防渗墙施工技术在水库堤坝工程中的应用及管理思路刍议

□宋　刚（新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司）



防渗墙施工技术在水库堤坝工程中的应用及管理思路刍议

□宋刚（新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司）

摘要：防渗墙是一种具有防渗作用的工程技术措施，它是在松散透水的地基基础或是土石坝的坝体当中进行造孔成槽，然后以泥浆对孔壁进行固结处理，并在泥浆下浇筑混凝土形成地下连续墙，该技术在水库大坝工程中的应用较多。基于此点，文章首先简要阐述了防渗墙施工技术的特点，在此基础上依托工程实例，对防渗墙技术在水库堤坝工程中的应用及管理进行论述。期望通过研究能够对同类工程提供借鉴参考。

关键词：防渗墙；水库堤坝；施工技术；质量管理

1　防渗墙施工技术的特点

防渗墙是在地下成墙，所以可将之归属于隐蔽工程的范畴，由于在具体施工建设的过程中，会受到地质条件的影响，因此，必须对工程地质条件进行详细分析。与其它基础防渗形式相比，防渗墙技术具有以下特点。

1.1适用性强

混凝土防渗墙有着非常广的适用性，该技术适用于各式各样的地质条件，如粉土、砂土、砾石土（d＜10 mm），在这些土层当中施工防渗墙均能够达到良好的防渗效果。

1.2应用范围广

混凝土防渗墙施工技术可在多个领域内应用，如水利水电、工民建、市政基础设施等等，其中塑性混凝土防渗墙能在水库堤坝中起到防渗加固的作用，刚性混凝土防渗墙则可在工民建及市政工程中起到挡土、承重的作用。

1.3刚度大

随着技术水平的不断完善，国内的混凝土防渗墙厚度已经能够达到0.60～1.40m，国外的混凝土防渗墙厚度则可达到2.80m，如此大的厚度使墙体本身具有了足够大的刚度，可承受较大的土体压力。

1.4施工不受时间限制

由于混凝土防渗墙施工中的噪音和振动较小，故此可昼夜施工，这进一步加快了工程进度。

1.5安全性高

从20世纪50年代混凝土防渗墙诞生至今，该技术获得了长足的发展和进步，尤其是接头连接技术，目前，它的渗透系数可以达到10-7m/s。此外，相应的检测技术也要比其它隐蔽工程成熟，由此能确保防渗墙的整体质量，从而使其防渗加固效果得以充分发挥。

2　防渗墙施工技术在水库堤坝工程中的应用及管理

相关调查统计数据结果显示，目前国内共计修建的大中小型水库约为8.50万座，这些水库的总库容量接近5000亿m3，控制的流域面积在150万以上，占江河流域面积的35%左右，为减轻洪涝灾害做出了巨大的贡献。然而，部分水库由于修建的年代比较久远，受当时技术条件等因素的限制，水库堤坝的变形稳定及渗透稳定未达到相应的标准，加之长期的运行，使得堤坝内部出现了老化的迹象，有些水库堤坝甚至出现了严重的渗漏，这对水库的安全运行造成了影响。同时，经济的快速发展，推动了水电建设进程，各类水库工程日益增多，基础防渗是此类工程的重要组成部分之一，由此使得混凝土防渗墙的应用前景愈发广阔。为了便于研究下面依托工程实例，对防渗墙施工技术在水库堤坝工程中的应用进行论述。

2.1工程概况

下泊水库地处山西省晋城市沁水县境内，位于固村河泊圪塔村河段，水库大坝距离柿庄镇约6 km，坝型为堆石坝，最大坝高约为37.90 m，总库容量200万m3。

2.1.1水文气象

固村河是柿庄河的一级支流，其位于柿庄河的右岸，该流域面积约为58.90 km2，至下泊水库断面河长约为11.00 km，控制流域面积42.30 km2。沁水县处于暖温带半湿润大陆性季风气候区，依据当地的气象资料，该水库区域范围内的多年平均气温在10.60℃，多年平均降水量在626～674 mm之间，历年最大冻土深度约为65 cm。表1为该水库年径流量频率的分析结果。

表1　下泊水库年径流量频率分析结果表

2.1.2工程地质

水库工程位于太岳山东麓，工程区处于剥蚀侵蚀地低中山区内，库区位于三级构造单元吕梁-太行断块下，受区域北向东褶皱带的影响，工程区发育有3组次级褶皱带，分别发育与十里乡、固县乡北部和端氏镇附近，与工程区的距离分别为6km、1km 和14 km。在工程区25 km范围内，无地震分布，区域内构造稳定性较好。

2.2库区现存的渗漏问题

由水文地质概况可知，本库区位于低中山区内，库盘的封闭条件较高，库区内没有低邻谷，不存在邻谷渗漏问题，并且库区内也不存在构造渗漏。依据库区坝址工程地质条件及岩土工程地质特性分析可知，坝址主要存在坝基渗漏、绕坝渗漏、基坑涌水等问题。为有效防止渗漏问题对库区堤坝运行安全性和结构稳定性的影响，经过综合考虑之后，决定采用混凝土防渗墙技术对坝基进行防渗处理。下面重点对防渗墙施工技术的应用及管理进行分析。

2.3防渗墙施工技术管理

2.3.1成槽施工管理

成槽是防渗墙施工中的关键环节之一，其施工技术管理要点如下。

2.3.1.1导墙及施工平台布置

导墙顶应当比地下防渗墙的设计顶部高出0.50～1.00 m以上，并高于地下水位2.00 m以上；在水库施工时，应当高出施工期最高水位，同时还要预留出足够的安全超高；导墙的布置应当便于大型机械设备的进出，道路的坡度不宜过大；在对施工平台进行布置时，应当选择坚硬且密实的地基基础；通常情况下，导墙应当配置必要的钢筋，尤其是导墙的顶部和底部均必须设置数量足够的纵向受力钢筋，导墙的横缝应当尽可能设置在槽段的中部，纵向钢筋则应当连接起来，由此形成一个完整的整体，接缝部位要采取有效的止水措施，以免浆液渗漏；施工平台除了要略高于导墙顶部之外，还应当坚固稳定，平台可布设在导墙的一侧，宽度以18～25 m左右为宜。

2.3.1.2固壁泥浆的制备

为使泥浆的作用在施工期间获得充分发挥，在制备过程中，要合理确定泥浆的配合比。可以使用淡水和粘土或是膨润土搅拌成漏斗粘度为20-21 s的泥浆，并对相关指标进行测定，如浆液失水量、稳定性、泥皮厚度及胶体率等等，再结合以往同类工程的施工经验及本工程的地质条件，反复进行试配，通过材料使用量的增减，对配合比进行修正，直至符合施工要求为止；按照设计好的泥浆配合比，选择相应的材料，便可开始制备泥浆。

2.3.1.3施工过程的管控

首先依据工程水文地质情况，并结合单个槽孔的造孔时间，对槽孔的长度进行划分，具体划分时应遵循墙段接头少的原则，这样不但有助于施工速度的提升，而且还能保证施工安全。其次，可采用两钻一抓法成槽，即使用冲击钻钻凿主孔，以抓斗抓取副孔。需要特别注意的是，施工中副孔的长度应当小于抓斗的最大开度，由此能够防止漏抓的情况发生。

2.3.1.4墙段间接头的处理

各个墙段一般都是通过接头连接成为整体，在整个防渗墙施工，墙段的连接是较为薄弱的环节，一旦质量控制不好，则可能引起墙体渗漏，轻则影响防渗效果，严重时，会导致坝体塌陷。由于本工程采用的冲击钻造孔，故此选用钻凿法进行墙段连接，施工中要控制好接头孔的空间位置，使其尽可能与原主孔的位置保持一致。

2.3.2混凝土浇筑施工管理

混凝土的浇筑质量直接关系到整个防渗墙的质量及防渗效果，若是质量出现问题，则会造成整个墙段报废，不但会影响工期，还会增大造价，所以必须混凝土浇筑施工管理予以足够的重视，并对各个环节和细节进行有效控制。

钢筋笼的宽度可以按照墙体的厚度进行确定，其底端可以制作成微闭形状；钢筋笼保护层的厚度不得＜8 cm，钢筋笼制作的误差应满足表2的规定要求。

表2　钢筋笼制作的允许误差表

下放钢筋笼时应当缓慢平稳，若是入槽过程中遇到阻碍，则应提起后查明原因，不得强行下沉，以免造成钢筋笼变形或损坏，影响混凝土浇筑质量。

混凝土可以采用泵送的方式进行浇筑，导管的内径以200～250 mm为宜，采用丝扣对导管进行连接，混凝土的浇筑可采用水下直升导管法，在对每个槽段进行浇筑前，均应制定合理可行的施工方案，浇筑速度不宜过快，若因故中断时，间隔浇筑时间不得超过40 min，混凝土浇筑完毕后，要及时进行养生，由此可以预防早期开裂。

3　结　论

综上所述，文章在简要介绍防渗墙施工技术特点的基础上，依托工程实例，对防渗墙在水库堤坝工程中的应用进行论述。在具体施工中，为了提升防渗墙的整体质量，应当重点加强成槽和混凝土浇筑两个方面的施工管理，这不但能够降低工程造价，而且还能保证施工进度和质量。

参考文献

［1］马明，姜本鸿.防渗墙体间搭接处理及特殊工艺研究［J］.中国水利，2012（12）：88-90.

［2］万怡国，周云水.反循环回转钻法混凝土防渗墙在水利工程中的应用［J］.江西水利科技，2013（4）：76-78.

（责任编辑：赵鑫）

中图分类号：TV543. 9

文献标识码：A

文章编号：1673-8853（2016）04-0060-02

作者简介：宋刚（1984-），男，工程师，主要从事山区水库和渠道设计工作。

收稿日期：2016-01-13