水利工程混凝土防渗墙施工技术探讨

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摘要：从20世纪50年代就开始了混凝土防渗墙技术的研究，经过这么多年的不断努力尝试，该项技术取得了丰硕的成果，尤其是近几年来各项新工艺、新技术、新材料的发明和使用，使得混凝土防渗墙技术更加完善，对保证水利工程质量起到重要的作用，很大程度上促进了我国水利工程的快速发展。文章结合某水库的施工情况，对混凝土防渗墙施工技术进行探讨。

关键词：水利工程、混凝土；防渗墙、施工技术

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由于混凝土防渗墙对地质条件适应强，在水利工程中不仅可以防水、防渗，同时还可以挡土、承重，因此混凝土作为水利工程的基础处理措施应用范围非常广泛。混凝土防渗墙实际上就是在水利工程施工中，位于松散透水地基或土石坝坝体中采用泥浆固壁连续凿孔成墙，并在泥浆下浇筑混凝土或者其他防渗材料形成的具有防水、防渗功能的地下连续墙。在水利项目的具体施工中，混凝土防渗墙通常都是在坝面上进行钻孔，地下进行混凝土浇灌，其施工具有一定的隐蔽性，对保障高质量的施工具有一定的难度，所以在实际的是公中要从细节入手，拒绝施工任何一个环节出现问题，只有这样才能保证整个工程保质保量的定时完成工作。

工程的基本情况

某水库位于某县范围内，担负着周边的地区的防洪、灌溉重任，由于该坝体建筑时间早，建造技术落后，长时间维修不到位等原因，人工夯实的坝体密度性变差，出现老化、分层、渗透等现象，坝体上出现的塌陷变形部位已被淤泥掩埋，造成坝体排水棱体起不到下游阻水效果，浸润线明显抬高。该水库整体情况不好，需要进行大量的施工处理，尤其是混凝土防渗墙的施工。

该水库集雨面面积大约有19k㎡，总蓄水量有1100万立方米，其属于属于水力冲填坝，坝体总长225m，最大坝高54m。该水库设计的除险加固措施采用的是塑性混凝土防渗心墙，墙体厚度为0.8m，最大深度为58m，墙体内预设有帷幕灌浆孔，从此处灌浆实现整体防渗心墙的防渗作用。

混凝土防渗墙的具体施工过程

为实现该水库混凝土防渗墙施工设计参数，在具体的施工中，必须按照规定的施工工序进行。具体的施工工序如下图1所示

图1：混凝土防渗墙施工工序示意图

利用专用设备在饱和泥浆的沟槽中开挖成槽

1.1、专用设备的选取

随着社会科技的发展，成槽设备的种类日益增多，目前国内使用较多的有液压式铣槽设备、液压式抓斗型设备冲爪桩孔型设备等，它们各自有各自的特点，其中，液压式抓斗型设备在我国使用范围较广，这主要是由于该设备成槽泥浆使用量少，可以在绝大部分的地址覆盖层中使用。根据该水库的实际情况和混凝土防渗墙的设计参数要求，施工中最大的槽挖深度为58m，所以我们选用挖槽最大深度为60m的SG35A型的液压式抓斗机。

1.2、布置施工平台

在具体的施工中，各种设备的行驶、作业都需要一定的空间，这就需要我们在进行施工前做好周密的安排，预留出足大的空间，以免影响后面的施工。在此项工程的施工中，考虑到液压式抓斗机施工、导向槽占地、混凝土浇灌车行驶等情况，我们应预留15m-17m的施工平台，而原水库坝顶仅有6m，所以应将坝顶降落2.5m，以满足施工平台的布置需求，此外，为了不影响孔槽钻挖和混凝土浇灌车的运输，尽可能的避开坝顶预设泥浆池。同时还要合理安排交通道路和工作区。

1.3、导向槽的修筑

导向槽就是沿防渗墙的轴线方向的地表上设置临时构建物，实现防渗墙的设置、成槽导向、锁固槽口、保护槽孔上部孔壁、支撑外部荷载等作用，并在混凝土防渗墙的整个施工中具有关键的作用。导向槽的施工参数要求是墙体采用倒L型的断面结构，槽内净高1.8m，槽壁厚20cm，槽面宽1.2cm，厚度为40cm，并为现浇C20砼构筑。另外，这里需要注意的是，在设计顶高时要超出地面一部分，以免地表水流入槽内。

1.4、划分单元，造孔成槽

单元划分要依据液压式抓斗机的规格来进行，由于该工程施工采用的是SG35A型的液压式抓斗机，抓斗宽度为3m，所以，将按照三抓成槽为一个单元，由于后期施工中还需进行混凝土浇筑的导管、安装锁管设备、预留帷幕灌浆孔等施工，它们都需要一定的场地，因此，我们可以设定6m一个单元。为提高施工质量和进度，应尽可能的避开成槽施工和混凝土浇筑施工的相互干扰，我们可以采用“二序三抓”的方式进行成槽开挖，进行“1-3-2”的顺序抓土成槽。实际施工中，施工槽成槽深度要有监理依据实地的岩层情况

进行设计，切不可盲目进行。

1.5、槽孔护壁

在进行成槽的过程中还需进行关键的槽孔护壁工作。利用泥浆的良好物理特性、流通特性、稳定性等特定进行固壁，可以对槽孔起到固壁、悬浮、携渣、等作用，此外还可以增加成槽后的墙体的防渗功能。由于槽孔使用泥浆较少，可以使用成槽以及槽段混凝土浇筑中回收的泥浆。

制备泥浆

2.1、有效控制泥浆的浓度

泥浆质量的好坏也是影响整个工程的质量的关键因素，因此，要按照设计要求进行有效的泥浆浓度控制。根据该工程的设计要求，对泥浆浓度的要求为：密度为1.1-1.2g/cm3，漏斗的粘度为18-25s，如果有砂砾的土坝，应适当的提高泥浆的浓度，提高范围控制在10-15%之间。在成槽的过冲中，要保持槽内泥浆面低于导向槽顶面的30-40cm，且不可低于50cm，主要目的是保持挖槽孔的稳定，减少槽壁崩塌现象发生。

2.2、清孔还浆控制

槽孔验收合格之后还需进行清孔还浆工作，对清孔还浆施工要求为：在清孔换浆一小时后，使孔底淤积厚度大于10cm，泥浆的浓度不大于1.3g/cm3，泥浆粘度不大于30s，含沙量应小于10%。另外，为了保持操槽孔结构的严密性，要保持在清孔换浆工作结束后的四小时内完成混凝土建筑工作。

进行混凝土防渗墙浇筑

3.1、安装接头管

接头管的主要作用是将相邻单元凝结后的混凝土连接在一起形成一个整体成墙。接头管又称为锁管，即可以有效将两个相邻的单元混凝土接头连接成u型，可以防止坝体开挖后没有浇筑混凝土的端头出现坍塌，保持槽底或槽内浇筑的混凝土与泥浆的分离，从而发挥出防渗墙防渗的作用。锁管一般有9m、5m、3m、2m四种型号，在进行吊装时要注意，安装第一根是必须是9m的，这样就可以将其直接安装到槽底，其余的根据实际情况而定。

3.2、安装导管

导管的作用就是辅助完成墙体的混凝土浇灌工作。在每一个单元混凝土浇筑的锁管1m处进行安装导管，导管是外接管，长度为3m，内径为200mm的钢管，在安装时要保持导管端与槽底保持20-25cm的距离，满足清孔换浆和混凝土浇筑的需要。

3.3、预留帷幕灌浆管

槽内预留灌浆孔就是为了保证帷幕灌浆与防渗墙形成防渗体起到整体防渗的效果。同时也解决了从防渗墙内钻孔偏离2%无法成墙的问题。根据该水库的实际情况，规定预埋130塑料管，每槽3根。对于开挖深度≤30cm的槽孔，我们可以在混凝土初凝后进行直接拔管实现帷幕管控孔的预留。该工程就可以采用直接拔管方法实现帷幕灌浆孔的预留。

结语：随着社会科技的不断发展，混凝土的防渗技术将会得到进一步的完善，施工工具将向高科技、高自动化程度发展，这为我国水利工程中除险加固工作提供了便利的条件。在混凝土防渗墙的施工中，要做好临建工程工作，尤其是导向槽和施工平台的布置工作，保证槽的稳定性，做好造孔成槽的细节工作，随时随地做好观测，做好混凝土浇筑工作，确保防渗墙质量最后一个重要工序的质量，从而实现整个防渗墙施工的保质保量准时完成。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家发展和改革委员会，DL/T5199—2004水电水利工程混凝土防渗墙施工规范[S]．北京：中国电力出版社出版，2005．

[2]张士君，董福平．小型水库的安全与管理[M]．北京：国水利水电出版社，2005.

[3]王清友，孙万功，熊欢．塑性混凝土防渗墙[M]．北京：中国水利水电出版社，2008．