水库塑性混凝土防渗墙的施工技术

常继才

（中国水利水电第十一工程局有限公司，河南 郑州 450001）

目前在很多水利工程中，由于地基或者坝体具有松散及透水等特点，在施工过程中都开始采用塑性混凝土防渗墙，这种防渗方法相对于其他混凝土防渗墙来说，强度、弹性模量都比较低，而且应变能力较好，受到了各施工方的青睐。在塑性混凝土防渗墙施工中，一定要做好设计工作，并控制各个施工要点的施工质量，确保水利工程在既定工期内高效完成。

1 工程概况

某水库坝址以上的控制流域面积一共有57km2，总库容达到了598万m3，其主要功能为防洪，并在此基础上进行农业灌溉。该水库大坝的两端和坝肩之间接触的坡度相对较陡，大坝左端还存在一定的裂缝，下游坝坡存在阴湿及渗水等问题，另外大坝右端还发生了一定程度的塌陷，近几年这些问题明显加重。在此次大坝除险加固施工中主要采用了塑性混凝土防渗墙，坝体左岸的总长度达到了70m，右岸的总长度一共有92m。另外还将防渗墙设置成为槽形孔混凝土防渗墙，墙体厚度大约81cm，槽孔的长度大约9.0m，平均孔深达到了26m。

2 库区塑性混凝土防渗墙的具体设计情况

该工程设计要求墙体混凝土的抗压强度要在2.5MPa，渗透系数不得超出1×10-6cm /s，弹性模量要控制在2000MPa以内，另外塑性防渗墙混凝土的配合比要求如下表1所示，最终将其变形模量规定为1040MPa。除此之外，在工程设计中对相关的施工技术做出了下述规定。

（1）将塑性混凝土的入孔坍落度尽可能的控制在18～22cm之间，将扩散度保持在34～40cm之间，要求坍落度在15cm以上时的持续时间不得低于1h。

（2）施工中混凝土初凝时间要求在6h以上，终凝时间则要控制在24h以内。

（3）要求将混凝土的密度提高到2200 kg/m3以上。

3 库区塑性混凝土防渗墙主要施工要点

3.1 做好施工准备工作

在该水库施工中，导向槽主要是由上、下排钢筋混凝土导墙共同构成的，槽口的宽度要求超出设计规定的塑性混凝土防渗墙厚度大约10～15 cm，而且导墙的高度还应该控制1.5～2.0 m之间，确保泥浆达到规定压力，避免废浆以及废水等出现倒流回槽孔的现象，以便于确定塑性混凝土防渗墙所在位置、墙体深度以及混凝土浇筑高程等。

此外，要做好施工平台的建设工作，其中钻机工作平台主要采用了枕木进行铺设，要求该平台要与防渗墙的轴线相互平行，并在铺设好的轨道上将钻机平台车安装在指定位置；采用人工砌石垫层来完成倒浆平台和排浆沟的施工，利用水泥砂浆完成抹面工作，要求两者之间要形成一定的坡面，将坡比控制在1∶5。确保弃浆能够全部流入到排浆沟中。在塑性混凝土防渗墙的施工现场，为实现自流可以在地势相对较高的地方设置泥浆和供水系统，距离不得过远。

3.2 完成槽孔的划分工作

在该水库塑性混凝土防渗墙施工中，主要分为Ⅰ期槽孔施工和Ⅱ期槽孔施工。在进行槽孔划分时要充分考虑工程施工顺序、施工过程中采用的主要工艺、防渗墙轴线位置上的地质条件、施工采用的具体造孔机械设备、槽孔的实际深度、设计成槽周期以及混凝土的浇筑能力等各方面因素。

在采用较长槽段时，要确保槽孔具有良好的稳定性，减少墙体接头的总数，以便于加快工程的施工进度。在该水库防渗墙施工中将Ⅰ期和Ⅱ期槽长度分别确定为8.0m、8.7m。槽段划分的具体情况如下图1所示。

表1 塑性混凝土配合比 (m3/kg)

图1 槽段划分情况示意图

3.3 造孔施工操作

在该水库塑性混凝土防渗墙造孔施工过程中主要采用了液压抓斗，在油缸压力的作用下利用斗齿以及斗刃等对土体进行切削，然后把产生的土渣全部放置到斗体当中，将其从槽孔中提取出来，进行重复挖掘操作最终完成造孔施工操作。在进行基岩的钻进施工时，需要在斗体重量的作用下对基岩进行反复冲击，将冲击时产生的破碎岩块及时排出，直到深度满足设计规定为止。在造孔操作中并不需要将土体全部击碎，因此可以避免严重的环境污染，提高造孔施工效率。另外，在采用液压抓斗进行造孔的过程中还需要做好孔斜的控制工作，通过采用重锤法对孔斜进行精确测量，一旦出现偏斜等问题时要及时进行纠正，确保造孔垂直度能够满足施工设计要求。该水库塑性混凝土防渗墙造孔孔位的偏差要控制在3cm以内，孔斜率不得超出4%。

3.4 做好护壁泥浆的拌制以及回收施工工作

根据该水库施工过程中的相关施工规范要求进行防渗墙护壁泥浆的拌制作业。在进行膨润土泥浆拌制的过程中可以掺加适量的工业碱，并要求膨润土泥浆的浓度要在4.5%以上，密度不得超出1.1 g/cm3。在本工程基浆的拌制中主要采用了膨润土，在对泥浆进行回收循环使用的基础上有效提高了泥浆性能，可以确保工程施工质量。

另外在进行泥浆搅拌时通过采用高压泥浆泵，提高了拌制效率，新拌制的泥浆在进入到膨化池之后需要经过24h 的水化膨胀之后才可以使用。对于从槽孔当中置换出来的废浆，如果其上部性能仍然满足施工要求则可以将其继续存入到储浆池当中进行使用。施工中产生的废渣要集中堆放在指定地点，避免发生严重的环境污染。

3.5 清孔换浆施工工作

在进行清孔换浆施工作业时，主要采用了气举反循环法，该方法主要是在空压机输出高压风的作用下，进入到排渣管当中利用混合器将液体进行混合，由于排渣管内外之间会形成一定的密度差，可以通过该密度差排出泥浆以及沉渣等。

在造孔验收工作结束之后，通过采用抓取法将一些较大块的岩石全部清理出来，再通过气举反循环法进行清孔，与此同时向槽孔当中补充新的浆液，要求新鲜的浆液和槽孔当中浆液之间的置换量不得少于槽孔方量的三分之一。

3.6 完成混凝土的浇筑施工

在该水库工程施工中，选择了内径大小为220mm的塑性混凝土防浇筑无缝导管，按照槽孔的实际孔深确定了导管的具体长度，要求将导管底部和孔底之间的距离保持在15～25cm之间，并根据设计规定顺序组装导管。要求每个槽段都应该安装三组导管，将导管之间的间隔距离控制在3.0m，并将导管和槽孔两端之间的距离控制在1.4m，确保导管的安装具有较好的牢固性，保证导管连接密封性良好。在塑性混凝土防渗墙施工中还应该做好接头孔处理工作，以此来提高墙体的施工质量。

由于塑性混凝土在早期的强度相对较低，所以需要在完成Ⅰ期槽孔浇筑工作的24h之后才可以在其1号以及9号孔处进行Ⅰ期和Ⅱ期接头孔的施工操作。另外在Ⅱ期槽孔清孔工作完成之前，还应该利用钢丝刷钻头彻底清洗接头孔，清理完成之后才可以开始浇筑混凝土。

在浇筑的过程中主要采用了直升导管法，先在进料漏斗当中加入一定量的水泥砂浆，并储存适量的混凝土，然后在一次进料的过程中一定要挤出隔离球，同时将导管的底部位置全部埋好。要保持混凝土的浇筑操作连续进行，将导管在混凝土中的埋深控制在1～6m 之间。浇筑过程中每隔30分钟需要检测一次混凝土顶面深度，在距离孔口大约10m时，由于沉积泥浆的稠度会不断增大，导致混凝土浇筑的压差逐渐降低，增加了浇筑施工的难度，所以需要在孔口位置安装排污泵，及时将泥浆排除，确保混凝土高度满足施工规定。

4 结 语

塑性混凝土防渗墙具有较低的弹性模量，可以产生较大的应变能力，能够有效降低防渗墙内的应力以及应变等，确保了该水库防渗墙体具有的稳定性，简化了施工操作，并减少了水泥用量，节省了工程施工成本。而且从力学特性上来看，塑性混凝土相比于刚性混凝土具有更多的优点，在实际施工过程中可以取得更大的效益，值得在同类工程施工中进行推广应用。

[1]李清富,张鹏.三门峡槐扒水库塑性混凝土防渗墙工程施工[J].施工技术,2006(10).

[2]康建忠.张峰水库大坝塑性混凝土防渗墙施工及质量控制[J].山西水利科技,2007(02).

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