大壩除險加固中防滲墻施工方法分析

羅 欽

(仁懷市水利局，貴州仁懷564500)

大壩除險加固中防滲墻施工方法分析

羅 欽

(仁懷市水利局，貴州仁懷564500)

混凝土防滲墻施工被廣泛地應用于大壩除險加固工程中，經過許多年的探索，防滲墻施工技術越來越成熟。有效地解決了許多建筑項目中的滲漏問題，形成了一整套完整的規范體系。文章結合具體實例分析了大壩除險加固中防滲墻施工技術。混凝土防滲墻作為土石壩工程以及覆蓋地基的一種主要防滲措施，在水利水電工程中作用十分明顯。

水庫大壩;除險加固;混凝土防滲墻;施工方法

0 引言

當前，防滲墻施工技術越來越成熟，在大壩除險加固中被廣泛應用。

混凝土防滲墻是一種地下的連續墻，其大多用于水利水電工程中。混凝土防滲墻在建筑時一般先以專業的設備進行槽孔的營造，待槽孔完成以后通過導管向其中灌注混凝土，從而形成墻體。其中，在槽孔完成時為了防止其發生坍塌，一般會先向內部加注泥漿。

目前，混凝土防滲墻作為土石壩工程以及覆蓋地基的一種主要防滲措施，在水利水電工程中作用十分明顯。

1 工程概況

某水庫壩長533 m，主壩長381 m，副壩長152 m。其中主壩壩腳滲漏嚴重，多處出現散浸。

地質勘探資料顯示:

1)主壩壩體主要為含卵礫石和中、重粉質壤土，部分為土混卵碎石土，填土滲透系數為1.15×10-3cm/s～6.44 ×10-5cm/s。

2)壩基主河床處存在砂卵石層，左段壩基為含礫石粉質壤土，表層含礫石，下伏基巖為輝長巖。

2 施工過程中常見的事故原因、預防及處理措施

2.1 卡塞

在進行混凝土的澆筑時，導管內的混凝土球塞可能會與隔離用的泥漿被卡住，這樣的現象一般稱為卡塞。

造成卡塞的原因有以下3點:

1)在進行導管塞的制作時，其材料的選取不正確。以木材以及鋼材等較硬的材質所制作的卡塞相對于其他物質而言容易被卡住［1］。

2)導管塞的形狀不合理也會導致其發生卡塞，在進行導管塞的設計時應當盡量避免選用帽形、圓柱形的導管塞。

3)此外，導管塞的損壞、形變，砂漿材料的不均勻，混合有雜質等等都會造成卡塞事故。

在施工中一旦發現發生卡塞應當停止施工，將導管加以拆卸至被卡部位，處理以后再繼續施工。

2.2 斷樁

在混凝土澆筑過程中有時候由于一些故障會導致無法進行連續作業，從而使得之前澆筑的混凝土發生初凝，進而之后澆筑的混凝土無法較好得與之融合，從而造成斷樁。

一般情況下，斷樁都是由以下2種原因所造成的:

1)在進行槽孔的清理時沒有能夠清理干凈，這樣在后來的一系列澆筑準備工作完成以后進行澆筑時就會使得槽孔內部的落淤較大，從而造成斷樁。

2)在進行澆筑時對于混凝土的入料口沒有做好相應的防護工作，在建筑過程中一些散渣從入料口進入其中，這樣一來就使得混凝土之間存在了不均勻的分布，內部擠壓力分布不均勻，從而極易導致斷樁的發生。

要想避免斷樁現象的發生就應當做好以下預防措施:

1)在施工中加強對于施工過程相應操作的管理，避免由于人員操作的失誤從而造成斷樁。

2)合理的選用混凝土，對于其性能指數實驗合格以后再加以使用。

3)對于施工過程中發現的存在的問題應當及時進行處理。

3 防滲加固方案

防滲加固方案方案包括混凝土防滲墻方案、多頭小直徑深層攪拌防滲墻方案和高壓擺噴防滲墻方案。

3.1 混凝土防滲墻方案

混凝土防滲墻施工技術具體的是指先用專門的儀器設備進行槽孔的開挖，待完成槽孔的開挖以后向其中注入泥漿以防止其發生崩塌，而后再以混凝土注入其中，置換出泥漿，待等混凝土凝結以后便形成了混凝土墻。這一技術能夠較好的應用于一些砂土以及黏性土質層，具有較好的防滲效果。但是該施工方案需要較大的投入，在施工時需要動用大型的施工設備，并不能夠適用所有的工程。

3.2 多頭小直徑深層攪拌防滲墻方案

多頭小直徑深層攪拌防滲墻是近幾年剛剛在國內興起的一項防滲墻施工技術，相對于其他的施工技術而言其具有著造價低、工序少、施工簡單快速等一系列的優點［2］。該方案再施工時可以就地取材，避免了一系列的繁瑣的工序，具有較好的社會效益與經濟效益。但是該方案僅僅適用于一些軟土地基，對于礫石較多的工程并不適用。

3.3 高壓擺噴防滲墻方案

高壓擺噴防滲墻方案最早是由日本人所提出來的一種防滲加固技術，其具體就通過高壓水力噴射將泥土、水泥漿液以及一些化學物質相互攪拌融合，從而改變土層的理化性質，達到加固地基的目的［3］。

這一方法直接在泥層中形成水泥與土的凝結體，從而有效地提升了其防滲性能，達到了防滲的目的。

這一施工方案具有著較為廣闊的適用范圍，并且經過長期的研究與實驗已經具有了較為成熟的施工技術。能夠較好的在一些環境惡劣區域發揮其作用，應用前景極其廣泛。

表1 某水庫除險加固工程設計防滲處理方案比選

4 高壓擺噴方案設計

4.1 高壓擺噴施工參數確定

某水庫除險加固設計高壓擺噴墻體長度共計381 m，設計抗壓強度5 MPa，滲透系數i×10-6cm/s(i=1～9)，滲透破壞比降500。為了達到設計的防滲效果，還需在正式加固處理前進行高壓擺噴現場試驗確定適合該水庫特殊土質要求的控制參數，包括孔間距、擺噴角度、水壓、氣壓、漿液流量、濃度、提升速度與擺速。

在進行防滲施工處理之前應當先進行地質勘探與調查，對于壩體與巖層的檢出面大小需要調查清楚，并應當對于周邊土質層做一個細致的了解。然后對于相隔1.2 m平行于擬灌漿軸線的施工應當參照表2中的一些參數來進行試驗性噴注，并對于結果進行注水檢驗。

根據試噴結果并參照相關工程經驗，本工程選用技術參數如下:鉆孔間距1.2 m，擺噴角度20°，水壓30 Mpa，氣壓0.7 MPa，漿液濃度1.6 g/cm3，提升速度10 cm/min左右。

4.2 高壓擺噴施工

某水庫的除險加固方案選取的是高壓擺噴防滲墻施工方案，其在具體的施工過程中選用的是單排布孔三管二序法施工。具體的設計如圖1。

待鉆機完成鉆孔工作以后先調整高噴臺車的位置，使其處于孔口處，對于孔洞檢查一切正常以后進行下管噴射，直到洞口開始返漿再開始提高噴射的速度，在提高噴射速度的同時不能夠停止噴射，應當一邊噴射一邊提速，直至速度達到最大值。

噴射完成以后應當及時進行噴管的清洗，不能夠在噴管中留有殘渣。完成噴灌以后還要留意孔洞是否發生下沉，如果發生下沉應當及時地進行補獎。

表2 某水庫除險加固工程高壓擺噴技術參數表

圖1 高壓擺噴二序施工布孔圖

5 高壓擺噴防滲效果檢測

高壓擺噴防滲墻施工屬于隱蔽性施工工程，其需要用一些專業的設備儀器才能夠對其質量進行檢測。

因而工程委托了相關的之間單位對于防滲墻的質量進行了檢測，檢測內容包括墻體的抗壓強度、搭接情況以及鉆孔注水試驗檢測器滲透性等等。

6 混凝土防滲墻技術的進展

6.1 用黏土取代水泥而形成新型的墻體材料

防滲墻選用黏土混凝土所需的成本較低，能夠為工程節約資金，提高工程經濟效益。同時其技術較為成熟，具有較好地抗壓性能以及抗裂性能，并且防滲性能也不錯，在完成以后能夠較好地滿足工程的設計需求，避免了一些不必要的維護與重建，有效的增加了功臣的經濟效益。黏土混凝土防滲墻其施工技術較為成熟，應用前景較為廣泛，這種新型墻體材料也因此得以廣泛推廣。

6.2 施工方法和技術不斷改進

傳統的鋼繩沖擊鉆機由于具有能夠適應各種地層、維修簡便、價格低廉等優點，至今仍廣泛使用，而且不斷改進。

主要的改進之處有:

1)增加反循環出渣系統，變使用抽筒間斷出渣為使用泥漿反循環連續出渣，加大電機功率，改進鉆頭形式，增大鉆頭重量，鉆頭重量由以往的1.5t增加到3 ～5t。

2)改進機械結構，延長易損零配件壽命，提高機械的綜合性能。由于這些改進，增加了鉆機的沖擊功和耐用性，鉆孔工效顯著提高。

3)另外一項重大技術突破是，墻段接頭技術取得了關鍵性的突破。

6.3 修建技術進入成熟階段

多年來，我國水利水電混凝土防滲墻技術，從無到有逐漸發展直至目前，設計施工已成為一種解決在不同工程要求和不利自然條件下成功建成防滲墻的技術，已經可以在各種一般特殊地層中，修建各種用途的混凝土防滲墻，其中有的墻最大深度可接近100 m。

7 結語

防滲墻施工技術能夠很好地解決大壩除險加固問題，控制好各個環節的施工。在實際的施工中應當針對混凝土防滲墻施工的關鍵技術，展開攻關，總結經驗以促進防滲墻技術得不斷發展。

［1］曲林彧.大壩除險加固中防滲墻施工方法分析［J］.黑龍江科技信息，2009(16):188.

［2］由廣新.反循環回轉鉆法在混凝土防滲墻水利工程中的施工［J］.科技致富向導，2011(12):51

［3］趙雯平.某大壩混凝土防滲墻的施工技術［J］.科技促進發展，2010(04):88.

TV543.8

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1007-7596(2014)05-0108-03

2013-10-12

羅欽(1986-)，男，貴州仁懷人，助理工程師，從事水利工程勘測設計、水利工程施工管理工作。