与河床砂卵石相连。水库蓄水后会沿此透水层产生渗

漏。为了防渗、保证坝基稳定和大坝安全,对大坝0+217～0+452段设计建造防渗墙。

2　塑性混凝土防渗墙的设计特点2.1　设计指标

　　水库的塑性混凝土防渗墙位于大坝桩号0+217～0+452,长度235m,宽度0.6m。

　　由于混凝土的弹性模量与坝基差别很大,对于土坝中的混凝土防渗墙由于坝基的沉陷和变位,会使防渗墙顶部受到很大的压力,侧面受到很大的摩擦力,所引起防渗墙内的应力和应变要比混凝土的强度和应变高很多,导致墙体产生裂缝,防渗作用将降低。因此,工程设计中采用了比混凝土弹性模量小,与土体变形模量相近的塑性材料作墙体材料,其墙体材料的物理力学性能指标如下:

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　　塑性混凝土的密度:2～2.2tΠm;无侧限抗压强度:1.5～2.5MPa;变形模量:100～600MPa;渗透系数:i×10cmΠs(i

=1～9);破坏渗透比降:不小于300;抗拉强度:为抗压强度的1Π7～1Π12;抗剪强度:c=0.2～0.3MPa,φ=20°～30°;破

坏应变:无侧限时为0.33%～0.70%。

2.2　塑性混凝土配比设计

　　根据设计要求,业主委托河南省水利水电工程质量检测中心进行混凝土配比设计。

　　配合比是影响塑性混凝土的物理力学性能的主要因素,为了使配制出来的混凝土满足设计要求的强度、变形模量、抗渗等指标,同时还要考虑方便施工和降低造价等因素,检测中心经过认真研究,设计选用膨润土和粘土取代混凝土中的大部分水泥。

3　塑性混凝土防渗墙的施工工艺

　　塑性混凝土防渗墙的施工工艺为:场地平整→测量放线→导墙施工→槽段划分→开槽施工→终孔验收→清孔验收→塑性混凝土浇筑;施工方法:采用两孔三抓法(冲击钻钻两孔、液压抓斗抓三抓);(见图1)。对防渗地段进行了地质复勘并在墙体混凝土浇筑前进行浇筑试验,为墙体施工提供了合理的施工工艺和操作方法。在塑性混凝土防渗墙施工过程中,各环节严格按照《水利水电工程防渗墙施工技术规范》的要求进行。

　　为了检测工程质量,在塑性混凝土防渗墙施工过程中埋设了两个HGBJ-2000型混凝土应变计和两个TGH-0.5型收稿日期:2006-04-10

第一作者简介:尚　夏(1966-),男,河南三门峡人,三门峡市智达建筑工程咨询有限责任公司工程师。

56　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　平顶山工学院学报　　　　　　　　　　　　　　　　　2006年7月

振弦式土压力盒,以便浇筑后对塑性混凝土防渗墙墙体进行观测。

图1　“两孔三抓”示意图

4　检测效果4.1　常规检验　　根据对50组试块(其中抗压墙体36组、盖板7组;抗渗4组;弹模3组)检测结果来看(抗压均值2.24MPa,渗透系数

27均值1.8×10cmΠs,弹模均值562MPa)全部合格。根据《水利水电工程防渗墙施工技术规范》的要求,对砼抗压强度试块

进行统计分析,结果如下:离差系数:Cv=0.21<0.22;砼强度保证率:P=93%>85%

4.2　仪器观测结果分析

　　根据应力—时间(图2)、应变—时间关系曲线(图3)可以看出,混凝土浇筑开始后,混凝土的应变及土压力均由小变大,随着时间的推移,再由大变小,最后趋于稳定。说明塑性混凝土自身也存在先胀后缩现象。个别数据有出入、不稳定,可能受汛期地下水位、温度、湿度、水泥水化作用等变化的影响。但对检测数据结果的分析表明,无论是混凝土自身的应变,还是土壁对混凝土墙体的压力,都符合各项设计指标的要求。

4.3　开挖外观质量检查

　　施工结束后对塑性混凝土防渗墙墙体进行了开挖检测,从外观来看墙体表面平整、密实、材质均匀、无裂缝、无夹泥现象,墙体厚薄均匀,厚度满足设计60cm要求,槽段的接头处连接良好。

4.4　注水试验

27　　通过河南省水利水电专业质量检测机构现场对两槽段进行钻孔注水试验,四个孔的渗透系数值分别为4.2×10cmΠ

s、5.8×10cmΠs、6.8×10cmΠs、8.3×10cmΠs,试验结果满足水利水电工程防渗墙施工技术规范的要求。4.5　超声波检测

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　　现场对防渗墙进行了超声波检测,检测结果为:墙体平整密实,厚度均匀,无裂缝,无夹泥,接头处连接良好。

5　结论

　　该水库大坝工程塑性混凝土防渗墙施工所采用原材料质量及采用的配合比指标,以及施工过程中所采用的施工工艺都是行之有效的,采用混凝土常规检测和其它方法检测,都符合水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范的要求,达到了设计要求。

　　塑性砼防渗墙在水库大坝工程中的成功应用,为今后广泛推广塑性防渗墙施工技术起到了指导作用。参考文献

[1](SL174—96).水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范[S].

[2]水利水电工程编委会.水利水电工程[M].北京:知识产权出版社,2005.

[3]郭见扬,谭周地.中小型水利水电工程地质[M].北京:中国水利水电出版社,1995.[4]高钟璞.大坝基础防渗墙[M].北京:中国电力出版社,2000.

(下转第59页)

第15卷第4期　　　　　　　　　　卢俊卿:人工挖孔成桩技术在桥梁工程中的应用　　　　　　　　　　　　　59

LUJun2qing

(HenanRoad&BridgeCo.Ltd.,Zhengzhou450000,China)

Abstract:Thispaperhasdiscussestheapplicationoftraditionaltechnologyofdiggingholeartificiallyinbridgebuilding,whichrevealsthatadoptingthetraditionaltechnologyunderthespecialcaseissimple,notrestrainedbyconditions,suchastheconstructionequip2ment,etc.,withbettereconomicandsocialbenefits.

Keywords:diggingholeartificially;caissonpole;bridgebuilding(上接第48页)

putationalMathematics,2005;23(3):261-274.

[13]石东洋,梁　慧.一个新的非常规Hermite型各向异性矩形元的超收敛分析及外推.计算数学,2005,27(4):369-382.

SuperconvergenceAnalysisofsecondorder

hyperbolicequationsonanisotropicmeshes

LIQiu2hong,SHIDong2yang

1

2

(1.PingdingshanInstituteofTechniology,Pingdingshan467001,China;

2.ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052,China)

Abstract:Lineartriangularelementisconsideredtosolvesecondorderhyperbolicequationsonanisotropicmeshesin2-D.Thesuperclosenessandsuperconvergenceresultsareobtainedbyasetofnoveltechniques.

Keywords:anisotropicmeshes;lineartriangularelement;hyperbolicequations;supercloseness;superconvergence(上接第56页)

Applicationofplasticconcretecut-offwallofadam

SHANGXia,YAOLei2sheng,WANGNing

1

2

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(1.ZhidaEngineeringConsultingCompanyofSanmenxia,Sanmenxia472000,China;2.Departmentoflocalroadsmanagement,JiyuanTransportationBureau,Jiyuan4650,China;

3.DesignStudioofJiyuanTransportationBureau,Jiyuan4650,China)

Abstract:Thecharacteristicsandtechniquesofdamdesignofthecut-offwallconstructionareintroducedbasedontheexamplesofplasticconcretecut-offwall.Theprojectisinfullcompliancewiththerequirementsthroughtesting.Keywords:plasticconcrete;impermeablewall;mixtureratio