水库大坝截渗墙施工技术探析

汪升华

摘要：水库大坝施工中，混凝土防渗墙作为最重要的隐蔽工程，其质量的优劣将直接关系到水库大坝的安危，因此，对于混凝土防渗墙的施工过程中的施工技术以及质量控制至关重要。本文以某水库大坝为例探讨了防渗墙的施工技术要点。

关键词：水库大坝;防渗墙;导墙

一、工程概况

某水庫是一座以灌溉为主，结合防洪、发电和供水等综合利用的中型水利工程。水库控制集雨面积103.5km2，水库设计洪水位（P=1%）为104.48m，相应库容为5826×104m3，校核洪水位（P=0.1%）为105.49m，相应库容为6216×104m3。水库工程为中型水库，工程等别为Ⅲ等，其主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。基础防渗采用上游围堰悬挂式混凝土防渗墙+水平粘土铺盖+坝基悬挂式混凝土防渗墙下接四排帷幕灌浆形式，坝基防渗墙厚1.0m，最大墙深超过150m。混凝土防渗墙布高在粘土心墙中心线下，左起桩号0+085.5，右止0+510.83。轴线全长425.33m。左岸0+085.5～0+105.5段和右岸台地段（桩号0+246.97～0+510.83段为全封闭式的防渗墙。主河床段（桩号0+105.5～0+246.97，轴线长141.47m）拟采用以下防渗形式：墙深110m，墙下接两排帷幕灌浆，防渗墙底高程为1200m。混凝土防渗墙墙厚1m，墙体材料C35F100W12，大坝基础防渗墙设计工程量为30000m2。

二、防渗墙技术及施工程序

混凝土防渗墙是在松散透水地基中连续造孔，以泥浆固壁，往孔内灌注混凝土而建成的墙形防渗建筑物。它是对闸坝等水工建筑物在松散透水地基中进行垂直防渗处理的主要措施之一，相对于粘土截水槽、高压喷射灌浆、上游水平铺盖和帷幕灌浆等防渗方案，混凝土防渗墙是最稳妥可靠的措施。

进行防渗墙的施工时，首先要把防渗墙划分成若干个槽段进行施工，可以分设不同槽段长度，具体根据工程实际情况进行设置。具体施工时每段槽段冲孔成槽后才进行第二段槽段施工。采用液压抓斗机完成主孔成槽。防渗墙施工工序为：测量放样→导墙建造→抓孔成槽→清底→灌注混凝土。

三、防渗墙施工技术要点

（一）施工平台及导向槽

主河床段施工平台高程1310m，高出原河床4m，平台长226m，桩号为0+085.5～0+311.83，防渗墙轴线上游侧宽17m，轴线下游侧宽15m。由于防渗墙孔深超过130米，地层结构又较为松散，对孔口及施工平台的保护尤为重要，根据地质条件的不同分别采用了水泥+碾压和预灌浓浆两种方案。主河床右端（桩号：0+086―0+124）上部地层主要由砂砾石层和淤泥质砂层组成，地层较密实、回填层较薄，采用水泥+碾压方法。主河槽及左岸导墙下为厚8～15m回填层和松散漂砾石层，受水下回填制约，水泥+碾压处理困难，其下漂砾石层也较松散，进行预灌浓浆处理。

施工平台及导墙采用钢筋混凝土形式，导墙采用“L”型断面，开挖后立模浇筑。导墙深200cm，底边宽180cm，墙厚60cm，配Φ22螺纹钢筋。考虑到本次试验防渗墙深度超过130m，接头孔采用拔管法施工，导墙必须能承受超过400T拔管压力，施工平台及导墙均采用了超常规加固处理，采用了C35钢筋混凝土，底板厚度达50cm，施工中承受住了113.03m国内目前最大拔管深度和相应压力。

（二）钻孔成槽

根据不同工程设置防渗墙槽段长度（假设为6m），槽孔内有7个或9个单孔，其中主孔为直径0.6m的圆形孔，副孔宽度为1.05-1.20m 施工中还可根据造孔讲度、孔壁稳定等情况对槽段划分作适当调整。成槽采用CZ-22A冲击钻机，十字钻头冲击钻进，钻。先钻主孔，主孔终孔后，对副孔采用十字钻头劈打法施工。对于坝土、砂卵砾石层、基岩部分均采用冲击十字钻头钻孔。

当主孔孔深钻到接近地质剖面预测的位置威手挟钢绳感觉地层变侧时，即开始取样，此时可每隔0.5-1.0m取一次样，当样品中基岩含量为20%-40%时，可初步确定为基岩面，往下钻进每20cm取一次样，按顺序、深度、位置进行编号。岩样应一次比一次新鲜，最后一次岩样中弱风化基岩成分不少于90%，便可以终孔。副孔可参照主孔深度和基岩面鉴定来确定孔涤。

槽孔钻掘完成后，须在混凝土浇筑前清理干净钻渣。清孔采用掏换方法或泵吸法，即用抽筒从孔底提取废浆，新浆从槽口补人槽内，先浅后深，反复多次，直至槽内浆液、沉淀厚度合格为止。二期槽接头孔在清孔换浆结束前，用专用的刷子钻具刷洗、清除混凝土接头孔孔壁上的泥皮刷子钻头直径略大于造孔钻头直径，以刷子钻头基本上不带泥屑，孔底淤积不再增加为合格标准，而后进行下一道工序施工。

（三）护壁泥浆制备

在大坝右坝肩处，建造一个粘土制浆站，长20m，宽10m。制浆站主要由制浆平台、制浆池、供浆池组成。制浆平台安设1台ZJ-400型高速搅拌机，制浆能力为175m，制浆池、供浆池容积均为75.0m，，池深1.6m。在坝肩公路旁分布有粘土贮存库，面积约200m2，贮存库可存放（80―100）t制浆材料，以满足施工高峰期需要。粘土贮存库和搅拌机建在同一个高程处，以利于制浆，在临近防渗墙轴线下游侧坝肩修建沉淀池。施工产生的废浆、废水，采用自流方式直接流入沉淀池内。沉淀池内的沉碴，定期用反铲挖掘机和拉碴车清理。

（四）槽形验收

检验指标为槽宽、槽深、垂直度。槽宽、垂直度的检验可采用仪器测量法或探笼法，要求槽孔斜率不得大于0.4%，接头套节孔的两次孔位中心在任一深度的偏差值不得大于设计墙厚的1/3。槽深的检验采用用测绳进行量测，同时还要由有经验的技术人员根据抽取的岩样与地质勘察资料对比，确定是否已深入至弱风化岩层面0.3m或深入强风化层0.8m以上。并会同工程有关各方进行研究确定。

以上槽宽、槽深、垂直度均符合要求，且轴线偏差不超标（孔位偏差不大于3cm），方可进行下一道工序施工。

（五）槽段混凝土灌注

清孔换浆结束后，下设混凝土灌注导管，导管内径为200mm。一期槽段长度为7.5m，下设三套导管，两侧导管距槽端1～1.5m;二期槽段由于套抓接头，槽段长度为8.2m，下设三套导管，两侧导管距孔端1.0m;同时，槽段内导管间距不大于3.5m。导管底部距槽孔底板不大于25cm，当槽底高差大于25cm时将导管置于控制范围的最低处。

灌注前导管内置入可浮起的隔离塞球，灌注时先注入水泥砂浆，随即注入足够的混凝土，挤出塞球并埋住导管底端，避免混凝土与泥浆混合。

灌注过程中每30min测量一次混凝土面，每2h测量一次导管内混凝土面，根据混凝土面上升情况，决定导管的提升长度。导管在混凝土内的埋深最小不得小于1.0m，最大不得大于6.0m，在保证埋深的前提下，随着混凝土面的上升，用吊车提升导管，并将顶部的部分导管拆除。

槽孔内混凝土面上升至槽口时，采用泥浆泵抽出浓浆，并提升導管，减小埋深，增加混凝土的冲击力，直至混凝土顶面超出设计墙顶标高0.5m，即可停止浇筑，拔出导管。

（七）接头施工工艺

防渗墙的接头必须要满足保持一定的整体性和抗渗性的基本要求。通常较深的防渗墙墙体进行接头管施工过程中，经常会造成一定的卡关现象或接头管拔出困难等。因此，为了避免受到上述影响，在工程实践中应尽量采用冲凿接头法，因其具有整体性、抗渗性好、施工简易和造价低廉的优点。

具体施工方法：为了确保一、二序槽的套接厚度能够满足规范要求，可以严格控制施工过程中端孔及接头孔的垂直度，在实践工程中每钻进过程2m就必须检测孔斜率一次，要确保接头孔位置与端孔能够重合，要确保接头的任一深度套接墙厚均不少于40cm。为了确保接头处砼连接密实，进行二序槽浇砼前，应用钢丝刷接头锤将接头洗刷干净，确保无夹泥。

参考文献：

[1]吕全义.峡山水库大坝截渗墙施工技术探析[J].企业科技与发展，2012年6期.

[2]杜晓红.马旺水库大坝防渗墙的施工技术探究[J].潍坊学院学报，2010年6期.

[3]瞿旭纯.库大坝截渗墙施工技术的应用评析[J].商品与质量·建筑与发展，2014年1期.

[4]张本华.新发水库大坝存在问题及处理措施[J].山西水利科技，2012年1期.