塑性混凝土防渗墙在南水北调工程中的应用与探讨

娄军委 李丽丽 梁春杰

摘要：塑性混凝土防渗墙是一种有效的处理坝体渗漏的防渗技术，在水利工程施工中多被采用，该工艺施工方便，应用广泛。本文结合南水北调焦作1段3标工程中塑性混凝土防渗墙的施工应用，着重介绍塑性混凝土防渗墙的施工工艺，及各项技术控制要点和异常情况的处理等。

关键词：塑性混凝土防渗墙；槽段；施工及质量控制

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

南水北调中线焦作1段3标位于焦作市境内，渠段长度3.4km。渠道采用梯形断面，设计渠底宽21m，渠道内边坡1：2，渠道外坡1：2、二级坡1：2.5，渠道纵比降为1/29000。本标段防渗加固工程采用塑性混凝土防渗墙，墙顶高程=设计堤顶高程-0.5m，左右岸防渗墙均布置在渠堤堤顶中心，设计墙厚0.4m。本段设计防渗墙总长5574.4m，设计墙深12.35~14.93m不等，总截渗面积7.65万m2。

1、施工工艺及技术控制要点

结合工程实际情况，塑性混凝土防渗墙采用液压薄壁抓斗成槽方案，分I、II序槽段进行施工，混凝土防渗墙接头采用“接头管法”。

1.1 混凝土导墙施工

根据防渗墙施工工艺要求，为了给开挖机具提供导向、保护槽口、承重等，墙体施工前必须在渠顶修建导墙，导墙沿渠堤防渗墙轴线布置，槽口宽0.50m，导墙深1.5m，导墙做成“┓┏”形现浇钢筋混凝土结构，内侧净宽度50cm。导墙总长为5574.4m（左右侧），单侧导墙设计宽度为1.5m，厚为45cm，深度为1.5m，采用C20混凝土，墙内设置φ14@20×20cm钢筋网。

1.2 造孔与成槽

本工程槽段长度定为7.5m，三抓成槽，施工过程中根据地质情况进行调整。槽孔建造质量应按下列要求控制：

（1）槽壁应平整垂直，不应有梅花孔。要求孔位中心允许侧向偏差不大于3cm。孔斜率不大于0.6%，对于I、II序槽孔接头两次孔位中心任一深度的偏差值不大于施工图纸规定墙厚的1/3，即13.33cm，并采取措施保证设计厚度，槽孔深度不小于设计孔深。

（2）终孔验收合格后，进行清孔。清孔采用抓斗进行清理，先用抓斗自槽底部采用定位法抓取槽底淤积物及沉淀物。清孔换浆结束后1h进行检查，结束标准为：泥浆比重< 1.15g/ cm3 ，粘度32~50s ，泥浆含砂量≤6 %，孔底淤积厚度小于10 cm。

1.3槽段接头

防渗墙接头要求保持一定的整体性，抗渗性。本工程主要采用“接头管法”施工。“接头管法”是目前防渗墙施工接头处理的先进工艺，采用接头管法施工的接头孔孔形质量较好、圆弧规范、孔壁光滑、易于刷洗，可以确保接缝施工质量。接头部位经监理工程师验收合格后才允许进行II序孔的清孔及灌注施工。

为保证槽段之间连接质量，要对接头部位进行清理，本工程采用接头刷清除已浇墙段砼接头处的凝胶物，确保洗刷后均无泥皮。采用75t履带吊车吊住刷壁器对槽段接头进行上下刷动，以清除接头杂物，若是少量较硬的附着物，则由自制的专用铲刀清除。

1.4墙体灌注

墙体混凝土浇筑采用直升导管法灌注。在灌注过程中注意以下事项：

（1）安装导管时，导管底部出口与孔底板距离应控制在15~25cm，如实测孔底高差大于25cm，则将导管中心放在该导管控制范围内的最低处。

（2）槽孔混凝土灌注严格遵循先深后浅的顺序，从最深的导管开始，由深到浅依次开浇，直至全槽混凝土面基本浇平以后再全槽均衡上升。

（3）在灌注过程中，保持导管埋入混凝土的深度不小于1m、也不超过6m。槽孔内混凝土面上升速度大于2m/ h，并连续上升到设计高程以上0.5m。灌注过程中作好混凝土面上升的记录，防止堵塞、埋管、导管漏浆和泥浆掺混等事故的发生。

2、施工过程中特殊情况处理

2.1 失浆处理

出现失浆现象时，根据施工实际情况，在固壁泥浆性能指标基本满足要求的前提下，适当调整泥浆配比，或向槽孔内投入膨润土、烧碱、CMC等材料以增加泥浆的稠度和黏度，并适当放缓挖槽速度，待固壁泥浆漏失量正常后再恢复下沉抓槽。

如果采取以上方法仍然不能有效控制失浆现象，则采用预灌浓浆法，施工方法如下：用粘土对失浆地层的槽孔进行回填，用工程钻机和跟管钻进技术钻超前灌浆孔。预灌浓浆孔的深度要超过漏失层。钻孔至要求深度后起出钻杆、套管留在孔内。从套管内注入浓浆，在分段起拔时持续灌注水泥膨润土浆液，其配比可采用水泥：土=1：3，水固比为 1:1～0.7:1，如果吸浆量较大，可间歇灌浆、限流和灌注砂浆等措施；每段浓浆从孔口灌注至浆面不再下沉即可起拔下段。

2.2 塌孔处理

当出现塌孔时，首先尽快补充大比重泥浆，以稳定孔壁，向孔内加入粘土、锯末、水泥等，确保孔壁稳定和槽孔安全；如孔口塌孔，采取布置插筋、拉筋和架设钢木梁等措施，保证槽口的稳定；实在不行时，用粘土回填槽孔，15天后重新进行抓槽作业。

2.3 槽孔斜处理

成槽机施工中做到勤测、勤量，及时掌握孔形情况，如发现偏斜，可在斗头上加焊一圈钢筋，扩大斗头直径，扩孔改变孔斜；或在孔斜的相反方向加焊耐磨块进行修孔。

2.4 混凝土浇筑堵管的处理

一旦发生堵管，可利用吊车上下反复提升导管进行抖动，疏通导管，如果无效，可在导管埋深允许的高度下提升导管，利用混凝土的压力差，降低混凝土的流出阻力，达到疏通导管的目的。当各种方法无效时，可考虑重新下设另一套导管，新下设的导管底中要完全插入混凝土面以下，然后用小抽筒将导管内的泥浆抽吸干净，再继续进行混凝土的浇筑。

3、结语

经过几十年的发展，塑性混凝土防渗墙技术已经相当成熟，通过南水北调焦作1段3标施工情况来看，塑性混凝土防渗墙主要具有以下优点，以后在防渗工程中的应用也会更加的广泛。

（1）施工时振动小，噪音低，非常适于在城市施工。

（2）防渗性能好，由于墙体接头形式和施工方法的改进，使塑性混凝土防渗墙几乎不透水。

（3）可以贴近施工。使我们可以紧贴原有建筑物建造塑性混凝土防渗墙。

（4）适用于多种地基条件。塑性混凝土防渗墙对地基的适用范围很广，从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层，各种软岩和硬岩等所有的地基都可以建造塑性混凝土防渗墙。

（5）用塑性混凝土防渗墙作为水工建筑物的垂直防渗结构，是非常安全和经济的。

（6）占地少，可以充分利用空间。

（7）工效高、工期短、质量可靠、经济效益高。