水利工程防渗墙施工工艺及质量控制

水利工程防渗墙施工工艺及质量控制

张彩红

广东省河源市和平县张彩红

摘要：在水利施工中混凝土的裂缝是一直需要致力解决的问题。导致裂缝产生的原因有很多。裂缝的出现直接影响着水利工程的适用性和耐久性，它将使混凝土的品质变坏，构建的强度降低，钢筋产生锈蚀，甚至可以导致构建或结构的破坏。以下本文详细论述了水库大坝混凝土防渗墙的设计和施工方案，希望能为今后同类工程提供参考。

关键词：混凝土；水利工程；施工防渗技术；措施混凝土防渗墙是在位于松散透水地基或土石坝坝体中采用泥浆固壁连续凿孔成墙，并在泥浆下浇筑混凝土或者其他防渗材料形成的具有防水、防渗功能的地下连续墙。在水利项目施工中，混凝土防渗墙通常都是在坝面上进行钻孔，地下进行混凝土浇灌，其施工具有一定的隐蔽性，因此保障高质量的施工具有一定的难度，所以在实际施工过程中要从细节入手，拒绝施工任何一个环节出现问题，只有这样才能确保整个工程保质保量定时完成工作。

1工程的基本情况某水库位于某县范围内，担负着周边的地区的防洪、灌溉重任，由于该坝体建筑时间早，建造技术落后，长时间维修不到位等原因，人工夯实的坝体密度性变差，出现老化、分层、渗透等现象，坝体上出现的塌陷变形部位已被淤泥掩埋，造成坝体排水棱体起不到下游阻水效果，浸润线明显抬高。该水库整体情况不好，需要进行大量的施工处理，尤其是混凝土防渗墙的施工。

该水库集雨面面积大约有19km2，总蓄水量有1100万立方米，其属于水力冲填坝，坝体总长225m，最大坝高54m。该水库设计的除险加固措施采用的是塑性混凝土防渗心墙，墙体厚度为0.8m，最大深度为58m，墙体内预设有帷幕灌浆孔，从此处灌浆实现整体防渗心墙的防渗作用。

若要提高该水库的防洪、灌溉等作用，很大程度上取决与混凝土防渗墙的设计。因此施工设计的防渗墙具体参数为：灌注采用42.5＃的普通硅酸盐水泥，骨科采用二级配的塑性混凝土。

2混凝土防渗设计指标与质量要求设计要对槽孔建造、膨润土泥浆、清孔、泥浆下混凝土浇筑、成墙混凝土、墙内孔管等质量提出设计指标，主要指标如下：（1）槽孔建造指标。孔位、孔深、孔斜、槽宽，槽孔间接头套接厚度，基岩岩样与槽孔嵌入基岩深度;（2）膨润土泥浆指标。浓度，密度，粘度，静切力，pH值;（3）清孔指标。孔底淤积厚度，接头孔壁刷洗质量，泥浆密度、粘度、含砂量;（4）泥浆下混凝土浇筑指标。混凝土坍落度、扩散度，导管间距、埋深，混凝土面高差、上升速度;（5）成墙混凝土指标。强度，弹模，渗透系数，允许渗透比降;（6）墙内孔管指标。管位偏差值，管身弯曲度。混凝土防渗墙墙身质量检查应在成墙一个月后进行，内容为墙体的均匀性、可能存在的缺陷、墙段接缝，墙体混凝土强度、弹模、渗透系数、允许渗透比降。

3混凝土防渗墙的具体施工过程为实现该水库混凝土防渗墙施工设计参数，在具体的施工中，必须按照规定的施工工序进行。具体的施工工序如下图1所示，

利用专用设备在饱和泥浆的沟槽中开挖成槽

3.1、专用设备的选取随着社会科技的发展，成槽设备的种类日益增多，目前国内使用较多的有液压式铣槽设备、液压式抓斗型设备冲爪桩孔型设备等，它们各自有各自的特点，其中，液压式抓斗型设备在我国使用范围较广，这主要是由于该设备成槽泥浆使用量少，可以在绝大部分的地址覆盖层中使用。根据该水库的实际情况和混凝土防渗墙的设计参数要求，施工中最大的槽挖深度为58m，所以我们选用挖槽最大深度为60m的SG35A型的液压式抓斗机。

3.2、布置施工平台在具体的施工中，各种设备的行驶、作业都需要一定的空间，这就需要我们在进行施工前做好周密的安排，预留出足大的空间，以免影响后面的施工。在此项工程的施工中，考虑到液压式抓斗机施工、导向槽占地、混凝土浇灌车行驶等情况，我们应预留15m-17m的施工平台，而原水库坝顶仅有6m，所以应将坝顶降落2.5m，以满足施工平台的布置需求，此外，为了不影响孔槽钻挖和混凝土浇灌车的运输，尽可能的避开坝顶预设泥浆池。同时还要合理安排交通道路和工作区。

3.3、导向槽的修筑导向槽就是沿防渗墙的轴线方向的地表上设置临时构建物，实现防渗墙的设置、成槽导向、锁固槽口、保护槽孔上部孔壁、支撑外部荷载等作用，并在混凝土防渗墙的整个施工中具有关键的作用。导向槽的施工参数要求是墙体采用倒L型的断面结构，槽内净高1.8m，槽壁厚20cm，槽面宽1.2cm，厚度为40cm，并为现浇C20砼构筑。另外，这里需要注意的是，在设计顶高时要超出地面一部分，以免地表水流入槽内。

3.4、划分单元，造孔成槽单元划分要依据液压式抓斗机的规格来进行，由于该工程施工采用的是SG35A型的液压式抓斗机，抓斗宽度为3m，所以，将按照三抓成槽为一个单元，由于后期施工中还需进行混凝土浇筑的导管、安装锁管设备、预留帷幕灌浆孔等施工，它们都需要一定的场地，因此，我们可以设定6m一个单元。为提高施工质量和进度，应尽可能的避开成槽施工和混凝土浇筑施工的相互干扰，我们可以采用“二序三抓”的方式进行成槽开挖，进行“1-3-2”的顺序抓土成槽。实际施工中，施工槽成度要有监理依据实地的岩层情况进行，切不可盲目施工。

3.5、槽孔护壁在进行成槽的过程中还需进行关键的槽孔护壁工作。利用泥浆的良好物理特性、流通特性、稳定性等特定进行固壁，可以对槽孔起到固壁、悬浮、携渣、润滑等作用，此外还可以增加成槽后的墙体的防渗功能。由于槽孔使用泥浆较少，可以使用成槽以及槽段混凝土浇筑中回收的泥浆。

4、混凝土防渗墙的施工防渗墙是在坝体内连续造孔成槽，以泥浆固壁，在泥浆下浇筑混凝土而建成的。对于小型工程，一般采用冲击式钻机造孔或两钻一抓法。

这两种方法都先施工一期槽孔（主孔），后二期槽孔（副孔）。后一种方法工效高，目前被水利工程广泛采用。但该法施工平台要求大于18m，施工时难以布置。成墙厚度受开槽机械限制，防渗墙一般较厚。

目前，土坝防渗墙工程施工的另一种方法采用液压开槽机连续槽孔法。液压开槽机是由在同一轨道上行走的开槽机、水下混凝土浇筑机、清槽砂石泵及混凝土搅拌机组成。

液压开槽机沿墙体轴线连续成槽，槽孔完全连续。墙体厚度20cm左右，最大深度可达40m。该法适用于砂壤土、粉土、粘土等地质条件。

防渗墙顶部处理，桩头处理时结合桩顶检查一并进行，在回填前查明有无漏桩，搭接厚度是否满足设计要求等情况，如有应进行补桩处理。防渗墙桩头顶部应予挖除并回填，有条件的采用粘土或粉质粘土回填，也可以用原堤身开挖土回填，但应除掉碎石和杂物，回填密实度不小于0.92。

5防渗墙施工中应注意的问题防渗墙施工过程中，造孔质量是保证防渗墙质量的首要环节。同时，在防渗墙施工过程中，造孔时间占总工期的2/3以上，是制约工期的关键环节。施工中应采取预防偏孔措施，有效地防止或减少偏孔，使孔斜控制在允许范围内。

保证混凝土防渗墙施工质量和速度的关键在于开槽的连续性，浇筑的及时性。并且要把泥浆固壁作为一个重要的施工环节去对待。否则，一旦出现塌孔，将导致施工中断，而断开段的处理相当困难。因此，各工序必须严格按规程进行操作，控制进度和质量。同时加强机械设备的维修养护，保证完好率，确保混凝土防渗墙“连续作业”，达到保证混凝土防渗墙施工质量的目的。

6结束语水利工程大部分是由混凝土预制拼装或现浇而成的，由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题使混凝土产生裂缝，对混凝土裂缝的控制已成为水利工程建设高度重视的问题。

参考文献：[1]李志明.水利工程施工技术探讨[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009，（04）.[2]杨晓红.水利工程施工中应当把握的几个问题[J]科技致富向导，2011，（17）.[3]陈贫元.对水利工程施工技术有关问题的思考[J].中国高新技术企业，2010，（18）.[4]王晨阳，王小格.水利工程施工中的常见技术问题[J].河南科技，2011，（06）.