探究薄型抓斗混凝土防滲墻技術

李朝旺 譚燕

【摘要】水利水電工程中常用的防滲技術主要為傳統的帷幕灌漿技術、高壓噴射灌漿技術和混凝土防滲墻技術。混凝土防滲墻技術由于其防滲可靠性高及適用地層類型廣泛，在水利水電工程中廣泛應用，其中薄型抓斗混凝土防滲墻就是其中的代表。薄型抓斗混凝土防滲墻具有適用地層類型廣泛、造價低廉、處理深度大、質量易于控制與檢查、墻段連接可靠的特點。在施工過程中主要的技術難點及問題主要為槽內漏失地層及墻段連接。

【關鍵詞】防滲技術；薄型抓斗混凝土防滲墻；施工工藝

1、防滲技術概況

水利水電工程中常用的防滲技術實主要為傳統的帷幕灌漿技術、高壓噴射灌漿技術和混凝土防滲墻技術。傳統的帷幕灌漿技術，在過去相當一段時間屬于技術的主流， 但是其單價高，施工速度慢，耗費材料量大。高壓噴射灌漿技術是從日本引進的施工技術，相較于傳統的帷幕灌漿技術和混凝土防滲墻技術，高壓噴射灌漿技術優點是施工速度快、單價低等，缺點是段間連接不可靠，作業環境要求高，適應性差。混凝土防滲墻技術是從意大利引進的，具有防滲可靠性高，適用于地層類型廣泛的優點，在水利水電工程中被廣泛應用。經過多年的探索和發展，多項混凝土防滲墻施工新技術已經被我國開發出，其中薄型抓斗混凝土防滲墻就是其中的典型代表。

2、施工設備

薄型抓斗混凝土防滲墻施工設備主要為抓斗主機與抓斗斗體兩個部分。從工作原理分類，抓斗又可以分為機械式和液壓式兩種類型。液壓式抓斗通過用液壓缸進行工作， 有比較高的合斗力，在土砂層中施工效率要遠高于機械式抓斗。機械式抓斗主要依靠滑輪組和鋼絲繩進行作業，結構比較簡單，較適合在硬巖和卵石地層進行沖抓作業。

3、施工工藝

成槽是混凝土防滲施工中的主要工序，薄型抓斗混凝土防滲墻成槽的方法主要有純抓法成槽及鉆抓法成槽。

3.1純抓法成槽

純抓法使用抓斗直接挖槽，也可以多抓成槽。純抓法一般適用于細顆粒軟弱地層。

單爪成槽。即一次抓取一個槽孔。如抓斗最大開度為L，則一期槽長為L，二期槽長一般為（L-2B）m，B為抓二期槽時，把一期槽已澆筑的混凝土兩端面切去的長度，以保持一二期墻段的可靠連接。當斷面為平面時，B=0.1m～0.2m，當端面為弧面時，B=0.3m～0.5m。

多抓成槽。此方法分主、副孔施工，每個槽孔由三抓或多抓形成。主孔長度等于抓斗最大開度，副孔長度小于主孔長度，宜為主孔長度的1/2～2/3。

3.2鉆抓法成槽

鉆抓法成槽在目前水利工程防滲墻施工中應用較為廣泛。該方法為采用沖擊鉆鉆鑿主孔，抓斗抓取副孔，可以兩鉆一抓，也可以三鉆兩抓、四鉆三抓，形成長度不同的槽孔。這種方法能充分發揮兩種機械的優勢：沖擊鉆的鑿巖能力較強，可鉆進不同地層，先鉆主孔為抓斗開路；抓斗抓取副孔的效率較高，所形成的孔壁平整。抓斗在副孔施工過程中遇到堅硬地層時，隨時可換上沖擊鉆或重鑿克服。此方法比單一沖擊鉆成槽效率提高1～3倍，地層適用性也較廣。

槽孔混凝土澆筑是防滲墻澆筑的關鍵施工工序，薄型抓斗混凝土防滲墻混凝土的澆筑與其他類型防滲墻混凝土澆筑的方法一致，通常采用直升導管法澆筑。

4、薄型抓斗混凝土防滲墻特點、優勢

首先，適用地層類型廣泛。該技術適用地層廣泛，粘土、壤土、砂土、砂礫卵石地層等各種類型的地層均能采用。在天津市于橋水庫，松花江依蘭城防堤均成功地建造了相當大的防滲墻。這些成功的實例都說明了其使用的地層相當廣泛。

其次，造價低廉。與其它混凝土防滲墻技術相比， 薄型抓斗防滲墻技術施工效率高，自然就縮短了工期，并且實際造價也低于其他同類技術。其單位面積造價要比老式沖擊鉆防滲墻得造價低一半到三分之二不等，這些都是在實際施工中得到印證的。

再次，處理深度大。薄型抓斗混凝土防滲墻的墻體深度可達到40m以上，長江三峽一、二期圍堰防滲墻、小浪底主壩防滲墻等都是已建成成功的的工程實例。這是薄型抓斗混凝土防滲墻顯著優于其它混凝土防滲墻技術的特點之一。純抓法也可建造深度超過40m的防滲墻，但施工效率與深度成反比，效率會隨著深度的增加而降低，并且需采取特殊方法對墻段進行連接，深度較深的防滲墻通常采用鉆抓法進行施工。

另外，質量易于控制與檢查。可以按照現行技術標準《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規范》對薄型抓斗混凝土防滲墻施工進行過程控制，每個過程都可以按照該章程來進行，該規范明確的規定了各工序質量的檢測和檢驗，這樣便于檢查，也可以保證墻體質量。

最后，墻段連接可靠。防滲墻成敗的關鍵就是其墻段接縫質量。薄型抓斗混凝土防滲墻優點之一就是槽段較長，接縫相對較少。并且，不管用“接頭管法”還是“切削法”來完成墻段之間的連接，都可形成半圓弧或鋸齒狀的連接，使得滲徑較長，防滲性更強。

5、施工技術難點與注意問題

薄型抓斗混凝土防滲墻具有防滲可靠性高、適用地層類型廣泛的優點，但在施工工程中，也存在以下兩個方面的施工技術難點及施工中需注意的問題。

第一方面，對于槽內漏失地層的問題。抓斗挖槽時，一旦發生基巖或者是覆蓋層的強漏失地層的問題， 泥漿就會迅速地漏失，從而使得孔壁坍塌，更嚴重的還會發生埋斗事故。在處理槽內漏失地層這一問題上，一般要使土料等堵漏材料快速地填到槽內，于此同時，用抓斗翻攪和擠壓，然后才能繼續開挖。

第二方面是墻段連接問題。墻段連接方法有接頭管法、切削法和樁柱平接法三種方法。最常用的是“接頭管法”。接頭管法應在混凝土初凝前進行，在做具體工程的時候，要依據初凝時間，同時還要考慮的因素有氣溫、混凝土面上升速度、混凝土配比、接頭管埋深等，最佳拔管時間，接頭管起拔時所形成的接頭孔也要通過試驗來選擇，為了防止混凝土及覆蓋層的坍塌，必須及時用泥漿充填。

切削法是在挖二期時，直接切掉一工期槽的墻體材料，使得抓斗斗齒在一期槽孔間的連接形成鋸齒狀從而變得更加可靠。

6、質量控制與檢查

6.1工序質量的控制與檢查

對薄型抓斗混凝土防滲墻施工過程中的槽孔建造、清孔換漿、接頭管下設與起拔、混凝土澆筑等各個工序質量的控制和檢查決定了其質量水平。檢查這些工序時一般可按現行標準執行，但是檢查過程一定要嚴格，各項工序質量檢查合格后，應簽發工序質量檢查合格證，上道工序未經檢查合格，不得進行下道工序施工。

6.2墻體質量檢查

墻體質量檢查應在成墻后28天進行，檢查內容為墻體的力學性能指標、墻段接縫、墻面檢查和可能存在的缺陷。墻體的力學性能指標檢查可采取鉆孔取芯、注水試驗、超聲波法、地震透射層析成像法或其他檢測方法。墻段接縫檢查可采取開挖法和檢查孔法。墻體質量是防滲墻防滲效果的保證，質量檢查時必須嚴格進行。

總 結

薄型混凝土防滲墻技術早我國的應用越來越廣泛，在土壩建設中、水庫加固工程中等都起到了越來越重要的作用。我國已有了許多成功的實例，相信經不斷的技術改進、發展和實踐的完善，該項技術會取得更大的進步。

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