混凝土防渗墙施工技术在水库主坝施工中的应用

扎西顿珠

摘要：文章针对水库主坝施工，围绕混凝土防渗墙施工技术，结合某水电站实例，对该技术的作用与应用进行了阐述，并提出了可有效预防与处理卡钻、渗漏等问题的方法，为进一步提高施工质量提供了可靠的参考，最终得出混凝土防渗墙对于水库主坝具有良好防渗作用的结论。

关键词：混凝土防渗墙；水库主坝；水电站；施工质量；防渗作用 文献标识码：A

中图分类号：TV543 文章编号：1009-2374（2016）09-0123-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.09.060

如今，在众多水库主坝中，防渗效果最为显著的即为混凝土防渗墙。这种防渗墙是专门按照大坝结构进行设计建造的，采取相应技术措施在地基当中建成一个具有高耐冲性、高稳定性的防渗墙体，这种墙体实质上是坝体的进一步延伸，而且还是一种可以提供良好防渗能力的重要组成。然而，由于受到外界因素的影响，在防渗墙施工过程中时常会出现一些问题，极大地增加了施工的难度，无法保障其性能与作用的发挥。因此，对当前的防渗墙施工应用进行深入分析是具有重大现实意义的。

1 工程概况

某水电站位于波得藏布中下游河段（通多村附近），距离倾多镇12km，波密镇43km。该电站属波得藏布干流四级梯级开发的第三级水电站，坝址以上流域面积为2453km2，年平均流量为132m3/s。水电站碾压式沥青混凝土心墙厚度为0.7m，心墙两侧设3.0m厚的砂砾石过渡带，沥青混凝土心墙与基础混凝土防渗墙采用混凝土底座连接。防渗系统主要采用垂直沥青混凝土坝体防渗墙和混凝土基础防渗墙，并采用在左坝肩进行帷幕灌浆和右坝肩进行混凝土防渗墙进行防渗方式连接。

2 防渗墙主坝施工布置

在坝体填筑至设计高程后，根据工程的地质、地形条件，开展导向槽、弃渣平台等工作，并安排钻机进行入场。结合设计方案中的内容，在防渗墙上游布置钻机，在轴线的平行线上布置四条轨道，钻机可以在轨道上进行移动。轨道布置完成后，在槽孔的下游布置倒排系统与弃渣平台。导向槽的深度为1.3m，宽度为0.8m，由混凝土材料浇筑而成。施工电源从周边村庄获取，临时加设变压器，并配备发电机保证施工用电需求。施工用水可直接从水库中抽取，随用随抽。

3 防渗墙主坝施工工艺

混凝土防渗墙施工流程如图1所示：

图1 混凝土防渗墙施工流程示意图

3.1 泥浆系统

泥浆系统是施工的重要组成部分，其主要由制浆厂、储浆站以及管路等构成。用于泥浆配制的黏土材料的指标参数如表1所示，为提高其使用性能，可掺加适量的膨润土。此外，根据实际要求，还需在泥浆混合料中掺加少量减水剂等外加剂，泥浆中各类材料的实际用量、拌和方法与时间等都需通过试验得出。保存在储浆站中的泥浆应持续搅拌，以此确保均匀。

表1 粘土指标参数

粘粒含量/% 塑性指数 含砂量/% SiO2、Al2O3含量比值

50 ≥25 ≤5 3～4

3.2 槽孔建造

3.2.1 槽孔划分。单孔实际长度控制在7.7m左右，单孔设有7孔，其中主孔4个，副孔3个，工程共施工51个槽孔。一、二期槽孔混凝土套接接头选取钻凿法进行施工。

3.2.2 造孔工艺。造孔使用冲击钻机，型号ZZ-5。设计要求运用“钻劈法”实施造孔，一期与二期槽孔的接头孔钻进，一期槽孔完成浇筑1～1.5d后进行造孔，造孔过程中先对主孔施工，然后再施工副孔。

主孔钻进中，孔位必须准确无误，实际垂直度应严格控制在限度以内，这是因为主孔的垂直度会对二期槽孔连接造成直接影响，与防渗墙连续性的保持息息相关。在对副孔进行劈打的过程中，由于主孔已经造好，所以存在两个自由面，施工效率较高，副孔的实际深度需根据临近主孔的具体深度确定。主孔与副孔均建造完毕后，会留下一些类似“小墙”的结构，此时应改变钻头指向，对这些结构进行钻劈，直至形成一个完好且厚度均匀的槽孔。

3.2.3 确定基岩面。根据设计要求，槽孔需在中风化基岩中嵌入不少于1m的深度。由此可见，确定基岩面十分关键，实际情况中可采取以下方法进行确定：（1）钻进过程中，手持钢绳感觉到较强的地层持续变硬情况；（2）钻进进尺显著降低；（3）使用抽砂筒取出当前地层的细粒进行试验判定；（4）充分利用建造副孔时得到的岩块进行判定。

3.3 清孔

本工程采取“抽筒出渣法”进行清淤处理。此方法是指使用抽筒通过搅拌、抽取去除孔中沉渣，然后将孔中不合格的泥浆返排至沉淀池，最后对槽孔进行补浆。清孔与换浆均完毕以后，槽孔应满足以下指标：

3.3.1 孔底淤积层的最大厚度不超过10cm。

3.3.2 若在实际情况中使用黏土泥浆，则槽孔的泥浆比重不得超出1.2，含水量不超过10%，且黏度需低于30s。本工程上述指标的实测结果为：槽孔泥浆比重1.1，平均黏度为20s，含砂量为5%。

3.3.3 二期槽孔的清孔与换浆完毕之前，需对孔壁上附着的泥皮进行清理，直到所用钢丝刷上不再粘有泥屑为止。

3.4 混凝土浇筑

3.4.1 浇筑前准备工作。混凝土开盘以前，需要对搅拌系统与入仓系统进行全面的检查，确认合格之后再由工程的监理部门签发开盘许可。浇筑前检查的主要内容有：材料质量与现场储存量，材料的参数指标是否与设计方案相符；运输站、搅拌站等的实际生产能力是否满足施工需求；施工现场的水电供应、料台搭建等实际情况以及临时车道能否满足施工需求；导管组合与具体的下放区域能否满足相应的要求等。在所有检查工作均已完成且合格之后，即可按照流程和计划开展混凝土浇筑施工。

3.4.2 混凝土浇筑施工。混凝土浇筑是防渗墙成型的重要环节，施工难度相对较大，要求一次成型，具体施工过程中应给予此环节足够的重视。对于混凝土防渗墙而言，其不仅具有良好的防渗能力，还具有很高的强度，其弹性模量也很低，可以很好地适应地基形变等外界情况。由于本工程防渗墙浇筑采取导管法，所以混凝土材料必须具备良好的流动性与和易性。施工过程中，混凝土材料如入孔坍落度必须保持在18～22cm范围内，且扩散度不得超出34～40cm范围。混凝土材料严格按照试验通过的配比实施拌和，其水灰比不得超出0.65，原材料的选取必须和试验中使用的完全相符，禁止随意更换，选用二级配粗骨料，使用河砂作为细骨料。

槽孔经验收合格以后，下导管进行浇筑。导管直径为250mm，需布置在墙体的中心线上，每隔3.0m布置一个导管，导管的顶端距离孔底不超过25cm。浇筑时，导管应插入混凝土层适当深度，通常不小于1.0m，本次施工控制在3.0m左右。混凝土层实际上升速度需控制在2m/h以上，技术人员应及时绘制浇筑图纸，为浇筑方量的核对提供依据。槽孔的孔口处应设置盖板，质量不合格的混凝土材料禁止使用。

3.4.3 混凝土浇筑施工质量评定。严格按照施工质量等级评价的规范和标准对所有槽孔实施仔细的质量检验与质量评定。经评定，本工程所有单元工程施工质量均可满足合格要求，优良率可以达到95%。混凝土防渗墙被划分成分部项目，根据该单元的评定成果得知，本工程混凝土防渗墙的施工质量合格，被评为优良分部工程，可为后续施工提供良好的基础和保护。

4 槽孔施工中卡钻、漏浆等问题的预防与处理办法

4.1 卡钻问题的预防与处理办法

对于防渗墙施工而言，卡钻现象时常发生，为有效预防这种问题的发生，在施工过程中可采取以下措施：

4.1.1 主孔在冲钻以后必须及时回填，以免造成石块坠落等危险。

4.1.2 在对槽孔副孔进行劈打时可同时使用两台钻机，这样具有良好的卡钻预防效果。

4.1.3 如果施工中只能使用一台钻机进行副孔劈打施工，则需经常调动变换钻机的位置，两个副孔的实际深度必须控制在相同的水平。

4.1.4 在出现卡钻现象时，首先应明确钻头的实际方向与深度，然后使用特定的“工”字形钻头在卡钻位置的旁边实施扩孔，直到被卡钻头提出。

4.2 漏浆、塌孔等问题的预防与处理办法

4.2.1 主孔施工采取钻进与回填同时进行的方法，由于回填层的结构较为松散，密实度不足，存在一定孔隙，仅使用泥浆是很难对孔壁进行加固的，需要彻底改变孔壁上的土层，封堵发生渗漏的主要通道，才可形成良好的槽孔。此外，钻进施工时还需经常性地向孔中回填混合材料，混合料在钻头持续的冲击之下，会对孔壁的土层进行挤密，黏土等材料也会附着在孔壁上，进而起到封堵渗漏通道的作用和效果。

4.2.2 副孔施工采取回填主孔、劈打副孔的方法，在主孔钻进完全穿过结构较为松散的土层以后，需使用黏土等材料对其进行回填，依靠黏土对主孔孔壁进行有效的保护，然后再开始副孔的劈打施工。在副孔施工过程中，应及时向孔中填入黏土、碎石等材料，与主孔的作用机理相同，在劈打等冲击作用下，黏土会与孔壁黏结，对渗漏点起到一定封堵的作用，从而更好地稳定孔壁，实现高效成孔的目标。

5 结语

对建成防渗墙进行质量检测，同时观测量水堰等位置的实际渗漏情况得知，该水库主坝防渗墙可以有效发挥防渗作用，方案可行，满足水库对于防渗性的需求，可以为相似的水库工程建设提供成功的经验。

参考文献

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[2] 陈秋镘.水库主坝防渗墙施工技术之我见[J].科技创业家，2013，（17）.

[3] 潘富生.长岭皮水库大坝混凝土防渗墙施工技术探讨[J].中国水运（下半月），2009，（7）.

（责任编辑：小 燕）