水利工程混凝土防渗墙施工技术

□张彬赵孟伟

（1河南省水利水电工程建设质量监测监督站；2河南省豫东水利工程管理局惠北水利科学试验站）

水利工程混凝土防渗墙施工技术

□张彬1赵孟伟2

（1河南省水利水电工程建设质量监测监督站；2河南省豫东水利工程管理局惠北水利科学试验站）

水库渗漏问题将直接影响到水库的安全运行，在水库工程建设过程中要高度重视水库防渗尤其是水库坝基的防渗问题。倘若没有及时处理好水库坝基的渗漏问题，不仅影响水库工程的正常蓄水，而且会给库区周边广大群众的生产和生活埋下安全隐患，违背了“兴水利，除水害”的初衷。文章主要列举前坪水库工程坝基混凝土防渗墙施工的例子，简述了采用液压抓斗配合冲击钻成槽法进行防渗墙施工的技术工艺。施工过程中利用混凝土防渗墙施工具备便于快速化施工，耐久性好，质量易于保证等诸多优点，通过合理的施工组织，显著提高了大坝地基基础防渗能力。同时也为今后类似工程施工提供了一定的借鉴之处。

水利工程；混凝土防渗墙；液压抓斗；冲击钻机；施工技术

1 前言

混凝土防渗墙是首先在施工作业面进行造孔作业，然后在地基中利用泥浆固壁，开凿成连续槽孔，最后向槽孔内回填混凝土材料，最终构成具备防渗功能的地下连续墙体。混凝土防渗墙施工在我国的应用已经有几十年历史，该项技术也广泛地应用在水利水电工程的水库大坝、河道堤防等的防渗施工中，均取得了良好的工程效果。

2 工程案例

2.1 项目简介

前坪水库位于北汝河干流汝阳县境内，控制流域面积1325km2，总库容5.93亿m3。水库枢纽建筑主要包含主坝、副坝、溢洪道、泄洪洞、输水洞、电站等，是一座以防洪为主，结合灌溉、供水，兼顾发电的大型水库，总投资44.60亿元。

坝基处为原河道采砂作业范围内，多年的采砂活动造成坝基处细颗粒严重缺失，大坝坝基覆盖层以卵砾石为主，渗透系数为5.20×10-1cm/s，属强透水性。通过现场地质勘测发现，坝基卵砾石层渗漏损失较为严重，且存在管涌型渗透破坏的风险，为确保水库的坝基稳固，采用混凝土防渗墙对坝基进行防渗处理。

混凝土防渗墙布置于粘土心墙轴线上游5.00 m处，范围为桩号ZB0+246～ZB0+732，总长486.00 m，墙厚1.00 m。混凝土设计强度等级为C25，抗渗等级为W8，弹性模量2.80×104MPa。底部深入基岩内至少1.00 m，槽深3.90～47.60 m。

2.2 防渗墙施工

2.2.1 防渗墙施工方法及流程

参照类似工程施工经验和生产性试验成果，本工程防渗墙槽孔每段长度定为6 m，二序法进行施工。施工方法采用液压抓斗配合冲击钻成槽，泥浆下直升导管法浇筑，采用接头管封堵槽段两端的方法将槽段进行连接。具体防渗墙施工流程见图1。

图1 防渗墙施工流程图

2.2.2造孔

采用液压抓斗配合冲击钻成槽。一序槽使用冲击钻在槽段两端及中心分别钻三个引孔，一序槽浇筑完成后，拔出接头管形成二序槽引孔，再使用冲击钻在墙中心钻一个引孔。

各个槽孔孔壁要求平整垂直，槽段允许偏差值≤3 cm，孔斜率控制在0.40%范围以内；防渗墙墙顶应浇筑至高出设计墙顶高程0.50 m；一、二期槽孔接头套接孔的两次孔位中心在任一深度的偏差值控制在设计墙厚的1/3范围内。造孔中，孔内泥浆面保持在导墙顶面以下30 cm。

2.2.3 清孔及换浆

造孔作业完成后，对造孔质量（孔深、孔斜等）进行全部检查。经检查合格，成槽后经联合验收合格后进入下一工序。

清孔换浆采用气举法施工，在清除孔内废渣的同时，及时向孔内补充新鲜泥浆。清孔后孔底淤积厚度值≤100 mm；清孔换浆合格后再进行下一道工序施工。防渗墙二期槽孔清孔换浆作业完成前，采用带有钢丝刷子的钻头自上而下分段刷洗接头附着在混凝土孔壁上的泥皮。直到刷子端头部基本不带泥屑，孔底淤积不再增加为止。

泥浆净化处理。浇筑混凝土时将未被污染的泥浆通过泥浆泵抽送至废弃泥浆池，通过沉淀处理后的泥浆可以供其它槽段钻孔时二次利用。

2.2.4 钢筋笼制安

2.2.4.1 钢筋笼的制作

钢筋笼在钢筋加工场制作成型。防渗墙钢筋笼竖向受力钢筋，在加工厂采用单面焊进行搭接，钢筋笼分段入槽时，采用竖向单面焊搭接，钢筋笼相互交接1 m。

2.2.4.2 钢筋笼安装

起吊钢筋笼使用一台75 t履带式起重机，钢筋笼的端部及中部各设两个吊点，采用双钩滑轮吊具，同时起吊钢筋笼的头部及中部。起吊时特别注意防止钢筋笼的扭曲、变形过大。

钢筋笼中心与槽孔中心重叠后，缓慢下放钢筋笼至设计深度，用2根Ф100 mm的钢管横穿吊装环并搁置在导墙上固定钢筋笼。

根据现场情况，为避免浇筑混凝土时钢筋笼上浮，在钢筋笼上端设置配重。

2.2.5 预埋管

在钢筋笼内预埋帷幕灌浆管，具体施工方法如下：预埋管采用Ф89 mm壁厚5 mm钢管，按设计要求布置，每2 m焊接一道钢筋固定架。管接头采用套丝连接，确保管接头牢固可靠。在墙体施工过程中，要保护好预埋管，管口临时封堵，防止异物坠入，堵塞预埋管。

2.2.6 墙体浇筑

墙体浇筑采用泥浆下直升导管的方法施工。各槽段混凝土灌注均使用两套导管作业，导管间距≤5 m。导管选用φ360 mm钢制导管，管间采用丝扣连接，密封完好。导管吊装作业采用人工配合75 t履带式起重机完成。

浇筑前，导管内置入可浮起的隔离球塞；浇筑时，浇入足够的混凝土，挤出球塞并埋住导管的管底端。

防渗墙采用自拌混凝土、12 m3混凝土搅拌车运至施工现场，混凝土现场检测合格后，将其通过溜槽分流至左、右两根导管。应控制各导管均匀下料，混凝土浇筑面均匀上升，槽内各处混凝土面高差控制在0.50 m以内，及时抽拔导管，槽孔内混凝土面上升速度≥2 m/h。

防渗墙浇筑作业时须每25 min测量一次槽孔内的混凝土面深度，每隔2 h至少测量一次导管内的混凝土面深度。

现场混凝土检测并取样、养护，以备第三方试验室试验。

2.2.7 防渗墙槽段连接

2.2.7.1 槽段连接采用接头管法施工

一期槽清孔换浆完成以后，在槽段两端孔位置下设φ920 mm钢制接头管，孔口固定。接头管分节制作，销子进行上下连接，75 t履带式起重机配合液压拔管器起拔吊装作业。

2.2.7.2 接头管下设

采用75 t履带式起重机首先起吊最底部接头管，对准端孔中心位置，竖向缓慢下放到接头管销孔高程，采用钢管对孔插入接头管，继续将最底部接头管放下，使钢管垂直于导墙轴线上，然后再起吊第二节接头管，对准接头插入，然后待吊环与上部接头管重合一致后，对孔插入销子。

吊起接头管，抽出钢管，下到第二节接头管销孔处，插入钢管，循环上述过程直至全部接头管下放完成。

2.2.7.3 接头管拔管

准确掌握起拔时间直接影响到拔管施工能够顺利进行。如果起拔的时间太早，导致槽段接头孔孔缩现象甚至塌孔事故；如果起拔时间太晚，起拔难度增大，严重时导致孔内事故的发生。

根据生产性试验成果及本工程的实际情况，防渗墙浇筑作业后6 h内开始略微起吊接头管，使得上下各个管节之间的连接拉直，待防渗墙混凝土达到7 h以后开始逐节起拔，必须要确保接头管处的混凝土持续处在初凝状态。

3 结语

工程实例表明，水库大坝混凝土防渗墙施工具备便于快速化施工，耐久性好，质量易于保证等诸多优点，快速标准化施工缩短了施工周期，显著提高了大坝基础垂直防渗能力。为切实提高混凝土防渗墙的施工质量应从以下几方面抓起：一是扎实做好设计图纸的自审与会审工作，对设计意图理解要充分，做好现场设计与施工的对接工作；防渗墙施工技术交底要逐级进行，使得设计图纸、相关的技术规范要求灌输到现场每一个施工人员质量意识中。二是过程控制：每个工序均按规范及设计要求，核对施工参数，及时填写原始记录表，并得到监理的确认，方能进入下一个工序，确保全过程控制。

TV523

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1673-8853（2017）11-0046-02

张彬（1987-），男，主要从事水利水电工程质量技术及水利工程实体质量检测等方面工作。

2017-8-23

编辑：刘长垠