混凝土防滲墻施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

王春花

（湖南省德宇水電建設(shè)工程有限公司湖南長沙　410000）

混凝土防滲墻施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

王春花

（湖南省德宇水電建設(shè)工程有限公司湖南長沙410000）

本文主要從混凝土防滲墻的介紹、防滲墻前期質(zhì)量把控和防滲墻施工技術(shù)入手，通過具體的工程實(shí)例，分析常見的問題，希望混凝土防滲墻施工技術(shù)可以在水利水電工程中得到更好的應(yīng)用。

混凝土防滲墻；施工技術(shù)；水利水電工程

引言

混凝土防滲墻的技術(shù)是通過在地下建設(shè)連續(xù)墻，來實(shí)現(xiàn)透水體防滲工作，其質(zhì)量和施工技術(shù)的優(yōu)劣直接影響著整個水利水電工程的使用與運(yùn)行。因?yàn)樵谒姽こ讨蟹罎B加固工程中，混凝土防滲墻是其重要組成部分，在工程中也得到了普遍的運(yùn)用。本文筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)對混凝土防滲墻的介紹、圖紙設(shè)計、材料準(zhǔn)備、各個施工環(huán)節(jié)的把控以及經(jīng)常出現(xiàn)的問題等方面進(jìn)行分析。

1　混凝土防滲墻的介紹

防滲墻常常分為若干段，并通過圓孔或槽孔澆筑連接構(gòu)成一個整體墻，為了保證墻體穩(wěn)固和防滲效果還需要防滲墻與壩體的防滲體相連接，底部嵌入或相對不透水地層中并存在設(shè)定合理的深度，一方面可以截斷或減少地基中的滲透水流，另一方面還能保證地基的滲透穩(wěn)定和閘壩安全，從而確保水利水電工程的正常運(yùn)行和水庫效益的充分發(fā)揮。如圖1所示即為混凝土防滲墻示意圖。

圖1　混凝土防滲墻

2　防滲墻前期質(zhì)量把控

防滲墻材料包括素混凝土、摻大量粘土的塑性混凝土、粉煤灰混凝土等。水泥作為防滲墻的重要材料，需要對其質(zhì)量和標(biāo)號嚴(yán)格把關(guān)。在攪拌工藝過程中，應(yīng)對水量、攪拌方式、水溫等進(jìn)行控制，一般溫度不應(yīng)高于40℃。天然卵石、礫石也是重要的組成部分，注意控制粒徑、含泥量、泥塊含量等；細(xì)骨料要注意細(xì)度模數(shù)、含泥量、豁粒含量等；拌制泥漿的土料可選擇膨潤土、豁土或兩者的混合料，應(yīng)根據(jù)施工條件、成槽工藝、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)等因素合理選擇，一般膨潤土效果較優(yōu)。同時，為了確保在施工環(huán)節(jié)上做到精益求精，還應(yīng)充分使用高新設(shè)備儀器如GTS-36全站儀、高精度水準(zhǔn)測量儀器等，在測量過程中多次校驗(yàn)，以確保精準(zhǔn)度。圖紙應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境、水土特質(zhì)、地質(zhì)特征、閘壩結(jié)構(gòu)要求、環(huán)境保護(hù)要求，包括覆蓋層的分層情況、厚度、顆粒組成、密實(shí)程度及透水性、地下水的水位、承壓水情況、基巖的巖性、地質(zhì)構(gòu)造、透水性、風(fēng)化程度與深度、孤石、反坡、深槽、斷層破碎帶等情況，根據(jù)上述資料確定墻軸線位置，選用墻體材料，選定墻厚等進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計，確?？刹僮餍院瓦m宜性強(qiáng)。防滲墻按照水平截面可分為圓樁柱型、墻板型、混合樁柱型、墻板樁柱混合型，現(xiàn)行水利水電工程中，后兩種形狀的防滲墻采用較多。

3　防滲墻施工技術(shù)

混凝土防滲墻的主要環(huán)節(jié)包括：造孔、清孔換漿、終孔與清孔驗(yàn)收、澆筑泥漿下混凝土、全墻質(zhì)量檢查與驗(yàn)收、處理與壩內(nèi)防滲體的連接等。施工平臺應(yīng)設(shè)置在防滲墻軸線左側(cè)，堤頂平整后鋪設(shè)枕木，枕木上面鋪設(shè)鉆機(jī)行走的鋼道軌兩根且固定在枕木上，施工平臺的寬度由鉆機(jī)長度確定。導(dǎo)向槽施工導(dǎo)向槽作為確定防滲墻位置、成槽導(dǎo)向、鎖固槽口的設(shè)施，雖然是臨時構(gòu)筑物但是對防滲墻的的施工起著穩(wěn)定、支撐的重要作用。在放出中心線后需要在兩側(cè)對坡腳線及坡項線進(jìn)行標(biāo)注。在挖基槽時應(yīng)達(dá)到一定的高程時及時抄平，打水平樁，以確定挖槽深度。

在基槽結(jié)束后需進(jìn)行削坡施工，這是一道很重要的工藝，需注意坡度問題。在澆筑之前要對松散的地基進(jìn)行處理，并綁扎鋼筋、支模板及澆筑混凝土，以確保導(dǎo)向槽的穩(wěn)定性。在操作技術(shù)上，中心線的偏差、導(dǎo)向槽的高程偏差應(yīng)控制在1cm以內(nèi)，導(dǎo)向槽頂面高程與凈距偏差應(yīng)控制在0.15cm以內(nèi)。導(dǎo)向槽施工結(jié)束后要對兩側(cè)進(jìn)行回填，注意對每層土壓實(shí)。槽段可根據(jù)長度、地質(zhì)條件分為兩段，槽段可采用三抓法，先抓槽段兩端的主孔然后再抓中部副孔，然后根據(jù)巖層巖性確定施工槽段的成槽深度。泥漿的性能指標(biāo)和配合比應(yīng)結(jié)合地層特性、成槽方法、試驗(yàn)后確定。然后要進(jìn)行清孔換漿，將孔內(nèi)的砂粒和巖屑的泥漿換成攪拌好的泥漿，為確保接觸帶的質(zhì)量還要將打孔位置的表面刷洗干凈。清孔要采用抓斗抓取淤泥，換漿標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合孔底淤積厚度小于10cm，泥漿參數(shù)小于1.1g/cm，含砂量小于3%等，同時要注意槽寬、槽深、孔位、垂直度、基巖巖樣與槽孔嵌入基巖深度、孔內(nèi)泥漿性能、孔底淤積厚度和接頭孔壁刷洗質(zhì)量等，特別是要注意接頭面的清潔。混凝土澆筑是非常重要的環(huán)節(jié)，相鄰墻段之間或樁柱之間的連接工藝是防滲墻施工技術(shù)中的難點(diǎn)，除了混凝土的攪拌合格還要注意路途運(yùn)輸，澆筑強(qiáng)度的控制要根據(jù)實(shí)際攪拌能力、運(yùn)輸能力以及計劃等進(jìn)行嚴(yán)格的控制。澆筑可采用直升導(dǎo)管法，設(shè)定導(dǎo)管底部出口與孔底板距離，澆筑過程中要時刻觀察混凝土面上升的情況，防止堵塞、埋管、導(dǎo)管漏漿和泥漿摻混等事故的發(fā)生。澆筑完畢要對其性能進(jìn)行檢測，以確保防滲墻的質(zhì)量。防滲墻墻體應(yīng)均勻完整，避免混漿、夾泥、斷墻、孔洞等出現(xiàn)。

4　工程實(shí)例

4.1工程概況

某水電站位于某水庫上游約400m的河流干流上，控制流域面積10458km2，工程規(guī)模為小型，樞紐工程等別為Ⅳ等。主要建筑物由左右岸擋水壩段、水閘段和左岸壩后引水式電站組成。該水電站的建設(shè)，可有效調(diào)節(jié)徑流量，削峰填谷，提高下游水電站保證率，延長發(fā)電時間，增加電站收入，減輕大電網(wǎng)壓力，促進(jìn)當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。

4.2施工方案

根據(jù)工程地質(zhì)條件及工期等要求，綜合考慮本工程的度汛壓力，確定混凝土防滲墻施工方案為：防滲墻基巖以上采用“純抓法”快速成槽，以下采用“鉆劈法”施工；采用優(yōu)質(zhì)膨潤土泥漿護(hù)壁；泥漿下“直升導(dǎo)管法”澆筑混凝土；采用YGB-1200型液壓拔管機(jī)進(jìn)行“接頭管法”墻段連接，節(jié)約混凝土及接頭鉆鑿工時，可以最大限度地保證接縫質(zhì)量；鋼筋籠采用特制鋼桁架定位下設(shè)。

4.3施工布置

防滲墻寬0.6m，深入基巖面2.0m，防滲墻頂部為3m高的C20鋼筋混凝土，3m以下為C20素混凝土，抗?jié)B等級W6。工程防滲墻混凝土總量2197.4m3，在防滲墻軸線上游側(cè)設(shè)一個拌和站，架設(shè)2臺JS-750型強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)，生產(chǎn)能力為25m2/h。混凝土采用HBT60混凝土泵從拌和站輸送至工作面，再經(jīng)儲料倉和溜槽入倉。

（1）防滲墻施工平臺及導(dǎo)向槽

防滲墻采用機(jī)械化施工，設(shè)備放在加固的場地上。在防滲軸線上游布置抓斗施工平臺，混凝土施工平臺和場內(nèi)臨時交通采用碎石鋪墊。軸線下游布置沖擊鉆機(jī)施工平臺以及水、漿管和電纜。沖擊鉆機(jī)施工平臺上鋪設(shè)間距70cm的方木，上鋪輕軌作為鉆機(jī)施工平臺。澆筑施工平臺布置在防滲墻軸線的上游側(cè)，寬5m，鋪設(shè)20cm厚C15混凝土。排漿溝斷面40cm×40cm。防滲墻施工平臺總寬度12.65m，為C20鋼筋混凝土導(dǎo)向槽，抓斗施工平臺為碎石路面。

（2）泥漿系統(tǒng)

膨潤土制漿站布置在防滲墻作業(yè)面外，采用ZJ-1500高速攪拌機(jī)制漿。在防滲墻軸線上游臨時施工道路旁建造制漿站，建造100m3的回漿池、儲漿池、供漿池各1個。供漿管路采用直徑100mm的鐵管，從制漿站鋪設(shè)到防滲墻軸線位置。

4.4特殊情況處理

（1）漏漿塌孔處理

造孔過程中應(yīng)及時觀測漏漿情況，少量漏漿時采用加大泥漿黏度、投堵漏劑等方法處理；大量漏漿時單孔采用黏土回填鉆進(jìn)處理，槽孔采用投水泥、鋸末或速凝材料等進(jìn)行處理，并用沖擊鉆擠實(shí)鉆進(jìn)，確?？妆?、槽壁安全。造孔時若發(fā)現(xiàn)塌孔跡象，采取及時提起施工機(jī)具，回填黏土、柔性材料或低標(biāo)號混凝土等方法處理；如發(fā)現(xiàn)孔口塌孔，應(yīng)采取架設(shè)鋼木梁、插筋等措施，保證槽口穩(wěn)定；槽內(nèi)塌孔嚴(yán)重時需重新造孔。

（2）斜孔處理

①采用帶有自動糾偏裝置的抓斗成槽（如圖2所示），加強(qiáng)觀測，當(dāng)孔斜超標(biāo)時，利用自動糾偏裝置及時處理。②改變鉆頭規(guī)格、形狀，如發(fā)現(xiàn)偏斜，可擴(kuò)孔改變孔斜、及時糾正。③利用石料回填偏斜段沖擊鉆重新造孔。

（3）混凝土澆筑堵管處理

圖2　斜孔處理示意圖

混凝土的澆筑應(yīng)嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。類似工程澆筑經(jīng)驗(yàn)表明發(fā)生堵管現(xiàn)象主要與混凝土質(zhì)量及導(dǎo)管埋深的控制有關(guān)。一旦發(fā)生堵管現(xiàn)象，應(yīng)立即停止混凝土澆筑，同時利用沖擊鉆機(jī)上下提升、抖動導(dǎo)管，疏通堵塞；也可在導(dǎo)管埋深允許的范圍內(nèi)提升導(dǎo)管高度，從而降低混凝土的出流阻力，采取以上措施的同時應(yīng)重新復(fù)核攪拌配合比。通過上述方法無效后重新下設(shè)另一套導(dǎo)管進(jìn)行混凝土澆筑。

5　結(jié)語

水利水電工程是我國工程建設(shè)中一項重要的工程，關(guān)系我國民生的發(fā)展?；炷练罎B墻作為水利水電防滲加固工程的重要組成部分，是通過建設(shè)地下連續(xù)墻實(shí)現(xiàn)透水體防滲處理的一種有效措施，該技術(shù)的應(yīng)用效果直接決定了水利水電工程的質(zhì)量，因此必須得到施工單位的廣泛重視。

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1673-0038（2015）26-0323-02

2015-6-5

王春花（1982-），女，工程師，主要從事水利施工工作。