水利建筑工程施工防滲墻技術研究

阿依努爾.麥麥提

【摘要】在水利工程中，幾乎全部建筑物都會與水直接或間接接觸，因此提高混凝土防滲墻的施工質量尤其關鍵，具體可從優選施工材料、優化施工工藝等角度加以控制。在本案，筆者結合混凝土防滲墻的理論知識，舉例探究水利建筑工程施工的混凝土防滲墻技術。

【關鍵詞】水利建筑；防滲墻；質量控制

引言

防滲墻是一種連續地下墻體，即：先用專業機械設備鉆鑿圓孔或開挖槽孔，再將混凝土澆灌在孔中及回填黏土等，最后再安裝預制混凝土構件。目前，常見的混凝土防滲墻類型包括樁柱式、槽板式、板樁灌注及泥漿槽混凝土防滲墻。其中，樁柱式混凝土防滲墻是先用大型沖擊鉆頭等設備鉆鑿孔洞，再回填入水泥混凝土；槽板式混凝土防滲墻是先用抓斗、大型沖擊鉆等設備開挖槽孔，再用泥漿加固槽孔，最后再將水泥混凝土回填入孔中，注意槽孔長度取5-9m；板樁灌注混凝土防滲墻是先采用震沖法將鋼板樁打入地基中，再將小管焊在鋼板樁的邊緣，并在小管底部設置活門，以方便用液壓器等來取出鋼樁，期間可通過小管將防滲材料灌入孔洞中；泥漿槽混凝土防滲墻是先用索鏟等在作業面開挖寬約1.5-3.0m的溝槽，再用泥漿等加固溝槽，并在開挖深度達到要求標準后回填礫石、砂石和粘性土的混合材料。目前，上述混凝土防滲墻在水利建筑工程中都有所應用。在本案，筆者主要結合實際案例，探討防滲墻技術在水利建筑工程施工中的應用。

一、工程概況

XX水利建筑工程由水電站廠房、主壩等組成及大壩整體長7180m、最大高41.5m。其中，主壩的形式主要是瀝青混凝土防滲墻土石壩，壩頂長1676m，左、右副壩是粘土防滲墻土石壩。泄洪建筑物采用的是長875.5m、寬166m的開敞岸坡式溢洪道，泄洪孔共計11個及其單孔寬12m。堰頂高程為199.8m，溢洪道泄流量的極大值為2.03萬m3/s。在這一工程的防滲墻施工中，應將瀝青混凝土防滲墻的中線設在壩軸線上，并保證其到壩軸線的距離<2m，同時在防滲墻的兩側設寬約3m的砂礫石過渡帶。碾壓式瀝青混凝土防滲墻底部的高程分別為187.7m和188.55m，其中高程<200m的防滲墻墻厚取0.7m，反之則取0.5m；防滲墻頂的高程為218.5m。

二、施工準備

在水利建筑工程防滲墻施工的準備階段，應按要求選擇防滲墻的施工材料。對于碾壓式瀝青混凝土而言，瀝青應具有良好的彎曲變形性能及較大的延伸度。通過試驗，案例工程選用90#重交通道路瀝青。在試驗中，總共選取A、B、C、D四種礦料。其中，A、C料具有質地疏松、外觀節理發育的特征，其堅固性與壓碎指標比設計限值略高，則不宜用在碾壓式瀝青混凝土施工中；反之，B、D料滿足施工要求。在實際施工中，為了降低材料中針片狀顆粒的含量，建議選用錘式破碎機或反擊式破碎機施工，并采用表1所示的碾壓式瀝青混凝土配合比。

表1 碾壓式瀝青混凝土的配合比

骨料類型 外加瀝青/% 礦粉/% 細骨料/% 粗骨料/%

25-5mm 5-10mm 10-15mm 15-20mm 0.074-25mm

B 6.5 12.3 31.7 14.4 17.6 14.0 10.0

D 6.5 11.1 24.8 20.1 21.0 13.8 9.2

三、施工工藝流程

在案例工程中，混凝土防滲墻施工的工藝流程如下：鉆孔施工→拌制混凝土→澆筑混凝土，具體表現如下：

1、鉆孔施工

在鉆孔施工階段，需要完成的工作內容如下：一是從水利工程的客觀實際出發，合理設置防滲墻中線和高程；二是根據施工現場的水文地質條件、澆筑導管設置及墻體預留孔等，合理劃分槽段；三是在確定孔口高程時，充分考慮施工過程的最高水位等，以保證廢渣、廢水等的順利排放。例如，在鉆劈法鉆孔施工中，先將軸線分成長短不一的槽段，再將相鄰槽段分成兩期，然后再用沖擊式反循環型沖鉆機或鋼繩沖鉆機分層鉆孔，并在相鄰孔洞深度達標后，反復劈打與主孔相對的副孔，最后再排出泥屑和碎石，注意開孔鉆頭的直徑應大于終孔鉆頭的直徑及合理選擇副孔的長度。

2、混凝土拌制

泥漿的主要材料是粘土。在調制泥漿時，可加入泥漿料。但在這一過程，需注意下列事項：一是均勻攪拌泥漿料，并注水施工；二是嚴控泥漿中的水分，以保持泥漿的均勻狀態及優化混凝土的配合比；三是不得一并添加水和膨潤土，以免在膨潤土施工中出現結塊現象。

3、混凝土澆筑

在混凝土防滲墻施工中，混凝土的澆筑方式包括水下導管、直升導管。倘若選擇水下導管方式，則工程施工規定注意如下要點：一是導管內徑可用Φ200-250mm的鋼管，并從工程需求出發，將長度分成0.3、0.5、1、2m四個檔次，其中主體選取2m，最后再用法蘭盤將導管連接在一起；二是按一段3條的標準，將混凝土澆筑導管布設在防滲墻中心線上，注意兩端頭的間距應控制在1m；三是在澆筑混凝土時，導管口到孔底的距離可取15-25cm，并保證導管的下埋深度<1m及澆筑速度<2m/h。

四、施工質量控制

鑒于混凝土防滲墻在水利建筑工程中的重要作用，必須嚴控其施工質量，具體措施如下：

1、優選鉆孔機械

對于水利建筑工程混凝土防滲墻施工，最為常用的設備當屬鉆孔機械。倘若選用鋼繩沖鉆機，則需先用沖擊鉆頭重復破碎地面至其表層完全粉碎，再用抽砂筒抽出地面表層的全部泥屑和碎石。應用表明，鋼繩沖鉆機的工作效率較低，且耗費的能源資源量也很大。倘若選用沖擊式反循環型沖鉆機，則需更改出渣方式及通過泵吸連續出渣，以免鉆機作業破壞地面的顆粒。應用表明沖擊式反循環型沖鉆機的工作效率高，但其對施工設備的要求非常嚴格。與上述兩種鉆孔機械相比，倘若在溝槽開挖中運用抓斗挖槽機，則可用斗齒直接切割地面，并在徹底破碎地面的土層厚，抓出泥屑和碎石。因此，建議在案例工程中運用抓斗挖槽機進行鉆孔施工。

2、導墻施工質量控制

導墻是建造混凝土防滲墻的重要臨時構造物，其承受的是鋼筋籠、混凝土澆筑用導管及鉆機等的荷載作用，因此必須嚴格控制其施工質量，具體措施包括：一是嚴控原材料的質量，比如選用不銹鋼成分≥Φ8的圓鋼、15≤fcuk（強度）<20MPa的混凝土；二是嚴控導墻的尺寸，即：按拔管機的承載力來控制導墻的厚度，導墻高度取0.8-2m，墻頂高度高出地面的距離≥50mm。

3、鉆孔施工質量控制

鉆孔施工是水利工程建筑防滲墻施工的重要步驟，其要求從下列方面來進行質量控制：一是按施工要求控制鉆孔的深度，即要求實際鉆孔深度不得比規定值小；二是嚴控孔的傾斜率、孔位的偏差及孔徑的寬度等，其中對于孔位的偏差，導墻的軸心與孔的軸線偏差約為±3cm，而孔的傾斜率偏差應控制在0.4%，同時在建槽時，應準確定位抓頭的位置，具體可通過保持抓斗與防滲墻軸線的垂直或平行狀態來控制孔型的質量。

4、接頭管下設的質量控制

為了提高混凝土的澆筑質量，下設位置應與槽孔緊貼在一起，并與接頭管保持垂直。同時，導管下設孔徑應≥200mm及導管到孔的距離<5m、與一期槽兩端相距2m及到二期槽的距離<1m，并與孔底保持30m的距離。

5、混凝土施工質量控制

在混凝土拌制前，首先，應按工程施工要求選購原材料，并做好檢驗檢測工作，比如檢測水泥的強度、稠密度和凝結度等；檢測膨潤土中黏粒的含量、顆粒的組成等；檢測石子的含泥量、針片狀顆粒含量等。其次，應按表1所示的配合比拌制混凝土，并保持混凝土的如下性能標準：擴散度為34-40cm、坍落度為18-252cm。在這一過程中，需要（不）定期檢測料場砂石的含水率，并在含水率<1%時加水，以提高墻體的質量及防止墻體材料塌落。

結語：

綜上，防滲墻技術的應用是控制水利建筑工程滲漏等缺陷的重要手段，因此應按要求開展防滲墻施工。但在這一過程中，建議注意如下幾點：一是從工程施工的客觀實際出現，優化混凝土的配合比和施工工藝；二是在實際施工中，突出對重要施工步驟或施工部位的質量控制；三是提高全體參建人員的整體素質，并密切參建單位的溝通聯系。正因施工單位、設計單位等的協同努力，才保證了案例工程如期保質完成，并充分發揮了水利工程在區域發展中的作用。

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