浅谈水工挡土墙施工技术要点

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摘 要：水工混凝土挡土墙在水库枢纽、引水枢纽、水电站及各种渠系建筑物工程中有着广泛应用，由于要长期承受河水的侵蚀，其施工技术极其复杂，文章简单的概述了水工混凝土挡土墙的施工技术要点,可供同行交流。

关键词：挡土墙；水工混凝土；施工技术；技术分析

中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号：

前言：

挡土墙之于整个水利工程而言尤为重要，洪水灾害频发的现状，让水工施工者对挡土墙越来越重视，因为一旦它出现问题，势必会给河流下游的居民的生命财产造成威胁。此外，水工混凝土挡土墙还充当着发电、抽水、排水等功能，它是河流的中枢枢纽，不同的水工建筑对防水墙的要求也不同，因此在建设水工混凝土挡土墙时要根据建筑的级别来确定挡土墙的级别。

1 挡土墙级别的划分

由于水工混凝土也是水工建筑施工的一个方面，因此它的级别划分也是根据水工建筑的级别而确定的。在实际生活中，防洪建筑的级别由高到低大概分为四个级别，一级、二级、三级和四级，这是按照建筑物失事而使居民生活遭受损失程度来划分的。在进行水工混凝土挡土墙施工之前，必须先确定水工建筑的级别，它的具体级别的划分标准可以参考相关书籍，这里就不作过多介绍。值得一提的是，如果挡土墙是在防洪堤上，那么它的位置就更重要了，从某个方面来说，它就是等同于防洪堤，一旦失事它修复起来更加困难，因此它的施工更应该做到精细合理。从这里我们可以看出，防洪堤上的水工混凝土挡土墙的级别不能低于防洪堤的级别，即水工建筑的级别在防洪堤之上。在实际确定水工混凝土挡水墙的级别时，为了避免将来出现问题，在综合考虑各种情况之后，可以将它的级别提高一个等级，此外，由于它的特殊性，在施工前也必须得到专家的认可及政府的批准。水工混凝土挡水墙的设计要求分为两类，分别是无挡水和挡水。在挡水的情况下，它的设计应该与防洪堤的要求类似，当然它不可以比防洪堤的建筑级别低。不挡水或者泄洪时，它又扮演着泄洪建筑的角色。但是不管它是挡水要求还是不挡水的要求，它都得综合考虑种种不利的情况和相应能采取的措施。水工混凝土挡土墙不允许河流中的水从它的部顶溢出，它此时也有两大任务，分别是挡水和挡土，这和河流上游的易墙有些类似。受水的流速和自然状况的影响，在建这几种水工混凝土挡土墙时都不允许河流的最高水位超过挡土墙的高度，否则就容易出现安全事故。

2 混凝土挡土墙工程施工技术

2.1 施工技术

基槽挖土方时挖基要配合墙体施工分段进行，先测量放线，定出开挖中线及边线，起点及终点，设立桩标，注明高程及开挖深度，进行开挖。在施工过程中，应根据实际需要设置排水沟及集水坑进行施工排水，保证工作面干燥以及基底不被水浸；根据设计图纸现浇钢筋砼挡土墙。现浇钢筋基础先安装基础钢筋，预理墙身竖向钢筋，待基础浇灌砼完后，进行墙身钢筋安装。预制钢筋砼挡土墙的基础钢筋分二次安装，第一次安装最底层的钢筋,基础达到一定强度,安装好预制墙身后，再安装第二阶的基础钢筋；现浇墙身砼：现浇钢筋砼挡土墙与基础的结合面，应按施工缝处理，即先进行凿毛，将松散部分的砼及浮浆凿除，并用水清洗干净，然后架立墙身模板，砼开始浇灌时，先在结合面上刷一层水泥浆或垫一层水泥砂浆再浇灌墙身砼。在砼浇灌过程中，如表面泌水过多，应及时将水排走或采取逐层减水措施，以免产生松顶，浇灌到顶面后，应及时抹面，定浆后再二次抹面，使表面平整。伸缝缩、沉降缝及泄水孔的处理：现浇灌钢筋砼挡土墙的伸缩缝和沉降缝宽2cm(施工时缝内夹2公分厚的泡沫板或木板，施工完后抽出木板或泡沫板)从墙顶到基底沿墙的内、外、顶三侧填塞沥青麻丝，深15cm。挡土墙泄水孔为ф10cm的硬质空心管，泄水孔进口周围铺设50cm×50cm×50cm碎古，碎古外包土工布，下排泄水孔进口的底部铺设30cm厚的粘土层并历夯实。

2.2 注意事项

防止挡土墙渗透和使排水合理也是设计时需要考虑的诸多因素之一。一点点的渗透可能给整个挡土墙结构带来毁灭性的后果，由于水工混凝土挡土墙投入使用后日夜承受着水的冲击，一点点的渗透在长期的水流作用下会慢慢变大，当遇上洪水险情之后这种渗透会以更快的速度扩张。这种损失是可怕的，因为对于它的修复和维护更加困难，相对来说混凝土的渗透性不高，但还是存在一定的风险。这可以通过调节混凝土中各种材料的配制来解决，使水工混凝土挡土墙的渗透控制在预期的范围之内。在设计排水管的时候要更加注意这一点，排水管从横切面看是高低方向，各个排水管的距离不应过小，过小不利于整个墙体的稳定，也不能过大，否则排水速度会减慢。至于排水管数量的多少，这完全取决于雨期时需要排水量的多少决定，在完全可以满足需要的情况适当地多增加一些。当挖基发现有淤泥层或软土层时，需进行换土处理，报请监理工程师及业主批准后，才进行施工；砼浇灌过程中应派出木工、钢筋工、电工及试验工在现场值班，发现问题及时处理；砼浇灌完进行收浆后，应及时洒水养护，养护时间最少不得小于7天，在常温下一般24小时即可拆除墙身侧模板，拆模时，必须特别小心，切莫损坏墙面。

3 混凝土挡土墙的负载

在通常情况下，水工混凝土挡土墙只是承担普通水位水的压力和重力，这属于它的基本负载。如果遇到紧急情况，那么就不同了，比如突发洪水，此时水工混凝土挡土墙承受来自洪水更大的压力，或者更极端的情况如地震台风等，这属于它的其它负载。且不管它出现哪种负载，它都必须考虑到它的承受能力，因此计算它的负载能力也是一个需要考虑的问题。在计算负载能力时可以按以下步骤进行：首先，确定水工混凝土挡土墙的整体设计和几何结构以及自身的重量。其次，确定正常情况下水位的高度和速度以及非正常情况下水位的高度和速度。最后，用超真模拟的方法对水工混凝土挡土墙进行模拟实验，当模拟的洪水冲垮墙体计算出墙体所受的压力，此时也是它所能承受的最大压力。在计算挡土墙所受的压力时，还需要考虑到以下因素所产生的影响，如风速、水的含沙量以及填料的多少，如果不能确定它们的关系，可以通过实验单一测试的方法确定它们的影响程度。

4 水工混凝土挡土墙基本指标的计算

4.1 计算渗透性

前面已经提到要将水工混凝土挡土墙的渗透性控制在合理范围之内，但没有说明具体的方法。这里所采用的方法是分布式矩阵法，即将挡土墙在逻辑上分割成同等大小的矩形，再逐个测试每个单位矩阵的渗透性，然后对多个小矩形进行整体测试，最终取平均值并进行误差估计，这里要注意的是需要考虑墙体在不同时期的渗透性，对于计算来说加大了难度。

4.2 计算抗震性

由于抗震性的计算没有很好的方法，只能通过全真模拟的方法去测试。在具体操作中，应该先评估整个仿真的合理性，再对模拟的水工混凝土挡土墙逐渐加大震动压力，并记录不同的震动压力下它整个墙体结构的稳定性以及震后墙体的损失程度。计算抗震性没有必要将仿真的水工混凝土挡土墙抗垮，只需要知道它所能承受的合理震压，这里的合理震压是指震后挡土墙仍然具有原来的功能或者只需进行简单的修复就能工常工作，这样就使得整个计算过程更加合理。

4.3 计算浮动性

浮动的计算也是水工混凝土挡土墙在投入使用前很重要的一步，它的主要原因是，在最坏的情况下，水位会超过或者与混凝土挡土墙的墙顶齐平，水的流速也会很大，因此它对墙体的浮力会很大，而浮力的增大会影响挡土墙的抗压性。具体的公式是：E=kV/U；k是比例常数，和混凝土的配制等有关，V是作用在墙体的全部向下压力之和，U是作用在墙底向上的张力。

5 结语

水工混凝土挡土墙施工技术会随着时代的发展不断得到完善，像如今著名的三峡工程就是最好一个例子，一方面它使用着这种技术指导它的水利建设工作，另一方面它又不断补充它的内涵，使其更好地建设服务。以上只是水工混凝土挡土墙在施工过程中必须要考虑的一些因素，对于一些不重要的方面如地基稳定性计算、墙体内力的计算等这里已经略去，当然，在实际施工过程，这些因素也会对整个施工过程产生影响。