水利水電建筑中混凝土防滲墻技術研究

蔡亞輝

河南省水利第二工程局集團有限公司 河南 鄭州 464000

引言

混凝土防滲墻在水利水電建筑中的防滲作用突出，但為保障其防水防滲能力，工程企業需立足實際，制定周密的施工計劃，強化監督與管理，全面提高整體的施工水平。

1 水利水電工程中混凝土防滲墻的種類

1.1 樁柱式混凝土防滲墻

樁柱式混凝土防滲墻利用大型、強勁沖擊力鉆頭在墻面上鉆出大直徑孔洞，用套管、泥漿在孔洞內注入混凝土構造防滲墻。樁柱式混凝土防滲墻施工中，一般應以根根連樁的方式，并參考現場的實際情況選擇恰當的連接工藝，以保障防滲墻的結構穩固性[1]。如施工中為土壩類型的項目，樁柱式混凝土防滲墻在墻體連接方面可選擇接頭管法、套接法和連鎖式方式，以保障墻體的防滲能力。

1.2 板樁灌輸式混凝土防滲墻

板樁灌輸式混凝土防滲墻在水利水電工程中也較為常見，以施加震動的方式起到沖擊作用，在該作用力下將準備好的鋼板樁打入地基下面，在板樁邊緣位置采用整體焊接的方式焊上小管，在小管底部設有活門，當鋼板樁打入一定深度后用液壓器等裝置緩慢取出鋼樁，拔樁時通過鋼樁將防滲材料融入焊接于鋼樁上的小管，使防滲材料陸續通入孔洞構造防滲墻。

1.3 槽板式混凝土防滲墻

槽板式混凝土防滲墻由以下方式構成：按有關規定鉆孔，形成孔洞，將配制好的泥漿灌入這些孔洞，用泥漿加固孔洞，使孔洞更為安全與穩固。泥漿灌入一段時間當結構趨于穩定時，在里面添加混凝土材料，構建防滲墻體[2]。槽板式混凝土防滲墻施工中，開孔大小有要求，施工人員在現場應嚴格參考這些要求開洞，如遇到特殊情況，應以實際情況為標準確定槽孔長度。當然，槽板式混凝土防滲墻施工中，連接方式也是需重點關注的部分，其連接方法可選擇搭接或者連鎖兩種。

1.4 泥漿槽混凝土防滲墻

泥漿槽混凝土防滲墻不同于其他類型的防滲墻，這類型防滲墻構造時的難度系數較高，主要是因為需在現場地基上挖槽，在地面挖掘1.5～3m寬的溝槽。防滲墻構造中，需注意溝槽之間的處理，將泥漿灌注于不同的溝槽之間，用泥漿起加固作用，并在相關任務完成后用砂石或者高黏度泥土回填溝槽。

2 水利水電建筑中混凝土防滲墻技術

2.1 混凝土超薄防滲墻施工技術

水利水電建筑中的混凝土防滲墻施工中，混凝土超薄防滲墻技術為應用較廣的技術，應用該項技術時需向導管內灌入配好的泥漿，還要保障泥漿灌入高度低于墻面0.3m左右。整體的施工作業中，所采用的泥漿應用常用的膨潤土、燒堿配制而成，嚴格控制泥漿的黏粒量、塑造指數、含沙量等各項指標，有關施工人員應根據泥漿配制中的各項指標要求，規范配制，保障泥漿性能。為避免在施工作業中出現孔壁坍塌的情況，挖槽時嚴禁孔內泥漿脫離之前灌入的水平線范圍，并密切關注施工情況，及時補充新鮮泥漿，以保障孔壁的穩固性?；炷脸》罎B墻施工中，施工人員也需密切監測孔內泥漿含量、性能指標，如存在相關指標超限的情況，應結合具體情況調整施工方法。防滲墻結構制作環節，一般采用在管內抹油、裹膜的方式，為符合施工標準，防滲墻接頭管應選用直徑330mm、壁厚100mm的焊接管[3]。當整體成槽后，為降低管壁與混凝土之間的摩擦，正式制作之前施工人員需在接頭管管壁上涂抹一層潤滑油，使用工程機械的常用潤滑油就可，并在管內表面上一層塑料薄膜，隨后使接頭管深入特定深度。

2.2 塑性混凝土防滲墻的整體施工技術

塑性混凝土防滲墻施工可構建特殊的防滲墻體，起到加固結構的作用，具體的施工中采用含有大量黏土、膨潤土在內的墻體材料。與其他類型的防滲墻技術相比，塑性混凝土防滲墻的材料彈性模量小，適合水庫、土石壩場地的變形需求，且抗擠壓能力突出，遇到較大的擠壓作用時，墻體形態基本不變。

塑性混凝土防滲墻施工中，要點如下：①提前準備好導向槽、施工平臺，設置導向槽時應嚴格根據防滲墻的總體要求，結合施工經驗確定其寬度、位置，寬度一般比防滲墻寬0.1～0.2m，位置一般在防滲墻墻體之間的中心線位置。②加強防滲透的造孔設計，現場造孔作業必須始終參考施工標準，由專人負責造孔作業的過程監督、細節把關。塑性混凝土防滲墻施工中，造孔為其中的關鍵工序，防滲墻對造孔有嚴苛的標準，當確定好槽孔位置后才能進入施工作業，施工時還需盡可能減少墻體接頭的數量，以增強墻體的安全性。

3 案例分析

3.1 工程概況

以郟縣北汝河橡膠壩工程為例，該工程處于北汝河中游地區，屬Ⅲ等中型水庫，主要由兩座橡膠壩，還包含調節閘、分流島、充排水泵房、上下游河道，其中，膠壩及調節閘、分流島及充排水泵房、岸翼墻等主要建筑物為3級，次要建筑物為4級，壩設5跨，單跨長85m，全長431m，壩袋高3.5m，調節閘共3孔，單孔凈寬6m，三孔一聯全長22.4m。該工程現場的地質水文條件相對復雜，地下水主要為第四系松散巖類孔隙潛水及孔隙承壓水，潛水分布于漫灘、邊灘、中心洲地貌單元的沖洪積砂性土中。含水層為砂礫石、壤土、砂層，砂礫石含水層有較好的連通性，透水性強且賦水性好；承壓水主要分布于階地地貌單元的砂層中，具有微承壓西南股，承壓水頭受河水水位的影響較大。地下水呈季節性變化，一級階地上地下水埋深為3～6m，灘地地下水埋深0.3～1.5m。

本工程項目中，塑性混凝土防滲墻施工極為關鍵，考慮到工程現場的環境、結構施工要求，防滲墻施工標準為：塑性混凝土防滲墻成槽、澆筑合同工程量都為10391m2，將防滲墻布置于橡膠壩軸線上游側，全長743.4m，設計墻厚0.4m，混凝土抗壓強度為2～5MPa，防滲墻體施工作業中施工人員可根據粉土質礫石層高程來調整墻底高程。

3.2 混凝土防滲墻施工要點

3.2.1 施工準備。混凝土防滲墻作為本工程項目中的施工重點和難點，為保障其施工可達到相應的標準，施工人員需在前期做好充分的施工準備，為后續的施工作業創造良好的條件。施工準備主要涉及以下工作：結合現場施工要求處理好供水、供電、道路、供漿、排水等設施的準備，并平整場地；安排專業人員進入現場開展地質復勘，掌握詳細的地質水文等情況，將勘察結果作為防滲墻施工的參考；開展泥漿配比試驗，選擇恰當的泥漿配比；由各部門與崗位開展安全與技術交底。

3.2.2 臨建工程。

3.2.2.1 施工平臺。為保障后續施工作業可高效開展，施工人員應搭建臨時施工平臺，具體來說，就是沿防滲墻軸線修筑施工平臺，軸線內側平臺寬7.5m，外側寬10m，總共寬17.5m，河槽段施工平臺的頂部高程為92.45m，左右岸灘地段施工平臺頂部高程為96.5m?；靥盍线x擇河道中的材料，當防滲墻施工作業結束后應依據有關規定拆除所建平臺。

3.2.2.2 導向槽施工。施工現場平整完并符合要求后，利用全站儀放樣，測放出防滲墻軸線，借助小挖機根據施工方案挖除導向槽，但在挖掘時應注意控制尺寸、力度，避免挖松兩側的土層，小挖機開挖出大樣后人工清理、平整，導墻立面鋼筋主筋3根，平面1根，箍筋間隔為0.5m。

3.2.2.3 泥漿系統。泥漿站布設于防滲墻軸線外側，制漿站由儲漿池、攪拌平臺、膨潤土倉庫構成，其中配備有供水水泵1臺、3PN型泥漿泵2臺、ZJ-400高速泥漿攪拌機1臺，供漿管路選用4寸軟塑料管，將這些管材沿防滲墻施工軸線鋪設到各個施工槽段，在施工中經由這些管材輸送泥漿。

3.3 混凝土防滲墻施工

3.3.1 槽段劃分。混凝土防滲墻施工中，槽段劃分十分重要，本工程中需注意以下方面：在孔壁安全的前提下考慮工程質量要求，依據綜合情況，一期槽孔長7m，二期槽孔長7m。施工作業中如地層存在較為明顯的變化，引起了現場的漏漿問題，需適當在原有基礎上減小槽段長度，選擇采用一抓成槽工藝。槽段劃分如圖1所示。

圖1 槽段劃分示意圖

3.3.2 抓斗成槽施工。成槽過程中利用三抓成槽法，首先開展一期槽施工，后進入二期槽施工作業，成槽深度完全參照設計要求展開，以深入粉質沙粒層0.5m為標準。

3.3.3 泥漿的制備。施工人員在制備泥漿時選用鈉基膨潤土為主材料，黏度、密度與含沙量的控制要求分別為32～50s、＜1.15g/cm3、≤4%，形成符合規定的膨潤土泥漿。配制泥漿時對水也有要求，需選用符合JGJ63規定的拌和用水，并頻繁攪動儲漿池內的泥漿。

3.3.4 槽孔清孔及驗收。槽孔終孔經驗收合格后再由監理單位負責檢驗孔位、孔深與孔形，清孔時采用抓斗撈取法清除槽孔內的淤泥、沉渣，當淤積厚度符合要求后結束清孔作業。本工程項目中，淤積厚度需在0.1m以內。

3.3.5 接頭管的下設。墻段連接方面選擇接頭管法，當一期槽孔清孔任務完成后，在槽孔兩端下設接頭管，下放時借助吊車完成，并做好孔口的固定處理。參考槽內混凝土的初凝情況逐步拔起接頭管，在一期槽孔端頭構造接頭孔，二期槽孔澆筑混凝土時，在接頭孔靠近一期槽孔的側壁構成圓弧形接頭，以保障墻段之間的連接效果。

3.3.6 砼澆筑?；炷翝仓榛炷练罎B墻施工的最終步驟，澆筑環節需注意以下方面：①混凝土運輸中，應保障運輸到孔口的混凝土，和易性要好，本工程項目中用混凝土攪拌車運輸到槽孔口分料倉內，經溜槽送入小料斗最后由導管入倉。②澆筑需在清口驗收通過后進行，采用泥漿下直升導管法，選用直徑為25cm的導管，導管下設嚴格根據施工要求展開，導管間距不超3.5m，一期、二期槽端的導管與接頭管距離在1.0～1.5m之間，導管底口與槽底相距15～25cm。③導管的連接與密封需可靠，每套導管的頂部、底節管以上設置數節長度為0.5～1m的短管，導管底口與槽底相距0.2～0.25m。④澆筑作業之前，在導管中放入恰當直徑的隔離球，將導管中的泥漿推出導管外側，澆筑時控制導管埋入混凝土的深度。

4 結束語

混凝土防滲墻施工對水利水電建筑的防滲防水、結構安全都十分重要，各種規模和類型的水利水電建筑中，施工單位應根據施工要求和現場情況，選擇恰當的混凝土防滲墻類型，并加強施工中的技術與質量管理。