浅论水利工程混凝土防渗墙施工技术

李舒捷　马丽红

摘要：随着我国经济建设规模不断加大，各种各样的社会设施进入快速发展阶段。水利工程作为国民经济建设的基础性产业，施工技术、质量控制直接影响社会能源以及国防经济建设发展。在早期大坝水库修筑中，由于就地取材，缺乏专业的建筑材料，在坝高较低的同时，严重影响了水利工程施工混凝土防渗墙技术以及管控，出现大量的坝基渗漏、沉陷以及坝体裂缝等现象。因此，在实际施工中，必须根据混凝土防渗墙施工工艺、设计方案，在混凝土防渗的同时，保障水利工程施工质量。

关键词：水利工程；混凝土；防渗墙；施工技术；质量控制

1 水利工程防渗墙技术设计指标以及方案

1.1 水利工程防渗墙设计质量指标

在水利工程混凝土防渗墙设计中，防渗墙设计根据清孔、泥浆膨润土、槽孔制造、混凝土浇筑、混凝土成墙以及墙内孔管质量进行质量控制。通过孔深、孔位、孔斜、槽孔接头厚度、槽孔嵌入深度以及基岩岩样设置槽孔搭建指标；根据密度、浓度、静切力、粘度以及pH 值，明确水利工程泥浆膨润土；根据接头孔壁质量、孔底厚度、粘度、泥浆密度以及含砂量，明确清孔指标；通过混凝土扩散度、塌落度、埋深、导管间距、混凝土上升速度以及土面高差，明确混凝土浇筑；通过弹模、强度以及渗透系数，在允许水利工程渗透比降的同时，明确混凝土成墙指标；通过官绅弯曲、偏差，在混凝土防渗墙检修一个月后进行检查，从根本上保障墙体均匀性，在明确墙体混凝土弹模、强度以及渗透系数的同时，设置墙内孔管指标。

1.2 水利工程防渗墙设计方案

根据水利工程地质勘察资料显示：目前我国混凝土防渗墙技术普遍存在土料选择不严格、碾压不充分、土料分区不明显、填筑质量不达标等状况；由于干密度系数小于标准数值，坝基透水系数较小的土层埋藏深度只有5～20m。因此，水利工程防渗墙设计通常采用坝顶布孔修筑以及游坝坡脚设置防渗墙，通过铺设工膜，从而达到防渗标准。防渗墙设计深度通常根据底部原则，进行坝体防渗；在厚度满足混凝土墙体耐久性、抗渗性、变形以及應力要求时，根据施工设备、地质状况确定防渗墙墙体厚度。

2 水利工程施工工艺

2.1 防渗墙施工设备

在水利工程施工中，钻孔机械作为水利工程混凝土防渗墙施工的重要设备，通过钻头对水利工程地层进行反复破碎，碎屑被水利工程泥浆悬浮，抽砂筒提出孔外的钢绳冲击钻机，由于功效低，功耗大等特点，被广泛应用于防渗墙施工中。冲击式反循环钻几次，将断续出渣进行改抽，在连续出渣的同时，避免水利工程钻头对地层颗粒的重复性破碎，在配套钻渣分离的同时，提高防渗功效。在抓斗挖槽机中，无需泥浆，通过斗齿切割，在土层破碎的同时，将渣土直接抓出，不仅保障了防渗墙施工技术，同时对水利工程施工效益也有很大影响，根据工作原理有钢绳抓斗和液压抓斗两种情况。

2.2 孔工艺

在钻孔工艺中，钻劈法根据不同长度的墙轴线槽段，在相邻槽段进行施工，通常用于砂卵石地层施工。在反循环钻机以及钢绳冲击钻机使用中，由于主、副钻进，当主孔钻进达到一定深度时，通过副孔劈打进行石渣清除。在抓取法中，水利工程施工通过粉土层以及砂卵石层防渗墙修筑，在抓斗过程中进行成槽挖掘，从而增强水利工程施工效益。在钻抓法施工中，通过施工深槽孔以及地层造槽，在扎都和冲击钻联合施工的同时，将冲击钻深入基岩或者主孔漂卵石，根据水利工程槽孔的大小，运用三钻两抓或者两钻一抓的方式进行施工，在副孔中，通过抓掘抓斗的方式进行造孔。

2.3 其他工序

导墙作为水利工程混凝土防渗墙开挖机具的导体，在承重的同时，能有效保护槽口。在实际施工中，由于槽段施工周期相对较短，为了节省防渗墙施工成本，在尽量选用钢结构导墙的同时，尽量缩小导墙断面，形成符合施工标准的矩形。在成槽中，为了保障水利工程槽壁稳定性，在运用泥浆固壁的同时，使用膨润土进行施工制浆；在保障施工指标密度的同时，让马氏漏斗粘度始终在32～50s 之间；在泥浆重复运用的同时，用净化机进行泥浆除砂。

另外，由于塑性混凝土材料变形模量和材料强度较低，具有极好的地基变形和抗渗性，渗透系数低于1×10-6cm/s，渗透比可以达到300 以上。在直升导管法中，由于导管内径一般在20cm 左右，因此，在实际施工中通常采用泵或者罐车输送的方式进行混凝土输送。在墙体连接中，通过接头管法的具体要求，在严格切削的过程中，保障施工进程和效益。

3 水利工程混凝土防渗墙施工技术和质量控制

3.1 底层漏失、松散以及成槽方式

在水利工程槽口土体松散的地方，由于土质欠佳、填筑质量达不到相关要求，造成很多槽口土体松散；当混凝土防渗墙进行挖槽施工时，由于自身因素，造成坍塌、劈裂。因此，为了保障成槽施工质量，必须根据具体情况，采用多项或者单项预防，当土体深入导墙4～6m 时，根据施工要求，选用粉喷桩或者深搅的方式进行加固施工；通过明确槽孔长度，运用跳挖的方式，保障混凝土防渗墙槽孔距离始终在一个或者两个期槽距离；对于已经产生的坍坑或者劈裂缝，通过适当调整泥浆固壁高度，在水泥粘土浆液灌注以及回填开挖过程中进行防渗墙施工处理。

3.2 混凝土墙段连接

3.2.1 接头管连接

在机具连接中，通过厚壁无缝钢管制成具有一定刚度和强度的接头管，在钢管顺直平滑的同时，保障管径始终小于墙体厚度10～20mm。在起拔设备中，当墙体厚度低于20m 时，通常选用30～50t 的履带式起重机；当墙体厚度超过20m 时，通过专用起重机以及拔管机联合，保障接头管连接。

3.2.2 切屑、桩法平接

在混凝土防渗墙切屑中，当墙体深度低于20m，墙体抗压强度小于1MPa 时，根据二期槽具体要求，在一期槽切割的同时，在二期槽孔内部进行锯齿连接；通过成槽斜率以及墙体深度，设置合理的切削长度。当墙体深度大于40m 时，由于成槽精度和设备影响，一般采用接头管的方法，在易发事故点，进行接缝质量预防。通过冲击钻机以及回转的方式进行相邻槽桩孔连接，在塑性、灰浆混凝土浇筑中，对槽孔进行连接，从而保障墙段连接可靠性。

3.2.3 硬岩嵌岩方法

在机具选用中，主体重凿一般通过铸钢的形式完成，当底部拥有冲击合金刃角的同时，保障外形尺寸适中在1～1.5m 之间，墙体厚度大于宽度。在硬岩开挖中，通过重凿冲击、岩块、岩屑捞取，在形成循环回次的同时，进行深度预计。在钻控法中，通过槽孔覆盖，在正确使用“纯瓦法”的同时，保障嵌岩深度，从根本上杜绝槽壁失稳。在冲击反循环中，根据横断面钻头以及排渣管特点，在正确使用钻头冲击的同时，将排渣管岩渣及时排除槽外；通过现行标准，在明确换浆、清孔、起拔、浇筑的同时，对槽体质量进行检查、控制。

4 结束语

随着国民经济建设的迅猛发展，我国水利工程建设、水能资源面临着严峻的挑战，由于混凝土自身特点，对利工程施工造成了极大的影响。因此，在实际施工中，必须严格混凝土防渗墙施工工艺、操作流程，在明确施工重点、难点的同时，加强墙体质量检查监督，从根本上提高水利工程施工效益。

参考文献

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