吕梦虎
安徽禹溪水利工程有限公司 安徽淮北 235100
摘要：水库大坝面板反渗水会引发一系列工程问题，并且问题程度也不尽相同，而在实际工程应用中，用大开挖的深基坑进行大坝基础处理的面板坝工程，若利用原河床进行导流或导流洞出口距基坑较近时，倒渗入基坑的水量较大，不仅影响面板混凝土的正常施工，同时反渗水极可能造成对已成型面板的破坏。文章通过分析工程反向渗水的原因，提出有效排除坝体内反向渗水的处理措施，提高了工程施工进度，保证了混凝土面板施工质量。
关键词：水库大坝；面板；施工；反向渗水；处理方法
0引言
面板堆石坝作为一种安全性好、适应性强、工期短而且造价低的坝型，近年来在国内发展很快，已建和在建工程也比较多。这种坝型大部分河床段趾板区域是大坝的较低点，形成该状况的主要原因：第一，河床段趾板选线往往选在河床基岩裸露的地势低点；第二，坝肩开挖等原因使下游河道堆渣较多，抬高了下游河床。从而使得整个大坝基础在完成开挖后常常是沿河道上游低而下游高。在靠近大坝河床趾板区域的施工过程中，往往面临大量的积水要抽排和从下游上游反渗水，尤其是趾板下游坝体内的水通过坝体反滤区排出时，容易破坏大坝垫层斜坡面的保护砂浆或喷混凝土，同时也带走了反滤料中的细颗粒，进而加大了该区域的填筑料，特别是反滤垫层料的空隙率被加大会影响大坝质量。反渗水问题已成为面板堆石坝在施工过程中难以避免和必须妥善解决的问题。
1工程概况
某水库作为当地民生水源工程之一，工程建设的任务解决下游夏秋季灌溉缺水和人畜饮水问题并兼顾防洪和生态保护。工程主要有拦河大坝、导流放水洞和溢洪道等组成，水库总库容480.92万m3，混凝土面板砂砾石拦河坝最大坝高71.7m，坝顶宽5m，坝顶长268.5m，坝顶高程2315.22m，趾板X线长375.54m，ZB0+000~0+080、ZB0+250~0+347段趾板混凝土宽4m，厚0.4m，ZB0+080~0+250段土趾板混凝土宽7m，厚0.5m。趾板为钢筋混凝土，设计标号：C30F300W10。
大坝工程主要技术指标如下。
垫层区：采用dmax≤80mm的砂砾料，小于5mm含量35%~55%，含泥量小于8%。碾压指标：相对密度≥0.85。
垫层小区：采用dmax≤40mm的砂砾料，小于5mm含量35%~55%，含泥量小于10%。碾压指标：相对密度≥0.85。
过渡区：dmax≤300mm，含泥量小于5%，碾压指标：相对密度≥0.85。
主填筑区：最大粒径不超过压实层厚度，并且不允许出现大颗粒集中现象，碾压指标：相对密度≥0.85。
上游主填筑区：小于5mm的颗粒含量不超过20%，小于0.075mm的颗粒含量小于5%。
2反向渗水的处理
2.1现象及原因分析
某河坝址区河谷沉积第四系全新统冲洪积漂、卵石层，最大厚度23.2m，漂、卵石磨圆度较好，颗粒间由砂夹土充填，中密状态，地下水埋深2.00~5.60m。颗粒级配组成中，粒径大于200mm的漂石含量平均为40.0%，200~60mm的卵石含量平均为15.00%，小于5mm的颗粒含量平均为23.5%，小于0.075mm的细粒含量平均为4.00%，其不均匀系数平均值为425，曲率系数平均值为3.3，坝体渗透系数大于10-2。趾板基础的开挖在截流前将河水导至左岸坡脚，进行右岸河床段的开挖，截流后进行左岸河床坝基开挖。趾板基坑开挖完成后出现反向渗水，主要分布在0+120~0+156段。施工过程中，在反向渗水的作用下，已完成的上游坝坡出现部分固坡砂浆下面的过度料有细颗粒被带走固坡砂浆托空的现象。
坝面反向渗水，在坝体填筑过程中上游坝坡稳定，没有出现渗透变形。为弄清反向渗水的来源，减少渗水流量，采取了2种方法。
一是在下游坝脚处开挖了2个深井抽水来降低下游水位观测发现，反向渗水流量变化也不大；二是在放水洞出口采用复合土工膜防渗延长出水位置，降低下游出水高程后进行观察发现，反向渗水流量略有减少。
由此可见，以降低下游出水高程来减小反向渗水流量的方法不能解决反向渗水对混凝土面板施工的影响，必须采取对上游坝面进行排水的方法来解决。
2.2方案的制定和处理
2.2.1排水
为保证混凝土面板施工时仓内无积水，期初决定在每个浇筑仓面垫层料中插入2~4根滤水管将反向渗水引出仓面，但排水面积较小，实际排水效果并不理想，仓面积水仍不能正常进行混凝土面板浇筑，同时考虑仓内排水管设置太多，在后期封堵时会留下一定的隐患。
经过多次试验证明，分仓排水不利于工程质量的保证，最终采取全段集中排水、最后封堵的方案，即在0+132~0+144仓设集水井，集水井采用直径600mm玻璃钢管打滤水孔、包裹无纺布，井底高程2246.2m，井口高程2249.64m，加工完成的玻璃钢管放置后人工分层填筑垫层小区料至设计高程；将ZB0+170~0+204段沥青砂浆底部埋设2寸滤水管，滤水管将反向渗水引至集水井，即保证混凝土面板施工时仓内无积水，同时对排水口的处理也只集中在一个点上，减少了质量隐患。在渗水段仓面板混凝土浇筑时，集水井不封闭，采用一台5kW水泵24小时抽水。排水后2249m高程以下部位渗水现象消除。
2.2.2垫层料回填
采用集中排水后，除设置集水井的一仓混凝土浇筑外，其它仓面混凝土均按正常要求浇筑，各仓内垫层料没有破坏。对0+132~0+144段仓面板混凝土浇筑后集水井周围破坏的垫层料的处理，结合上游铺盖填筑施工来回填。当上游铺盖填筑至集水井上口高程时，开始回填集水井，面板混凝土以下部分采用水力充填法回填垫层料，回填时集水井中竖直埋设一根滤水钢管，滤水钢管伸出混凝土表面高程，面板混凝土与垫层料之间用钢板隔开，对回填的垫层料经取样达到设计要求。
2.2.3集水井的封堵及混凝土面板填补
集水井在封堵前，先进行坝前粉土铺盖和任意料盖重的填筑(填筑过程中集水井及基坑排水正常进行)，井口预留凹口，填筑高度高出井口3m后，封堵集水井，然后继续填筑铺盖料及任意料。预留的滤水管采用注浆泵灌注M15砂浆，集水井采用垫层小区料填筑至面板底部后钢板隔离。集水井封堵的同时也对混凝土面板进行填补。对混凝土面板进行填补前，先对面板混凝土施工缝进行凿毛成正坡，补焊面板混凝土钢筋后开始浇筑。对填补的混凝土拌和的要求是在原面板混凝土配合比的基础上降低0.2个水灰比，添加4%的速凝剂和2%的膨胀剂。浇筑时在集水井中间位置重新埋设一根排水管，混凝土终凝后进行二次封堵，封堵完成后，井口以外50cm范围内采用弹性聚氨酯涂5cm，2250m高程以下范围内涂刷2mm后聚氨酯防水涂料。封堵后无渗水现象。
2.2.4面板钢筋监测情况与反向渗水关系的分析
某水库坝体内部沉降监测采用水管式沉降仪，钢筋计型号为SZG-18，属于差动电阻式仪器，应变计的观测包括无应力应变计观测和两向应变计观测两项。某水库统一将仪器埋入混电阻和电阻比开始反相变化完成后的时间数据作为基准值。
从两个沉降监测点数据看，观测点下方垫方土层厚度最大为43.64m时，沉降量最大在10.7cm，远小于规范要求的2%，说明大坝填筑质量比较好。
埋设的7个钢筋计在观测中发现有6个钢筋计的拉应力在正常范围内，而布设在坝轴线0+138m处、高程在2257m的钢筋计R5的拉应力安装完成后1~10天在30MPa以内，属正常；10~40天拉应力在100MPa以内，略有偏大，经分析是因降大雨基坑淹没了5m的水压力所致；而40天以后拉应力在140~185MPa之间，明显偏大，属于不正范围内。经证实，因施工单位停止对面板内抽水，而此时坝体内水位也逐渐上升1.5m左右，这一点可以从P3渗压计观测数据中看出，即水头压力在2.77m左右，说明面板的下部受到扬压力，并产生了不均匀的变形。
从监测情况看，正确处理好反向渗水不仅对混凝土面板正常施工起到重要作用，同时对成品混凝土面板保护有重要意义。
3结束语
采用大开挖的深基坑进行大坝基础处理的面板坝工程，利用原河床进行导流或导流洞出口距基坑较近时，一般倒渗入基坑的水量较大，不仅影响面板混凝土的施工安排及施工质量，同时反渗水也极可能造成对已成型面板的破坏。因此，在施工过程中要引起高度重视，采取及时、合适的排水方法，不仅有利于提高工程施工进度，也利于保证混凝土面板施工质量。
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