浅谈水利工程中混凝土防渗墙施工技术

■唐 勤 ■江苏祥通建设有限公司，江苏 无锡 214023

水利水电工程是关系到我国民生的工程。保证其质量和发挥效能不仅有利于经济发展和人民的生活水平，而且影响可持续发展和保护生态自然环境等诸多问题。因此，提高水利水电工程的质量是非常重要的。混凝土防渗墙广泛地应用在水利水电工程中的防渗加固中，方法是建设地下连续墙从而实现透水体的防渗处理，防渗墙的质量和施工技术的好坏直接关系到整个水利水电工程的使用与运行［1］。本文对混凝土防渗墙的分类、施工准备、施工技术、质量控制以及常见问题和处理技术等方面进行了综述。

1 混凝土防渗墙分类

1.1 板桩灌注防渗墙

先在地基中打入焊接小管的钢板桩，等到合适的深度后，缓慢拔出钢板桩。接着在桩身被拔出后的空隙中填进防渗材料等，从而生成持续的防渗薄墙。

1.2 槽板式防渗墙

这种防渗墙的横截面一般是槽型，应用泥浆等方法来固壁，并且把槽孔开凿在适合的地方。然后把混凝土填进槽孔中。此类别的防渗墙，根据不同的单元槽的连接形式，可以分为两种类别:连锁型和搭接型［2］。

1.3 桩柱式防渗墙

这种防渗墙的护壁方式是通过套管或泥浆，接着在钻孔里面灌入混凝土。布置方式取决于所打桩孔的连接形式。比如常见的土石坝地基中的防渗墙，一般就使用连锁和搭接两种方式。

1.4 泥浆槽防渗墙

这种防渗墙比较特殊。首先沟槽长度一般为1.5～3.0m，通过泥浆来固壁。此外，挖槽孔到达设计深度时，用一种砂、砾石和粘土混合而成的混合料取代泥浆，从而形成一道防渗墙。

2 混凝土防渗墙前期质量把控

防渗墙中的主要基材是水泥，水泥标号一般应该大于等于42.5#。搅拌时，还需要控制水量、水温等。一般而言，温度应该低于40℃。

除了水泥外，卵石和砾石也是不可或缺的部分。细骨料要把控好含泥量、黏粒量以及细度模数。对于粗骨料，需要把关好泥块量、含泥量以及粒径等。黏土或者膨润土以及两种土的混合料可以作为泥浆的土料，大量实践表明:膨润土的效益较好［1］。在施工环节上需要做到细致精确，多次校验，从而保证精准程度。

依据所在地的水土性质、地址特点、闸坝构造以及环保的要求等来设计图纸，图纸应该包含有如下内容:覆盖层的厚实、松紧程度和颗粒的组成以及承压水状况、透水性和地下水位。此外，还需要注意地质构造、风化的深度和程度以及断层碎裂带、深槽和反坡等情况。由上面所列举的资料来选定墙轴线的位置并且挑选墙体材料，接着对墙厚等来设计并规划，确保适宜性和可操作性良好。

3 混凝土防渗墙的施工技术

3.1 混凝土超薄型防渗墙的施工技术

在施工之前，需要把泥浆打入到导向孔内，控制泥浆的水平面不超过导墙面30cm。实际工程上一半通过烧碱和膨润土来调配出泥浆，特性要求如下:塑性指数不低于20，黏粒含量不小于50，含砂量不高于5以及Al2O3与SiO2与含量比值约为三分之一［3］。

施工的工艺特点列举如下:(1)“一抓和两钻法”成槽:采用抓斗顺着导墙边挖土，使之形成槽。接着需要对槽排渣清底，方法是把抓斗伸入到孔底，直接把孔底的残留物挖到槽孔外。需要注意的是，控制孔内的泥浆在之前灌入的水平线范围内，目的是为了预防孔壁坍塌。此外，还需要用新配置的泥浆来及时填补，这样来保持孔内泥浆体的侧压力，从而预防塌方的发生。最后，还需要不时地检查孔内泥浆等的性能参数，若发现参数有异常情况立马调整。(2)应用在管上裹膜和抹油等工艺来接头，接头管一般使用焊接管，焊接管尺寸如下:约为100 毫米的壁厚和约为330 毫米的直径。在完成成槽后，首先把润滑油涂抹到接头管的管罐上面，接着把塑料薄膜裹在表面处，最后将接头管插入到所设定的深度处，目的是减小管壁与混凝土之间的摩擦力。

3.2 塑性混凝土防渗墙的施工技艺

使用塑性混凝土防渗墙的方法可以适应土石坝的变形特点。由此可见，塑性混凝土防渗墙的鲜明特点在于适应变形的能力很强，没有常规混凝土的很多缺陷。塑性混凝土的大量掺入黏土或膨润土，因此物理属性发生了很大的改变。具有弹性模量小、适应较大的变形、较大的极限应变的优点，此外，还拥有抗渗性能优良、节省水泥、方便施工等特点，是一种很好的防渗墙体材料。其施工工艺如下:先准备施工平台和导向槽，接着造孔成槽，再者进行泥浆护壁，然后用混凝土浇筑。确保防渗墙和导向槽的中心线一致。用钢筋混凝土墙建造导向槽，其净宽超过设计的防渗墙10 到20 厘米。此外，深度取决于上部的土层情况。最后是造孔，先期需要详尽细致地做好准备，由预先划分好的槽孔来进行造孔，首要的原则是尽量使墙段接头少，由此可以快速、温度以及安全施工［4，5］。

4 施工中常见的问题及处理技术方法

4.1 造孔中钻头的脱落

4.1.1 分析原因

其原因一般是下列的几个方面:(1)没有预先安装保护绳;(2)钢丝绳磨损严重时没有立即更换;(3)孔底不干净坍塌严重造成埋钻事故后硬性提钻;(4)钢丝绳回头联结钻头，钢丝绳子夹头(卡子)松动，没有及时发现而脱落。

4.1.2 采取措施

针对钻头脱落所采取的措施如下:(1)在钻头上设置保护绳;(2)定期检查正在使用的钢丝绳，如果发现破损超过要求必须立刻更换，钢丝卡子松动及时紧固;(3)保持孔内干净。

4.1.3 处理方法和技术

事故发生以后及时查清原因。一方面如果是主绳断裂，应当通过下偏勾套来取出保护绳。另一方面如果没有保护绳时，需要先把泥浆更换掉，接着将钻头附近的钻渣抽取干净，再用工具来打捞。卡住后轻微地提起或者卸下加重杆，然后稍微地震打活动后，在合适时候取出。

4.2 造孔时孔壁的坍塌

4.2.1 分析原因

(1)防渗墙施工过程中，发生孔壁坍塌的原因一般有以下几点:①钻孔进入到特殊的地层，可能会出现突然漏失掉大量的泥浆，同时又没有立刻补充浆体，此时会由于突然减小的孔内泥浆压力而坍孔。②坝体土料密实度程度不足。先前调配的固壁泥浆的性能指标不满足设计要求，因此，孔壁不能有效地得到泥浆的保护。③在停工期间没有做到定期地检查泥浆，没有及时地补充那些漏失的泥浆。同时也没有定期地搅动泥浆，由此发生泥浆沉淀，还会发生降低浆液比重，最后导致孔壁的坍塌。

(2)造孔过程中集中漏浆或向一侧突然坍塌。主要原因是:①坝体填筑料碾压密实度质量差由于输水隧洞放空于库水位的影响而形成渗漏通道。②坝体河床地段基础部位有一层厚3～7m 的淤泥。③库内无水，防渗墙槽内浆液压力大，外水压力产生的反作用力丧失。

4.2.2 预防措施

为避免造孔时孔壁坍塌，采取如下措施:(1)存储黏土块和大麻以及稻草等这些具有很强的纤维性的物质。(2)钻取时，严格按照地层的实际情况，采用适合的泥浆护壁，同时还要经常检查，在必要的时候调整泥浆的性能指标。(3)终孔后，不能使孔内泥浆突然稀释，更不能清水稀释泥浆。(4)发生停工的情况，应该每4～8 小时搅动孔内的泥浆一次。发现有漏失的情况，立即补充。确保泥浆高度超过槽口板以下的0.5 米处，同时还要确保不低于地下水位2 米。(5)成孔槽段长度尽量短一些(一般6～10m)。可以采用两段跳跃成型的方法来造孔浇筑，避免坍陷。

4.2.3 处理的技术和方法

在造孔时发生塌孔的情况，具体的处理技术和方法如下:(1)第一步是把钻具取出来，目的是为了防止发生坍孔等的其他更严重的事故。接着最快的速度查明弄塌孔的具体原因，根据查明的原因来进行处理。(2)需要增加固壁泥浆的黏度和比重，然后送进孔内，这样可以防止塌孔进一步地扩大。(3)如果发生严重的坍孔情况，把预先储存的具有强纤维性的物质(如海带、大麻、稻草等)以及装有黏土的草袋等填入孔内，充填满坍塌的部分，接着进行重新造孔。(4)如因基础地质条件或坝体填筑质量差而发生(内坡或外坡)的滑坡或沉陷，则应把处理边坡稳定，处理方法是采用振冲碎石柱桩处理，加同是“标本兼治”的办法，抛石挤淤压脚翻压滑坍土料，也是处理滑坍的方法，然后再造孔浇筑混凝土防渗墙［6］。

5 结语

由于混凝土防渗墙技术工期短、简单方便、成本低廉的特性，其在水利水电工程中应用广。此外，混凝土防渗墙的施工技艺更是影响到水利工程以后的发展前景。本文综述了混凝土防渗墙的分类、前期质量把控、施工技术、常见问题及处理方法等，希望能有助于业界同行的工作。

［1］徐伟民.混凝土防渗墙施工技术在水利水电工程中的应用［J］.科技致富向导，2014(26):331.

［2］潘兴国，黄泰巧.水利水电工程中混凝土防渗墙施工技术的探讨［J］.中国科技博览，2014(37):91.

［3］余正凯.混凝土防渗墙技术在水利工程中的应用及前景［J］.科技资讯，2009(19):84.

［4］景兆瑞.混凝土防渗墙在施工中常见问题及处理方法［J］.城市建设与商业网点，2009(22):213-215.

［5］沙吾列希.浅议混凝土防渗墙的常用技术及其发展［J］.石河子科技，2008(1):44-45.

［6］傅祝体.混凝土防渗墙的常用技术及其发展［J］.科技咨询导报，2007(02):204-205.