淺論防滲墻鋼結構導梁和入巖深度判別新工藝的應用

張偉

【摘要】隨著科學技術進步和先進設備投入到施工中，在進行防滲墻施工時，首先要構筑定位所需要的導引墻以用來進行防滲透墻軸線的精準定位，為了能夠讓防滲透墻底進入到施工設計參數要求的巖層、深度，對墻底所進入到的巖層以及巖層的深度進行判別，就要打出先導孔來進行判別。通過對與上述的內容總結出兩種新的施工方式，一種是通過在鋼結構中的盜梁來替換掉鋼混的導墻，以實現防滲透墻軸線所需的定位作用；一種是可以通過液壓抓斗上壓力表顯示的抓斗的抓力和相關地勘文件中相關技術參數相結合進行分析、判斷墻底所到達的怎樣的巖層和巖層的深度。經過較多實際工程施工中，總結出這兩種新型施工方式有很好的環保和節能的作用，并且可以有效的解決施工成本，提高施工效率，有效提升施工的速度。

【關鍵詞】防滲墻；鋼結構導梁；入巖深度；辨別；新工法

防滲墻是一種修建在松散透水層或土石壩（堰）中起防滲作用的地連續墻。防滲墻技術在20世紀50年代起源于歐洲，因其結構可靠、防滲效果好、適應各類地層條件、施工簡便以及造價低等優點，尤其是在處理壩基滲漏、壩后“流土”、“管涌”等滲透變形隱患問題上效果良好，在國內外得到了廣泛的應用。我國水利水電覆蓋層及土石圍堰等有防滲壓力的防滲處理一般首選防滲墻。

1、防滲墻的類型

防滲墻的類型可以按照墻體結構形式、墻體材料、布置方式和成槽方法分類。

1.1 按照墻體結構形式分類

按墻體結構形式水工混凝土防滲墻分為槽孔型防滲墻、樁柱型防滲墻和混合型防滲墻三類，其中槽孔型防滲墻使用更加廣泛。

1.2 按照墻體材料分類

按墻體材料分，水工混凝土防滲墻主要有普通混凝土防滲墻、鋼筋混凝土防滲墻、黏土混凝土防滲墻、塑性混凝土防滲墻和灰漿防滲墻。

1.3 按照成槽方法分類

按成槽方法分，水工混凝土防滲墻主要有鉆挖成槽防滲墻、射水成槽防滲墻、鏈斗成槽防滲墻和鋸槽防滲墻。

2、工程簡述

彎彎川水庫坐落于吉林省通化縣，水庫總容量為1500萬m3，是集灌溉、養殖、發電為一體的綜合性中小型工程，彎彎川水庫為土石壩，有一定的質量和安全隱患。

3、防滲墻設計

3.1 防滲墻的設計深度的確定

防滲墻的底部用作壩基時，防滲墻底部在設計時應要求開挖截水槽，將全風化巖挖除，原則上嵌入相對不透水層（弱風化巖）0.5～1.0米左右，頂部嵌入壩體防滲體中。當土石壩防滲墻的墻體用作壩身或壩基時，其頂部與壩頂防浪墻相接或低于壩頂0.5m左右。

3.2 防滲墻墻體厚度的確定

土石壩防滲墻厚度的確定除了應滿足墻體的抗滲性、耐久性、墻體應力和變形的要求等條件外，還應考慮其土石壩所在地的地質情況及其施工的機械設備等因素。有關防滲墻的滲透量的計算和滲透穩定分析以及強度、變形許可范圍等的計算沒有規范的計算方法和理論理論依據。而在土石壩的設計方面，以往的經驗都是以防滲墻破壞時的水力坡降作為參考，來確定墻體厚度（δ），其計算方法如下：

作用于防滲墻的最大水頭差（m）；

K—抗滲坡降安全系數，一般取3～5；

防滲墻滲透破壞坡降，取300。

根據以往修建的防滲墻數據統計，防滲墻允許承受的水力坡降可達到100，當K=5時，為60，假定防滲墻承受的最大水頭差與壩前水深相同。

3.3 防滲體插入高度的確定

根據《碾壓式土石壩設計規范》，防滲墻的墻頂插入壩體的高度以1/10壩高最佳，而且應保證防滲墻插入壩體的高度應不小于3m。基巖內1.5m至壩基面以上3m處可采用C10混凝土，為了使防滲墻能與壩基整體協調，距壩基3.0m以上可采用塑性混凝土修建，而墻頂部則用高塑性粘土封頂。

3.4 防滲墻的墻體材料確定

材料的好壞很大程度決定土石壩的加固修建質量。因此，在防滲墻的墻體材料選擇方面，應參考國內外已建防滲墻的經驗，采用鋼結構導墻作為墻體材料比較合適。這種材料的特點是抗滲性能好，維護維修費用低，施工速度快，一次成型等。

4、防滲墻鋼結構導梁和入巖深度判別兩種新工法的使用

4.1 鋼結構導梁工法

在防滲墻施工過程中主要運用于防滲墻軸線定位的導墻為鋼筋混凝土結構，這種結構在防滲墻施工結束后就會被廢棄或者拆除。在彎彎川水庫中在進行防滲墻工程施工過程中，采取鋼結構導梁替換鋼筋混凝土導墻并且同樣精準的對防滲墻軸線進行定位。鋼結構導梁可根據鋼板的長度加工 ，通常單根導梁長8.5m，將導梁進行分組，兩根為一組。導梁要為L形，使用鋼板制作，鋼板厚度為9.5mm。為了能夠更好的滿足對于強度的要求，在制作過程中在中間進行加肋。制作6～7組導梁就可以很好地滿足對于循環使用需要。并且可以一次完成，無限次循環重復使用。使用這種新工法，在實際工程施工中有較大的優勢從技術以及施工成本方面來看，鋼結構導梁這種形式由于其可以無限次循環重復使用的特點，具有特別高的節能減排、環保的功能，非常適用于當前國家對于各個行業環保的要求，應該大力推廣、應用、開發。

4.2 入巖深度判別工法

通過防滲墻入巖達強風化基巖的這種情況完全可以通過廣泛使用的防滲墻成槽施工機械液壓抓斗上壓力表所標示的抓斗抓力大小進行判別。在彎彎川水庫施工過程中，就使用液壓抓斗成槽施工。防滲墻主要穿過一個土層和巖層，土層主要是主壩的壩身段，該壩為均質土壩，壩體為填筑土料；巖層也即壩基，主要成分為泥質粉砂巖和砂卵礫石互層。設計要求防滲墻伸入強風化基巖層不小于1.8m。施工發現，壩體填筑土成槽需要抓斗抓力大小為11～14MPa ，強風化泥質粉砂巖或砂卵礫石需要抓斗抓力大小為22～24MPa。根據該數值判斷防滲墻穿過的是土層還是巖層，并和地勘孔資料中土層（巖層）分布深度對比，結果是完全吻合的。這種新方法不僅能夠滿足施工要求和質量要求，并且反應更加直觀，并且在人力、物力、時間、成本上都會得到較大節約。

結語

當前我國在加固修建防滲墻方面的技術仍然處于發展階段，在施工技術上仍然需要在大量實際工程施工過程中總結、發現和創新，對于鋼結構導梁和入巖深度判別這兩者新工法，滿足當前國際對于環保的重視，并且在實際施工中可以更加省時省力，在保障質量前提下降低經濟成本，提升工程施工效率，應該進行進一步推廣和發掘、創新。

參考文獻：

[1]GB50017—2003鋼結構設計規范[S].

[2]SL174-2014水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規范.