混凝土防滲墻施工技術在水利水電工程中的應用

李浩強

（中國水電基礎局有限公司　天津　301700）

混凝土防滲墻施工技術在水利水電工程中的應用

李浩強

（中國水電基礎局有限公司天津301700）

水利工程的滲流安全問題在整體安全中占有重要地位，直接影響大壩的運行安全。其中，混凝土防滲墻作為大壩加固防滲體系的主體部分，防滲效果最為可靠。本文重點分析了混凝土防滲墻施工技術在水利水電工程中的應用。

混凝土防滲墻施工技；水利水電工程；應用

引言

當前，隨著社會經濟的不斷發展，水利水電工程在人們的日常生活、生產中所占據的地位越加重要。而在水利水電工程的建設運行過程中，滲漏問題極為常見，其危害性也十分大。滲透水流除浸濕土體降低其強度指標外，當滲透力大到一定程度時將導致壩坡滑動、防滲體被擊穿、壩基管涌流土等重大滲流事故。對此，加強水利水電工程的防滲施工勢在必行。

1　防滲墻施工技術概述

近些年，隨著我國水利技術的發展，垂直防滲加固技術得到了迅速發展，垂直防滲已成為十分常見的工程措施，其中混凝土防滲墻的效果最為可靠，因此成為許多重要工程的首選方案。混凝土防滲墻主要采用鉆鑿、鋸槽、液壓開槽機、射水及抓斗等工法，在壩體或地基中建造槽型孔，以泥漿固壁，然后采用直升導管，向槽孔內澆筑混凝土，形成連續的混凝土墻，以達到防滲目的。防滲墻施工可以適應各種不同材料的壩體和各種復雜的地基，墻的兩端能與岸坡防滲設施或岸邊基巖相連接，墻的底部可嵌入弱風化基巖內一定深度，徹底截斷壩體及壩基的滲透水流。

2　混凝土防滲墻施工技術在水利水電工程中的應用

如圖1所示即為水利水電工程中混凝土防滲墻施工工序。

圖1　水利水電工程中混凝土防滲墻施工工序

2.1造孔

在進行防滲墻造孔施工時，應嚴格按照施工區域地層情況、鉆機類型及施工條件，進行施工方法的選擇，如∶鉆劈法、兩鉆一抓法或抓取法等。劃分槽段時，應綜合考慮地基的工程地質及水文地質條件、造孔方法、機具性能、造孔歷時、墻體預留孔位置及澆筑導管布置原則等因素。合攏段應以短槽孔為宜，應盡量安排在槽深較淺、條件較好的地方。槽孔孔壁應平整垂直；一、二期槽孔接頭套接孔的兩次孔位中心的偏差值不得大于設計墻厚的1/3，并應保證防滲墻的設計墻厚。

2.2泥漿固壁

在混凝土防滲墻施工過程中，必須確保泥漿固壁質量達標。對此∶①應根據施工條件、造孔工藝、經濟技術指標等因素選擇拌制泥漿的土料；泥漿的性能指標和配合比，必須根據地層特性、造孔方法、泥漿用途，通過試驗加以選定，最終確保泥漿具有良好的物理性能、流變性能、穩定性以及抗水泥污染能力。③在施工過程中，當發生漏漿、滲漿時要及時補充，并采取措施進行堵漏，保證槽孔內漿面高于導向槽底部；如果出現塌孔事故可采用低標號混凝土進行回填，待達到一定強度后再進行施工。

2.3混凝土澆筑

防滲墻混凝土的澆筑采用水下導管澆筑法（見圖2），導管內徑以200～250mm為宜。槽孔內使用兩套以上導管時，導管間距不得＞3.5m。一期槽端的導管距孔端或接頭管宜為1.0～1.5m，二期槽端的導管距孔端宜為1.0m。當槽底高差＞25cm時，導管應布置在其控制范圍的最低處。導管的連接和密封必須可靠。應在每套導管的頂部和底節管以上設置數節長度為0.3～1.0m的短管。導管底口距槽底應控制在15～25cm范圍內。開澆前，導管內應置入可浮起的隔離塞球；開澆時，應先注入水泥砂漿，隨即澆入足夠的混凝土，擠出塞球并埋住導管底端；在澆筑過程中，要控制混凝土澆筑強度，速度過快可能劈裂壩體，過慢會使混凝土表面泥漿沉淀較厚，同時表層混凝土初凝，影響澆筑質量。

2.4墻間接縫

各槽段間由接縫連接成防滲墻整體，槽段間的接縫是防滲墻的薄弱環節。兩槽孔間混凝土墻的連接，是保證防滲的關鍵。在連接部位，從孔口到孔底連接的墻厚，必須達到設計厚度，且混凝土墻間必須連接緊密，夾泥層不能過厚，以防滲透破壞。目前采用的接頭主要方法有鉆鑿法、拔管法、雙反弧法、銑槽法及接縫設置止水等。

3　工程實例

3.1工程概況

圖2　水下導管澆筑示意圖

某水庫是一個具有灌溉、供水、防洪等綜合效益的水利工程，總庫容2360萬m3，攔河壩壩高63.80m，屬中型Ⅲ等工程，大壩為3級建筑物。樞紐由瀝青混凝土心墻砂礫石壩、開敞式溢洪道、泄洪兼導流洞、放水灌溉洞組成。大壩壩頂寬度為8m，壩長337m，上游壩坡坡度為1∶2.25，下游壩坡坡度為1∶2.0。壩基基礎防滲采用混凝土防滲墻加1排帷幕灌漿型式，防滲墻深入基巖。

3.2混凝土防滲墻設計

河床壩基寬124m，由于河床覆蓋層深厚、滲漏問題突出，故設計決定采用槽孔混凝土防滲墻防滲，墻長125m，最大深度50m，面積5320m2，厚度1.0m，設計強度等級C20，抗滲等級W10，彈性模量E控制在22～31.5GPa，入孔坍落度18～22cm，擴散度34～40cm，最大骨料粒徑不大于40mm，槽孔孔斜率不大于0.3%，預埋灌漿管的孔斜率不大于0.3%。頂部通過采用混凝土基座（C25、W6、F200）與瀝青混凝土心墻連接，基座寬3.0m，厚1.5m，墻下基巖設1排帷幕灌漿。先澆防滲墻，后進行帷幕灌漿，與兩岸及壩肩防滲帷幕一起形成完整的防滲體系。施工期間，河床覆蓋層左右岸坡基巖處，先導孔查明岸坡基巖形態，然后進行防滲墻施工，并加密、加強帷幕灌漿，保證防滲墻與岸坡基巖接觸緊密。在防滲墻施工前進行地質復勘工作，復勘孔每個一期槽布置一個，兩岸陡坡段適量增加，復勘孔根據沖擊鉆穿透覆蓋層，在槽孔內布孔勘探。

3.3混凝土防滲墻施工

3.3.1槽段劃分及造孔成槽

防滲墻施工分兩期進行，先施工Ⅰ期槽孔，后施工Ⅱ期槽孔。綜合考慮地層、墻體深度、設備能力等，防滲墻槽段劃分為兩種形式∶深槽段劃分遵照“Ⅰ期小槽、Ⅱ期大槽”的原則，即所有Ⅰ、Ⅱ期槽槽長為6m，主孔1.0m，副孔1.5m；淺槽段槽長8.0m，主孔1.0m，副孔2.5m，共分22個槽段。防滲墻成槽采用“三鉆兩抓”法，主孔采用CZ-6型沖擊鉆機鉆鑿成孔。副孔上部覆蓋層為抓斗施工，底部基巖采用CZ-6型沖擊鉆機鉆鑿，直至終孔深度。防滲墻在造孔成槽過程保證槽孔壁平整垂直，孔位中心允許偏差不大于3cm、孔斜率不大于0.3%。施工平臺寬度為17m，上游7m鋪設臥木、枕木和輕軌作為鉆機施工平臺，下游10m作為抓斗作業、倒渣、下設預理管、混凝土澆筑、臨時交通等施工平臺。導墻軸線與防滲墻軸線平行一致，采用全斷面開挖后立模澆筑鋼筋混凝土梯形斷面，高度2.0m。固壁泥漿采用高性能泥漿，以粘土漿及膨潤土漿為主，不良地層段采用新型白色MMH正電膠泥漿，保證固壁效果，使深墻順利施工。

3.3.2先導孔施工及確定基巖面

為了準確判定基巖頂面的高程，確保防滲墻底部深入基巖內，當孔深接近預計基巖面時，即應開始取樣，對巖渣樣成分進行分析，直至巖樣判定為基巖。若巖渣確定基巖較困難時，為確保防滲墻底部深入基巖內，防止因基巖成份的孤石、卵石或上部掉塊等因素造成巖樣誤判，根據現場施工情況分析，選擇合適的、已初判孔底為基巖的主孔或副孔，架設地質取芯鉆機，并下套管至孔底，采用雙管單動鉆具取巖芯驗證，實際取芯進尺4～12m。在壩軸線河床段壩基7個槽段完成了9個取芯驗證鉆孔，鉆孔最大間距為28m，最小間距為2.5m，經鉆孔取芯，巖芯呈柱狀，清晰明了。為此，可靠的驗證并確定了實際的基巖面形態和高程，保證防滲墻可靠嵌入巖石。

3.3.3墻體混凝土澆筑

防滲墻澆筑混凝土前，槽孔用抽筒清渣并置換新鮮泥漿清孔，定位架和桁架結構固定預埋管下設預埋灌漿管，混凝土澆筑導管采用快速絲扣連接的φ250的鋼管，導管埋入混凝土內的深度保持在1～6m之間，防止泥漿進入導管內，混凝土必須連續澆筑，槽孔內混凝土上升速度不小于2m/h，并連續上升至高于設計規定的墻頂高程以上0.5m。混凝土防滲墻施工接頭處理采用“接頭管法”進行槽段連接，接頭管起拔采用YBJ-800型大口徑液壓拔管機。

3.3.4墻體質量檢查

防滲墻成墻28d后進行鉆孔檢查，檢查孔分為騎縫孔和墻體孔，且保證接頭孔段至少有一個檢查孔。鉆機選用XY-2型地質鉆機，檢查孔直徑不小于110mm。檢查孔深度小于防滲墻設計深度2.0m，自上而下分段取芯鉆進，分段作壓（注）水試驗。墻體質量檢查結果表明，混凝土強度22.5～28.2MPa，彈性模量為27.6～29.3GPa，抗滲指標大于W10，滿足設計要求。

4　結語

綜上所述，混凝土防滲墻憑借著其防滲效率高、耐久性好、用途廣泛、施工方法成熟，檢測手段簡單直觀，工程質量可靠等優勢在水利水電工程中得到廣泛的應用。但是，混凝土防滲墻作為隱蔽工程，其質量好壞只能在施工過程中進行控制，在最終運行中才能夠完全體現。為保證防滲墻質量，一定要充分研究和論證，選擇合適的墻體材料和施工工藝，同時要注重施工過程的控制，從造孔、清孔、混凝土澆筑等方面進行嚴格控制。

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1673-0038（2015）11-0183-02

∶2015-2-16

∶李浩強（1981-），男，工程師，本科，主要從事水利、建筑、市政等方面的工作。