水庫大壩除險加固混凝土防滲墻施工技術探析

李秋桂

摘要：水庫大壩是重要的水利工程，具有灌溉、供水、發電等多重功能，但是由于長期的自然因素和水文壓力，水庫大壩的安全問題一直備受關注。特別是大壩防滲墻，其質量直接關系到水庫大壩的安全穩定。因此，水庫大壩除險加固混凝土防滲墻施工技術的研究與探索顯得尤為重要。本文將探討水庫大壩除險加固混凝土防滲墻施工技術的關鍵問題，希望能夠為水庫大壩的安全穩定提供更加可靠的技術支持，保障水庫工程的長期運行和效益。

關鍵詞：水庫大壩；除險加固；混凝土防滲墻；施工技術

水資源是人類生存和發展的基本條件之一，而水庫大壩作為水資源調控的重要工程，承擔著儲存水源、防洪抗旱、發電等重要任務。為了提高水庫大壩的安全性，混凝土防滲墻技術被廣泛應用于水庫大壩的除險加固工程中。混凝土防滲墻具有密實、抗滲、耐久等特點，能夠有效防止水庫滲漏問題的發生，保障了水庫大壩的安全運行，然而混凝土防滲墻的施工技術涉及眾多工程學科和專業，其施工過程中需要克服眾多復雜因素，因此，需要深入探討和研究。

1 混凝土防滲墻施工技術概述

水庫大壩的滲漏問題一直是工程界關注的焦點，因為滲漏可能導致地基沉降、壩體破裂、決堤等嚴重事故，因此，除險加固水庫大壩成為一項緊迫的任務，而混凝土防滲墻施工技術作為一種高效的防滲手段應運而生。混凝土防滲墻的基本原理是在水庫大壩的內部構筑一道密實的混凝土屏障，以阻止水分的滲透，該屏障通常是由高強度混凝土制成，其密實性和抗滲性能能夠有效地防止水分滲漏。混凝土防滲墻的施工過程通常包括以下幾個關鍵步驟：（1）工程準備：包括測量、設計、材料采購等前期準備工作。（2）壩體開挖：需要在壩體內部挖掘出一定的空間來容納混凝土墻。（3）混凝土澆筑：將高強度混凝土澆筑到挖掘出的空間中，形成墻體。（4）施工監測：對施工過程進行監測，確保施工質量。（5）維護保養：定期檢查和維護混凝土防滲墻，確保其長期穩定性。

混凝土防滲墻技術已經在全球范圍內得到廣泛應用，不僅用于水庫大壩的滲漏治理，還可以應用于隧道、地下工程、污水處理等領域。綜合來看，混凝土防滲墻施工技術是一項重要的工程實踐，為維護水庫大壩的安全性和穩定性提供了可行的技術手段，其原理簡單而有效，施工過程嚴格，應用廣泛，有利于保障國家水資源管理和工程安全[1]。

2 混凝土防滲墻施工技術的優勢分析

混凝土防滲墻作為一種有效的除險加固手段，在水庫大壩工程中廣泛應用。

2.1 高抗滲性

混凝土防滲墻采用高強度混凝土材料，具有極高的抗滲性能，其致密的結構和低滲透率，可以有效阻止水分的滲透，確保水庫大壩的安全性，該優勢尤其在地下水位較高的區域以及長期暴露于水的環境中表現出色。

2.2 耐久性強

混凝土防滲墻具有長期穩定的性能，能夠承受多年的水壓和水腐蝕而不失效，意味著一旦施工完成，混凝土防滲墻可以長期維持其防滲功能，減少了維修和更換的頻率，節省了維護成本。

2.3 施工靈活性

混凝土防滲墻的施工相對靈活，可以根據具體工程情況進行定制設計和施工，無論是在新建工程中還是在既有水庫大壩的加固工程中，都可以根據需要選擇合適的混凝土防滲墻類型和尺寸，以滿足不同的工程需求[2]。

2.4 生態友好

混凝土防滲墻的材料主要由水泥、砂石和水構成，與周圍環境相對友好，且混凝土防滲墻施工過程中產生的廢棄物較少，減少了對生態環境的不良影響，所以被認為是一種較為環保的工程措施。

2.5 經濟效益

盡管混凝土防滲墻的建設和施工需要一定的投資，但從長期來看，其耐久性和抗滲性能將帶來明顯的經濟效益，減少了維護和修復成本，延長了水庫大壩的使用壽命，同時降低了因滲漏問題而可能導致的災害和經濟損失。

2.6 安全性

通過混凝土防滲墻的施工，水庫大壩的滲漏問題可以得到根本性解決，提高了工程的安全性和穩定性，不僅有助于保障水資源的安全供應，還減少了水庫大壩可能帶來的危險和災害。

3 混凝土防滲墻的常用施工方法

3.1 鉆劈法

鉆劈法的核心是通過鉆機在地下預制一系列孔洞，孔洞在一定深度形成一個孔洞帶，為混凝土漿液的注入提供了通道；鉆機在孔洞內進行旋轉運動，鉆頭不斷進入地下，同時產生的旋轉摩擦力和沖擊力可劈裂巖石，使孔洞擴大；孔洞帶形成后，就可以通過注漿管將混凝土漿液注入其中，填滿孔洞和劈裂的空隙，形成一道堅固的混凝土墻體。鉆劈法適用于巖性較硬的地質條件，能夠有效劈裂堅硬的巖石，形成堅固的混凝土防滲墻，且鉆劈法可以適用于較大深度的施工，因為可以根據需要選擇不同長度的鉆桿。

3.2 抓取法

抓取法是指在混凝土防滲墻施工過程中，采用挖掘機等機械設備，將混凝土墻的主孔和副孔交錯分段開挖，以減少孔壁的支撐工作，該方法主要適用于主孔深度小于抓斗最大開度，副孔深度小于主孔范圍的情況。使用挖掘機挖掘混凝土防滲墻的主孔，挖掘深度應符合設計要求，確保主孔的質量和穩定性，在挖掘過程中要特別注意孔壁的平整度和垂直度，以確保后續的施工質量；在主孔開挖完成后，開始挖掘副孔，副孔的深度應小于主孔范圍，通常為主孔深度的一半或更淺，交錯分段挖掘的方法有助于降低孔壁的支撐難度；在主孔和副孔挖掘完成后，對孔壁進行支護，通常使用防滲墻工程中常見的支護材料，如混凝土支撐框架或其他支撐結構，以防止孔壁坍塌。

3.3 鉆抓法

鉆抓法是一種常用于混凝土防滲墻施工的方法，通過使用沖擊鉆機和抓斗機，可以高效地完成主孔和副孔的挖掘工作，該方法適用于混凝土防滲墻的施工，特別是在需要控制副孔深度的情況下，可以有效確保施工的質量和進度。使用沖擊鉆機對混凝土防滲墻的主孔進行挖掘，沖擊鉆機的選擇應根據工程要求和孔徑尺寸來確定，在挖掘主孔時要確保孔壁的平整度和垂直度，以保證后續的施工質量；主孔挖掘完成后，使用抓斗機挖掘副孔，副孔的深度應受抓斗機最大開度的控制，確保在掘進過程中能夠有效地控制孔的深度，可以減少孔壁的支撐難度。

4 混凝土防滲墻施工技術要點

4.1 導墻施工

在進行導墻施工之前，需要進行充分的準備工作，在確定施工方案之前必須進行詳盡的地質勘測，了解地質情況，確定施工的深度和范圍，根據勘測結果，進行設計分析，確定防滲墻的尺寸、材料和施工方法；在導墻施工前，需要進行詳細的導墻設計和計算，包括確定導墻的高度、寬度、坡度等參數，以及計算所需的混凝土量和鋼筋數量，設計和計算應符合相關的工程規范和標準，以確保導墻的穩定性和抗滲性，確定混凝土防滲墻的位置、長度、高度和深度等關鍵參數，繪制詳細的工程圖紙；在進行導墻施工前，必須對基礎進行充分的準備工作，包括清理基礎表面，確保基礎平整并達到所需的強度要求，任何基礎上的松散物質都應該清除，以確保混凝土的黏結性能；導墻的主要功能之一是防止水滲透，因此，在導墻施工中，需要特別關注防滲措施，包括在混凝土中添加適量的防滲劑，以提高混凝土的抗滲性能，還可以考慮在導墻內部設置防滲層，如防水膜或防滲涂層，以增強導墻的防滲性能。導墻的坡度和形狀對其穩定性和排水性能至關重要，通常導墻的坡度應根據具體工程要求進行設計，以確保排水暢通，防止積水，且導墻的頂部應平整，以便后續工程施工和維護；鋼筋是導墻的重要構件，用于增強其抗拉強度，在導墻施工中，必須按照設計要求正確布置和固定鋼筋[3]。

4.2 成槽施工

在施工現場，需要進行槽位的測量和標志，測量應準確無誤，以確保槽位的位置和尺寸符合設計要求；成槽的第一步是土方開挖，必須確保土方開挖的深度和寬度符合設計要求，土方開挖應遵循安全操作規程，以防止坡壁坍塌等意外事件；在水庫大壩附近，地下水位可能較高，在成槽施工前必須采取適當的措施來處理地下水，以確保槽底保持干燥，防止滲水對施工的干擾。槽底的處理非常重要，必須平整、堅實，并達到所需的坡度。槽底的坡度應確保排水暢通，防止水在槽內滯留；在槽底處理完成后，需要澆筑基礎混凝土，澆筑過程中應采取振搗措施，確保混凝土的均勻分布和充實，同時應檢查混凝土的質量，確保其符合設計要求；槽壁的模板搭設是成槽施工的關鍵步驟，模板必須嚴格按照設計要求搭設，確保槽壁的尺寸和形狀準確無誤；在模板搭設完成后，需要進行鋼筋的布置和綁扎，鋼筋的布置必須符合設計要求，綁扎應牢固可靠，確保鋼筋不會移位或變形；混凝土充分凝固后，可以進行模板的拆除，模板拆除應小心進行，以防損壞槽壁的表面。拆模后，還應檢查槽壁的表面質量，并進行修補或拋光，以確保表面光滑和均勻[4]。

4.3 泥漿制備

泥漿制備的主要原材料包括水、水泥、粉煤灰、膨脹劑、黏土等，原材料必須具備合適的質量標準，并經過檢測和篩選，以確保泥漿的質量；泥漿制備所需的設備包括攪拌機、攪拌桶、計量設備等，設備必須經過檢查和維護，以確保其正常運行；在制備泥漿之前，必須設計合適的攪拌工藝，包括原材料的投放順序、攪拌時間、攪拌速度等參數，參數應根據泥漿的配方和工程要求進行合理設計。水泥和粉煤灰的比例決定了泥漿的強度和抗滲性能，根據工程要求確定合適的水泥與粉煤灰的比例，并確保其在泥漿中均勻分布；膨脹劑的添加可以改善泥漿的流動性和黏度，使其更容易施工，膨脹劑的種類和用量必須根據具體工程要求確定；黏土的摻入可以增加泥漿的黏度，提高其填充性能，必須確定合適的黏土摻入比例，并確保其均勻分散在泥漿中；水質和水溫對泥漿的質量和性能有重要影響，需要選擇適宜的水質，并控制水溫在合適的范圍內，以確保泥漿的穩定性。按照預定的配方和攪拌工藝，逐步投放水泥、粉煤灰、膨脹劑、黏土等原材料到攪拌桶中，在攪拌桶中啟動攪拌機，按照設計參數進行攪拌，攪拌的時間和速度必須嚴格控制，以確保泥漿的均勻性和穩定性；在攪拌過程中，必須進行泥漿質量的監測，包括測量泥漿的密度、黏度、流動性等參數，以確保泥漿符合設計要求。根據施工現場的距離和泥漿的用量，選擇合適的運輸方式，如卡車、泵送等，以確保泥漿能夠準時投放到施工現場。

4.4 混凝土澆筑施工

在施工前，應進行混凝土的試驗，包括坍落度、抗壓強度、密度等，試驗結果用于驗證混凝土的質量和性能，并清理施工區域，確保沒有障礙物、雜物和污物，以保持施工環境的整潔和安全；在混凝土澆筑過程中，必須設置膨脹縫，以防止混凝土龜裂和變形。膨脹縫的位置和間距應符合設計要求。在開始澆筑前，要確保模板表面充分濕潤，以防止吸水和黏附問題，混凝土澆筑應從低處到高處進行，以確保混凝土均勻分布和充實。在澆筑過程中，要避免產生冷縫或空隙；在混凝土澆筑后，必須進行振搗作業，以排除混凝土中的氣泡并提高密實度。振搗設備的選用和操作要符合相關規定；混凝土澆筑完成后，必須對表面進行適當的處理，以確保表面的光滑和一致，涉及拋光、刷涂劑、噴水等處理方法；混凝土澆筑時，應維持全槽內混凝土面均勻上升，并控制各段高差在50 cm；混凝土需進行連續澆筑，槽孔內混凝土面的上升速度需大于2 m/h，且需連續上升到設計頂高程[5]。此外，混凝土澆筑過程中，若發生導管拔脫、堵塞或漏漿時，應將導管全部拔出，沖洗干凈后再次下設，待導管內的泥漿抽凈后繼續澆筑。

4.5 清孔

清孔工作涉及潛在的危險，必須采取適當的安全措施，包括為工人提供個人防護裝備，確保工作區域的安全，以及制定清孔作業的安全計劃。根據清孔的深度和巖土情況，選擇適當類型的清孔設備，常用的設備包括旋挖鉆機、液壓鉆機、鉆探機等，選擇應根據工程要求和實際情況進行；清孔設備必須經過調試，確保其運行穩定，包括檢查設備的電氣系統、液壓系統、機械部件等，以排除潛在故障。清孔可以采用旋挖、沖擊、液壓等不同方式，根據巖土情況和清孔深度選擇合適的鉆孔方式；在清孔施工中，必須控制鉆孔的參數，包括鉆頭轉速、進給速度、沖擊力等，參數應根據巖土類型和清孔深度進行調整，以確保高效的清孔作業；在清孔施工過程中，需要監測鉆孔的進度，及時記錄鉆孔深度和位置，以確保清孔的準確性和一致性。

5 結語

綜上所述，混凝土防滲墻施工技術在水庫大壩除險加固中具有諸多優勢，包括高抗滲性、耐久性強、施工靈活性、生態友好、經濟效益和安全性提高等方面，使其成為解決水庫大壩滲漏問題的有效手段，為水利工程的安全性和穩定性提供了有力保障。

參考文獻

[1] 關富娟.水庫大壩除險加固混凝土防滲墻施工技術[J].甘肅水利水電技術，2022，58（6）：54-57.

[2] 梁鳳凱，王廣才.塑性混凝土防滲墻在石頭莊水閘工程上的有限元分析[J].吉林水利，2023（9）：50-53.

[3] 王大勇，教婷婷.文得根水利樞紐混凝土防滲墻骨料堿活性抑制措施[J].黑龍江水利科技，2023，51（8）：114-115，183.

[4] 盧強，蔣偉勤.水庫大壩混凝土防滲墻施工技術探討[J].紅水河，2023，42（4）：30-34+38.

[5] 甄雷.水庫工程中塑性混凝土防滲墻施工技術[J].價值工程，2023，42（23）：150-152.