水利水电工程中塑性混凝土防渗墙施工工艺及应用

水利水电工程中塑性混凝土防渗墙施工工艺及应用

陈彭1易永平2

1、湖北楚曜水利水电工程有限公司  湖北省宜昌市  443005

2、宜昌市科信水电工程质量检测有限公司湖北省宜昌市443005

摘要：塑性混凝土具有性能优良、地基协调变形能力强等优点，在其小型水利工程防渗墙建设中的应用日趋广泛。水利水电工程中混凝土防渗墙有严格的规范的施工工艺，防渗墙的设计和施工要按照规范和标准进行，保证防渗墙和整个工程的质量和施工进度。此外，塑性混凝土施工工艺简单、成本低等优点，现今已被广泛应用于水利工程领域。结合现有工程，在达到施工预期要求的弹性模量时，塑性混凝土的强度水平普遍偏低，并对防渗墙工程质量造成较大的影响。鉴于此，通过科学合理的设计试验，文章深入探讨了水工塑性防渗混凝土强度的影响因素，具有一定的实践价值和理论研究意义。

关键词：水利水电工程；塑性混凝土；防渗墙；施工工艺；应用

中图分类号：   TV697       文献标识码：A

1 水利水电工程建筑中混凝土防渗墙的种类

1.1桩柱式防渗墙

水利水电工程中的桩柱式混凝土防渗墙需要在墙面上进行钻孔和填充，钻孔时通常会使用冲击力度强和型号较大的钻头，使钻头直接钻入墙面并在墙面中留下直径较大的孔洞，在钻孔工作完成后需要填充墙面的孔洞，使用套管和泥浆将水泥混凝土填充到孔洞中。桩柱式防渗墙在施工中需要根据桩柱排布的情况将桩柱连接起来。水库工程是一种土坝类型的项目，在施工中对截流墙、防渗墙、嵌固墙进行了细致的设计，在水库工程对防渗墙的施工中，可以使用套接、接头管法和连锁式的桩柱式混凝土防渗墙技术，对水库的防渗墙进行钻孔、填充后连接防护墙中的桩孔，在保证防渗墙连接科学性、紧密性的同时还提高了水库的防渗性能，以此保证水库防渗墙的防水效果[1]。

1.2板桩灌输式防渗墙

板桩灌输式混凝土防渗墙的主要原理是通过震动形成冲击，将钢板桩固定到地基下面。具体来说，就是在板桩的边界处进行整体焊接，需要使用底部装有活门的小管，将小管焊接到板桩边缘，在钢板桩到达规定的深度后可以利用液压器或者其他设备进行拔桩。拔桩过程需要将防渗材料倒入小管，防渗材料可以通过板桩上焊接的小管流入孔洞里，形成完整的防渗墙，这一施工工艺在板桩灌输式混凝土防渗墙施工工艺中比较常见。

1.3槽板式防渗墙

槽板式混凝土防渗墙的施工建造原理是将泥浆倒入孔洞中，可以起到加固和稳定结构的作用，间接提高了防渗墙的耐用性。泥浆在灌入孔洞并稳定后可以将水泥混凝土材料继续加到里面，形成牢固和耐用的防渗墙。在槽板式混凝土防渗墙施工中需要注意孔洞的大小，孔洞的大小通常为 5~9 cm，但也要根据实际情况来调整槽孔的开洞距离和最终的长度。槽板式混凝土防渗墙的连接方法和桩柱式混凝土防渗墙相类似，均可使用连锁或搭接的方法。

泥浆槽防渗墙（我公司在伍家岗区小（一）型水库除险加固工程中的防渗墙）

泥浆槽混凝土防渗墙的建造方法与上述几种防渗墙的施工工艺有很大不同，泥浆槽防渗墙必须要在地基上才能开始挖槽，槽的宽度在 1.5~3 m 之间，建造施工时应当对沟槽之间的位置进行加固，通常会使用泥浆灌注的方法来加固防渗墙。在泥浆槽防渗墙的施工中还需要对挖掘出来的沟槽做好回填处理，可以使用砂石或带有黏性的泥土等组成的综合材料对沟槽进行回填，以此来增强防渗墙的稳固性和防渗性。

2 项目施工中混凝土防渗墙技术的运用

2.1塑性混凝土防渗墙施工技术应用

塑性混凝土防渗墙施工技术也是比较常用的防渗墙施工技术，塑性混凝土防渗墙施工技术的特点在于墙体材料的不同，这种新型的墙体材料内部包含了非常多的膨润土和黏土，使用这种墙体材料可以有效弥补以往防渗墙墙体材料的不足。新型防渗墙墙体材料具有较低的弹性，对水利水电工程项目有很大的帮助，能够适应水库和土石坝等工程对于场地变形的要求。新型墙体材料还有很强的抗挤压性能，即使在很强的挤压下也能维持原本的形态。塑性混凝土防渗墙施工技术主要包括两方面内容：①提前准备好导向槽和施工平台。导向槽的宽度和深度要根据防渗墙来决定，导向槽的宽度通常比防渗墙宽 10~20 cm，导向槽的深度一般在防渗墙墙体之间的中心线位置，导向槽都是沿着防渗墙墙体中心线分布的。对导向槽宽度和深度进行严格把控是为了在钻孔和浇筑的过程中为其提供准确的导向，还能够将对上部的孔壁进行支撑，避免发生坍塌事故；②重视防渗透施工中的造孔设计，造孔设计应严格按照相关的规定进行，并且在施工中要对造孔作业进行监管。造孔在塑性混凝土防渗墙施工技术中是非常重要的一个环节，防渗墙施工对造孔有非常高的要求，要在确定好槽孔位置后才能进行施工，施工时要尽可能减少墙体之间的接头，保证防渗墙施工的高效和安全。

2.2施工质量控制措施

（1）导墙施工质量。为控制导墙的宽度、轴线、垂直度，施工人员采用卷尺、经纬仪开展了针对性检查，严格控制了防渗墙与导墙内墙面的纵轴线平行度、内外导墙间距，具体误差均控制在+10 mm 内，同时导墙内墙、顶面平整度分别控制为 3 mm、5 mm，内墙面垂直度控制为 5之内。（2）泥浆质量。控制对象包括泥皮厚度、失水量、黏度、比重、pH 值等指标。对于新制备的泥浆，每次测定以 100 m3用量为间隔，放置超过 1h的泥浆重新进行测定。对于槽段内的泥浆，在挖槽成孔结束前、挖槽至一半时、挖槽成孔前均进行 1 次检测。对于混凝土置换出的泥浆，完成 3/4 的混凝土浇筑后，每次测定以上升 （不大于）3 m 为间隔。（3）成槽施工质量。控制对象包括沉渣厚度、槽段宽度、槽段厚度、成槽垂直度，施工过程中对地下连续墙的垂直度、顶标高、轴线位置进行了严格控制，基于水准仪将标高控制在 0.0～100 mm，基于垂直度测试仪和经纬仪经垂直度控制为 3/1000。测试为每幅 1 点，必要时增加为 3 点。（4）混凝土浇注质量。基于混凝土坍落度、墙顶标高、上升速度、混凝土初灌量、初凝时间等进行浇筑质量控制，如坍落度的标准控制值为 20±2 cm，初凝时间控制为 6～8 h。

2.3检测结果及防渗效果

（1）开展针对性的混凝土试块检测。基于 85 组抗压试件（每个槽段取 1 组成型试件）开展 28 d 龄期抗压强度试验，可得到抗压强度的最大值、最小值、平均抗压强度分别为 3.6 MPa、1.4 MPa、2.2 MPa，标准差、离差系数分别为 0.542 MPa、0.251，满足设计要求（1～5 MPa）。（2）开展钻芯取样检测，对塑性混凝土防渗墙的 3 个部位进行检测，可得到 1.7 MPa、1.6 MPa、1.7 MPa 的芯样抗压强度检测结果，设计要求得以满足，观察芯样可以发现其胶结良好、骨料分布均匀。（3）开展注水试验，试验对象为留置的钻芯孔，可以得到5.6×10-8cm/s、5.0×10-8cm/s、6.5×10-8cm/s 的渗透系数，小于设计值。

结束语

  水利水电工程建筑中混凝土防渗墙施工技术的应用需关注多方面因素影响，涉及导墙施工、槽段划分、泥浆配制、槽段开挖、墙体混凝土浇筑、槽段连接等内容，直观展示了技术应用路径。塑性混凝土强度受膨润土掺入的影响较大，膨润土的增加大大降低了混凝土强度，且膨润土掺量越高其强度下降越明显。所以，在达到塑性变形要求的条件下，实际工程应用时应适当降低膨润土的掺量，从而确保强度满足要求。不断提高工程施工的技术水平，优化混凝土防渗墙的施工工艺，让混凝土防渗墙的施工技术为水利水电工程高效、高质完成提供保证。

参考文献

[1]穆清君，程书凯，刘书程，孙晓伟，田晓川.超深防渗墙塑性混凝土制备及应用技术研究[J].中国港湾建设，2020,40(11):52-55+78.

[2]龚林.分析水利水电工程技术建筑中混凝土防渗墙施工技术[J].砖瓦，2020(09):186-187.

[3]冯杰.塑性混凝土防渗墙在水利水电工程中的应用研究[J].科技经济导刊，2020,28(22):49.

[4]叶丙多.塑性混凝土防渗墙施工中护壁泥浆性能研究[J].农业科技与信息，2020(02):98-100.