作者：张毅
l工程概况
窄口水库坐落在河南省三门峡灵宝市五亩乡境内。水库于1959年11月开始动工兴建，1968年二次上马，1983年竣工验收后正式蓄水，是豫西地区唯一一座集防洪、灌溉、供水、养殖和旅游为一体的综合性大(2)型水利工程。
水库大坝分主坝和自溃坝，主坝长258m，坝型为黏土心墙石碴坝，坝顶高程657.0m，最大坝高77.0m，坝顶宽8m，黏土心墙顶高程为656. 2m，上游心墙坡比1：0. 414，下游心墙坡比1：0.25，上游坝坡坡率1:2，1：2.5，1:4;下游坝坡坡率1：1.8，1:2，1：2.25;1:2.5。
上下游坝坡均为干砌块护坡。自溃坝长109m，为黏土斜墙砂砾石壳结构，坝顶高程655. 0m，坝高l0m，顶宽4m。
2工程出现的问题
窄口水库属于“大跃进”年代边设计、边施工、边整改的“三边工程”的产物。由于生产力水平的限制，加之当时以各“公社”为施工单位的“民兵团”建制管理体系，使得主坝心墙、坝壳填筑质量较差，安全隐患较多。大坝建成后，先后经历1975年“75·8”特大洪水，2003年的642. 68m高水位，致使大坝坝顶裂纹有明显发展，渗漏量增大。
2.1裂隙（缝）不断发育
主坝坝体发生不均匀沉陷、心墙出现以纵缝为主、夹杂横缝的多条裂缝。尽管对心墙裂缝进行了挖填、黏土灌浆，在坝两头做混凝土防渗心墙处理，但一些裂缝仍在持续发展，监测断面心墙内可能存在与库水位相通的裂缝，水库的安全运行受到严重威胁。
2.2渗漏持续加大
大坝断层带、两岸坝基岩石破碎及坝基断层多处渗漏严重；特别是左坝肩断层从坝头穿过，几乎垂直坝轴线与某些断层相互交错，漏水严重。另外，河床段坝体与基岩接触面处渗流场位势升高且有发展趋势。
2.3主坝变形严重
1973-1988年间的沉陷模拟计算显示，主坝总沉陷量达1. 2m，为坝高的1.56%，总沉陷量超过坝高的1%；1984-2005年的观测资料也表明坝段倾度远远大于l%，并且坝体沉陷和水平位移与水库在较高水位运行密切关联。
3 施工方案的选定
为解决主坝裂缝、渗漏等问题，工程最终决定新建坝体混凝土防渗墙，并根据工程的地质状况和大坝自身的运行工况采用下部刚性混凝土、上部塑性混凝土的组合式防渗墙方案。
在水利水电工程中，主要根据结构强度要求、抗渗耐久性、适应变形能力以及施工条件等来确定混凝土防渗墙墙体材料。该工程混凝土防渗墙墙体材料按下部砂卵石层内墙体和上部心墙黏土内墙体两部分来考虑。窄口水库主坝下部坝体心墙宽厚，密实性较好、变形较小，但墙体承担的水头差较大，为提高墙体的抗渗耐久性，采用刚性混凝土。高程615. 0m以上心墙质量较差，水头较低，变形相对较大，采用塑性混凝土。在窄口水库除险加固工程中应用的刚塑性混凝土组合式防渗墙可以达到非常明显的效果：一方面，上部塑性混凝土与黏性土层的黏结性能好，下部刚性混凝土与基岩结合好，刚塑组合式抗渗性材料能够很好地保证坝体的整体坚固性和防渗抗渗性；另一方面刚塑性混凝土组合式防渗墙施工进度快，降低了工程造价。有关设计部门通过严密细致的分析研究和主坝加固方案比较，决定采用“在黏土心墙坝体内进行超深刚塑性混凝土组合防渗墙施工”的截渗加固处理方案。
4 刚塑性组合混凝土防渗墙施工
4.1 工程布置
工程范围为桩号0 +036 -0 +270．防渗轴线在0+210 -0 +270段向上游侧移动1.0m，在桩号0+075及0 +224.3点处，与两岸原倒挂井防渗墙位置重合，0+036 -0 +075段轴线为绕开原有的防渗结构进行了相应调整。
4.2技术指标
混凝土防渗墙立面布置采用封闭式，墙底垂直嵌入基岩不小于1. 0m。设计最大墙深为82. 3m，厚度为0. 8m。
防渗墙材料按照分段设置原则，自下而上分别为：高程615. 0m以下为掺粉煤灰混凝土（即刚性混凝土），抗压强度R= 10MPa，抗渗等级W8；高程615. 0m以上为I级配塑性混凝土，强度R28≈3.85 MPa，弹性模量E28 ≈3000MPa，渗透系数K≈l×10-7cm/s。墙顶以上填筑黏土至坝顶。
4.3 防渗墙施工
4.3.1 施工平台
防渗墙墙顶部高程648. 0m，将现坝顶挖低至649．0m高程，整平加宽形成施工平台，以满足施工平台的要求。
4.3.2槽段划分及建造
在现场沿防渗墙设计轴线分段挖槽，在深槽段布置3个主孔和2个副孔，孔距6.8m，在坝肩段布置了4个主孔和3个副孔，孔距8. 8m。防渗墙施工轴线总长234. 04m，共37个槽孔。
防渗墙造孔施工最初为二序法“两钻一抓”方式钻孔成槽，凿孔中I序槽的5个槽孔同时出现漏浆，极有可能出现槽孔壁坍塌，甚至导致坝体内黏土心墙坍塌。施工中及时调整为三序槽孔方案：先浇筑I序槽以稳定坝体，再浇筑Ⅱ序槽以阻断漏浆通道，降低塌槽的可能，最后浇筑Ⅲ序槽连成一体。采取三序法成槽后再没有发生多槽孔连环漏浆情况，槽孔稳定。在施工中要严格进行成槽质量控制：主孔每进尺l0m要进行测量，同时计算孔底偏差，必要时进行强制修孔；副孔每掘进5m左右提升液压斗体，以清除槽壁可能存在的探头石。
4.3.3 清孔及接头管、预埋灌浆管、浇筑导管下设
孔型全面验收合格后要进行清孔换浆工作，河床部位深槽段采用“抽桶法”和“气举反循环法”相结合进行清孔，较浅的坝肩部位槽孔采用“抽桶法”进行清孔。清孔换浆控制标准为：孔底淤积厚度不大于l0cm；孔内泥浆密度不大于1.15g/cm3，马氏漏斗黏度大于30s，平均含砂量为1.3%。随后下设接头管、预埋灌浆管、浇筑导管。I序槽两端的导管距孔端或接头管1.0 -1.5m，Ⅱ序槽两端的导管距孔端0.5-1.0m;导管底安装后距离槽孔底部控制范围为15 - 25cm。
4.3.4混凝土配合比
按墙体设计指标做好混凝土配合比试验，同时要求配制墙体材料的水泥、骨料、水、掺和料及外加剂等应符合有关标准的规定。该工程委托具有相应资质的水电试验中心进行了多组试验，选取了最佳的C10W8混凝土与塑性混凝土施工配合比，试验成果如下表所列。
以上表数据为依据，结合现场施工材料的实际来调整配制混凝土进行防渗墙浇筑施工。
4.3.5 混凝土生产及浇筑过程
该工程塑性混凝土采用湿掺法拌制：先在搅拌池内加入水，依次加入膨润土、黏土后搅拌，用泥浆泵输送至储浆桶，由计量泵抽入搅拌机内拌制，用循环泵使浆液保持循环。以整袋水泥质量折算出每盘混凝土中砂、石、粉煤灰用量搅拌量，采用电子配料机计量，在水泥加料口人工掺加外加剂，用计量泵控制加水量，每隔2h检测一次混凝土性能，确保成品质量。
该工程采用强制式搅拌机搅拌混凝土，采用输送泵直接输送混凝土至浇筑槽段的孔口集料斗内。混凝土浇筑采用泥浆下直升导管法。开仓时，先把分料仓与混凝土输送泵储满混凝土，并储备足够的混凝土后，再开放分料仓闸门向各个导管同时放料，要一次性放完所储混凝土，完成导管底部的埋深。混凝土开仓后连续不断进行浇筑，浇筑中严格控制浇筑速度，在底部黏土心墙宽度大段，浇筑混凝土上升速度控制在2.0 -3. 0m/h，坝体黏土心墙上部单侧厚度小，混凝土浇筑速度要降低。施工中常测量混凝土上升面，在CIOW8混凝土（刚性混凝土）浇筑至接近615.0m高程时，及时更换为塑性混凝土进行浇筑，直到高出设计墙顶0. 5m才可结束浇筑。在浇筑期间由测量人员加强对坝体位移观测，进行大坝稳定性检查，发现问题及时采取措施处理，确保大坝安全。
5结语
2010年12月，窄口水库除险加固主体工程通过验收，在77m高的黏土心墙坝体内进行“超深混凝土防渗墙施工”尚属首例，该工程施工的实际最大深度为83. 48m，厚为0.8m，防渗墙面积为l1700m2，总投资1 183万元。
刚塑性混凝土防渗墙自2009年应用于窄口水库除险加固工程至今，六年来的多点位移计实测数据和竖向位移观测数据显示，沉降量和位移量均符合规范要求，大坝倾度也在允许范围内，明流已完全消失。这足以说明组合式混凝土防渗墙达到了预期的防渗效果，刚塑性组合混凝土防渗墙不仅保证了防渗墙施工的质量和进度，也保证了坝体的安全、目前，大坝运行正常，水库最高蓄水位已达642.0m，创造了较高的社会效益，为当地经济和社会的发展做出了较大贡献。
a．扩大了水库的蓄水面积（达5000余亩），有效地发展了养殖业。
b．增加了水库电站的发电效益。窄口电站装机容量3×1600kW，3台机组在水库除险加固前只能运行一台且最多只能带47%负荷，即750kW，占总装机容量的16%；加固后能正常运行两台机组各带90%负荷，即2880kW，占总装机容量的60%，发电效益提高近4倍。
c．大幅度地提高了水库下游12座小型水电站的经济效益。水库除险加固前，下游的12座小电站仅有两座能勉强维持运行，年发电量仅不到350万kW．h；水库除险加固后，下游的12座小型水电站基本全部正常运行，年发电量在1140. 48万- 1710. 72万kW-h之间，效益提高到325% - 488%。
d．增加了上、下游灌溉面积近30万亩。
e．供水能力增加了2倍之多，在很大程度上缓解了上、下游的人畜用水难问题和开曼铝业（三门峡）有限公司热电厂的用水难题。
6摘 要
灵宝市窄口水库坝体黏土心墙裂缝、坝基断层破碎带发育和渗漏量的不断加大迫使水库不能正常运行 经反复论证，坝体采用刚性混凝土与塑性混凝土组合式防渗墙进行截渗加固。从施工后的坝体安全监测数据结果来看，刚塑性组合混凝土防渗墙很好地适应了坝体变形，满足了设计防渗要求，本文介绍了施工方案的选定以及具体的防渗墙施工过程
