淺析水工建筑塑性混凝土防滲墻施工技術

陳華鋒

廣東省廣州市增城區廣東水電二局股份有限公司 廣東 廣州 510000

引言

由于水利水電工程的特殊環境，大部分的建筑都是在水環境下進行的，所以防滲是整個項目的關鍵。防滲是水利工程中的一個關鍵環節，它的安全運行受到很大的關注。塑性砼防滲墻是一種行之有效的縱向防滲措施，它具有較高的抗滲性能和較好的極限變形能力，可以合理地控制滲流，保證壩體的穩定，從而使水利水電項目的經濟效益得到最大限度的發揮。在塑料混凝土中加入適當的黏土和膨潤土，可提高其抗滲透性。

1 水利水電工程建筑中混凝土防滲墻類型分析

1.1 樁柱式混凝土防滲墻

在水利水電工程施工中，混凝土滲透墻的種類很多，而樁－柱混凝土防滲墻是一種較為普遍的形式，它通過對混凝土的回填法來提高防滲墻的防水能力。在工程實踐中，必須采用專用的鉆機對防滲墻進行鉆孔，并根據工程特點，合理地設計孔眼的深度和數量，然后在防滲墻孔眼內填充一定比例的混凝土，并采用連柱、套接等措施，提高防滲墻的防滲性能。

1.2 槽板式混凝土防滲墻

與樁、柱混凝土防滲墻不同，槽板型混凝土防滲墻是在原有的防滲墻基礎上進行鉆孔，然后將泥漿注入到防滲墻的孔洞中，并采用二次灌漿提高其穩定性，降低雨水下滲對墻體結構的影響[1]。但是要注意鉆孔的尺寸，要把鉆孔的直徑控制在6～8m以內，防止孔洞太大或太小，從而影響到防滲效果。

1.3 泥漿槽混凝土防滲墻

在水利水電工程中，通常采用的是水泥槽混凝土防滲墻，它通過挖槽、灌漿等方法填充混凝土內部的間隙，從而加強其密實度，從而改善其防水性能。在進行泥漿池混凝土防滲墻時，首先要把地上的垃圾和雜物清理干凈，然后再進行開挖，通常挖溝的寬度要在1～2.5m之間，以保證挖溝的尺寸與水泥砂漿的要求一致。在注漿時，應選擇具有良好粘結力的水泥，以加強其密度，以改善其防滲透性。

2 塑性混凝土防滲墻技術特點

2.1 塑性混凝土材料組成

除了粘土和膨潤土外，其他成分均可稱為混凝土，但在用量的比例上存在顯著差異。普通混凝土中的水泥含量約為350kg/m3，而塑性混凝土的用量一般不大于210kg/m3，典型的為100kg/m3～150kg/m3。若將膨潤土、粘土、粉煤灰等均歸為膠凝物質，則其膠凝物質的總量為170kg/m3～400kg/m3，膨潤土與黏土的用量為40%～70%。砂石集料的用量在1000～1700kg/m3左右。膨潤土和黏土的吸水率與水泥的種類也有一定的相關性，其含水率一般為0.8～3.0，多數為1.0～2.0。另外，與常規混凝土相同的是，添加減水劑、緩凝劑、引氣劑等添加劑，對提高塑性砼的性能有重要作用[2]。

2.2 塑性混凝土防滲墻工作機理

膨潤土、黏土等均具有良好的防滲性能，因此，在塑性混凝土中加入膨潤土、黏土，其抗滲性基本不受影響。一般情況下，塑性砼的滲透系數為5×10-6～5×10-9。在塑性混凝土中，水泥經過凝固硬化后，其作為網格骨架，在混凝土中分布均勻，具有阻水性、增強結構的彈性。塑料混凝土的防滲性能主要依賴于材料的性質、用量和分散均勻。膨潤土在抗滲性上比一般黏土好，而鈉基膨潤土比鈣基膨潤土好[3]。在保證塑性砼的稠度前提下，嚴格控制水膠比例是改善混凝土抗滲性的主要措施。

2.3 塑性混凝土防滲墻施工工藝

根據DL/T5199-2004標準，塑性砼防滲墻的施工工藝與傳統的混凝土防滲墻沒有本質的差別，其內容包括：平臺、導墻、排泥、開槽、擋泥、混凝土澆筑等。平臺主要用于人員、設備和車輛，因此平臺必須牢固、平坦、寬度與建筑物的要求一致。一般的平臺包括水泥板和排水管。導向槽的壁具有導向、保護槽和承載能力。一組具有對稱性的引導墻組成了導槽。該方法的中心線與防滲墻中心線一致。導槽的凈寬應大于防滲墻10～20cm，深1.2～1.8m。由于主梁的施工負荷較大，一般都是用鋼筋砼進行澆筑。根據地層特點、開挖深度、壁厚和強度、施工條件和設備特性，選用適當的鉆抓法、銑槽法、水槽法和鋸槽法。通常采用黏土和膨潤土，以防止孔洞崩塌、保持孔壁穩定[4]。在防滲墻工程中，混凝土澆筑是一個重要的過程，通常是用泥漿下直管灌注，通過管道中的混凝土深度比管道外部的泥漿大，從而將管道中的泥漿不斷擠壓和替換，這樣就形成了直升管道。在開澆時，先將木球打入管道，然后將水泥砂漿注入管道，然后注入混凝土。澆注必須持續進行，混凝土的提升速率不能低于每小時2.0m。由于混凝土與泥漿的接觸，會使其品質降低，因此，通常在設計高度上多澆0.5m，以保證其表面質量符合要求。

圖1 某工程塑性混凝土防滲墻施工地層剖面圖

3 防滲墻施工實施階段質量控制

在進行具體的工程建設之前，施工單位必須制定相應的防滲墻施工方案，嚴格按設計要求進行施工，并對施工過程中可能發生的質量問題進行有效的管理，特別是對槽口的施工、墻體的澆注等，只有做好了質量控制，才能確保壩體的穩定。

3.1 槽孔施工質量控制

3.1.1 成槽方法。施工單位嚴格按設計圖紙，采用“純抓法”的方法，將基巖上部的巖體和下部的巖體鉆孔，從而實現了快速開槽的目的。

3.1.2 控制槽孔形質量。

3.1.2.1 孔形質量控制。在實際的工程中，施工單位必須根據單孔中心線的位置來建造凹槽，而凹槽的誤差范圍僅為10～30mm。首先，必須保證井口的壁面是豎直的，并且坡度的偏差不超過0.3%，并且禁止發生傾斜，并且在開孔時，必須保證與相鄰槽段的方向保持一致。其次，采用“重錘法”進行施工時，若發現有坡度，應及時糾正，并重新校核。

3.1.2.2 終孔質量控制。根據施工圖紙的要求，在壩體基巖面上有陡坡的情況下，必須采取梯坎法進行鉆孔，確保每一孔的深度偏差不超過1m。當壩體基巖面上有一個平滑的溝槽時，必須確保鄰近的溝槽的底線位置是水平的。

3.2 做好清孔換漿和接頭孔的清洗

3.2.1 清孔換漿。在通過質量確認檢查后，必須保證鉆孔中的泥漿指標達到澆筑標準，若鉆孔中的泥漿指標達不到要求，則應采用“氣舉法”。首先，要用空壓機把孔底的灰渣等從孔洞中抽出來，然后再用新的灰漿來進行補漿。其次，在單孔清孔完成后，要對各孔洞進行排沙。“氣舉法”因其清孔簡單、使用效果好而被廣泛應用于溝槽的清孔。

3.2.2 接頭孔的清洗。為了確保不會再出現泥沙等雜物，必須用具有一定重量的鉆頭連接件來清潔孔壁。

3.3 塑性墻體混凝土澆筑施工質量控制

在混凝土澆筑時，必須使用直立管道，以保證管道承受壓力。在澆注之前，還要將各管道安裝好，并確保管道的基底與溝槽底部的間距小于250mm，并且在澆注時，必須連續進行，并以2m/h的速度進行澆注，以保證孔洞內的混凝土均勻地升高，并且高度誤差在500mm以內。

4 塑性混凝土防滲墻成墻的質量檢驗管理

在塑性混凝土防滲墻澆筑完畢后，還要對成墻進行質量檢查。首先，要對各井眼的中線位置進行檢驗，確保相鄰井眼的深度偏差小于1m，并對各井眼的孔芯進行機械試驗。其次，在混凝土灌漿孔中進行采樣，每個井眼樣品不少于3個，能夠較好地檢測出裂縫的抗滲性能、抗壓強度等。若有不合格的槽孔，應及時向監理部門報告，直至重新檢查合格。

5 塑性混凝土防滲墻的施工中的注意事項

當塑性混凝土槽中出現損失時，其防滲作用將大為削弱，從而對其施工產生不利影響，甚至有可能帶來安全風險。這個時候，就需要及時檢修，分析原因，選擇合適的處理方法，一般的修復方法有：處理土壤，處理完成后，再用損失的材料填充，保證溝渠的填筑。當出現較為嚴重、復雜的情況時，應在基坑開挖之前增加一道加固工序，常用的加固材料是膨潤土，然后進行基坑開挖。對有質量問題的混凝土，要注意其槽道的質量，防止因施工中出現的質量問題而造成的嚴重后果。這時要做的就是縮小溝槽的長度，加強土層的深度，適當地減少加固后的泥漿高度，防止土層崩塌。另外，在土體上也可以事先用黏土進行加固，以避免土體防滲墻的滲入。在水利水電建設中，必須將施工工藝與實際相結合，這樣才能確保施工的質量。

6 防滲墻技術的改進

為了保證整體結構的承載力，防滲墻的施工必須進行高層次的基礎工作。在這種情況下，建筑材料浪費、建設過度、重復建設是不可避免的。為了達到較好的承載能力，必須增加防滲墻的高度，以確保上部結構的支撐能力。在這一點上，可以在防滲墻的基礎上，增加墻體的厚度，使其與防滲墻結合，這樣就可以降低墻體的高度，減輕施工難度，提高工作效率，同時也能起到防止滲漏和承重的作用。

7 結束語

因此，在水利水電工程中，防滲墻施工是一個非常關鍵的環節，這個階段的施工將會直接影響到工程的正常工作，因此，應引起人們的廣泛關注。塑性混凝土防滲墻不但防滲效果好，而且其極限變形能力較強，在工程中起到了很大的作用。在具體的施工中，應對工程地質情況進行全面的了解，制訂科學的設計方案，對提高防滲墻的穩定起到積極的作用。同時，加強對工程質量的管理，根據現場實際情況，對槽段進行合理的分段，縮短槽段的接縫，提高施工的效率。在施工中出現漏漿、堵漏等問題時，應對出現的問題進行分析，并采取相應的處理措施，以確保施工安全和經濟利益最大化。