混凝土防渗墙在水利工程中的研究进展

刘春登

(天长市水电建筑安装工程公司，安徽 天长　239300)

混凝土防渗墙在水利工程中的研究进展

刘春登

(天长市水电建筑安装工程公司，安徽 天长239300)

【摘要】近年来，混凝土防渗墙作为水利工程防渗加固工程中的重要组成部分，在水利工程中广泛应用。本文综述了混凝土防渗墙的关键工序、施工技术、常见问题及处理方法等，希望为同行提供参考。

【关键词】防渗墙；混凝土；水利工程

混凝土防渗墙是水利工程中广泛使用的一种工艺技术，防渗墙的主要作用为防渗漏、加固墙体及防洪。防渗墙质量的优劣直接关系到水利工程的安危，由此，对于混凝土防渗墙施工过程中的质量控制至关重要。

1混凝土防渗墙的关键工序

1.1　导墙

导墙的作用是为开挖机提供导向，此外，还有保护承重和槽口等的作用。尽可能使用能够周转的钢结构导墙，例如：采用混凝土导墙时，控制其断面尽可能地小，通常为高×宽(50cm×30cm)的矩形，这样可以减短施工周期以及降低工程的成本[1]。

1.2　原材料

一般来说，防渗墙的墙体材料大多数为一级配的塑性混凝土，原因是这种材料具有比较低的变形模量和强度，同时抗渗性能好，渗透系数不超过1×10-6cm/s,另外，还具有较强的适应地基变形的能力。

1.3　墙的连接处

墙段连接是此项技术的关键，技术上多使用“接头管法”，也可使用“切削法”或者其他方法。关于起拔工艺，该技术方法成功与否的关键是正确地定好接头管的起拔时间，应当在混凝土初凝前进行接头管的起拔。针对一个具体工程，一方面要考虑初凝时间，另一方面还要考虑混凝土配合比、气温、混凝土面上升速度以及接头管埋深等因素。通过试验找寻最佳的拔管时间，对于起拔接头管后所造成的接头孔，需用泥浆封堵，以免造成混凝土及覆盖层倒塌。

2混凝土防渗墙的施工技术

2.1　混凝土超薄防渗墙的施工技术

在施工混凝土超薄防渗墙之前，首先要把泥浆灌入导向孔内，确保泥浆水平面不超过导墙面30cm。工程上，通常用烧碱和膨润土配制泥浆，确保黏粒含量不低于50，塑性指数不低于20，含砂量不超过5，控制SiO2与Al2O3质量比在3左右。

混凝土超薄防渗墙施工技术特点如下:

a.“两钻一抓”成槽。原理如钻孔工艺所述，沿导墙边用抓斗来挖土成槽，然后在槽内来排渣清底，将抓斗伸到孔底，通过同体方式把孔底的残留物排到槽孔外。最为关键的技术是防止孔壁坍塌，在挖槽的过程中，确保孔内的泥浆不能脱离先前灌入的水平线范围，此外，在施工过程中不时地把新鲜泥浆补充到孔内，由此来保持孔内的泥浆侧压力，防止塌方。还要经常检查孔内泥浆的各项性能指标，一旦发现有指标参数不正常，立即进行调整[1-2]。

b.对于接头，采用在管上抹油和裹膜的新技术，防渗墙的接头管应采用壁厚为100mm、直径为330mm的焊接管。在成槽以后，为了减小混凝土与管壁间的摩擦力，预先把润滑油抹到接头管的管罐上，接着把塑料薄膜裹到表面上，最后把接头管铺设到事先指定的深度处[3-6]。

2.2　塑性混凝土防渗墙的施工技术

近些年，混凝土防渗墙施工工艺日趋成熟完善，在病险水库的加固除险规划中越来越广泛地使用混凝土防渗墙。为了满足土石坝变形方面的需要，常使用塑性混凝土防渗墙方案，其主要优点就是具有较强的适应变形的能力。对于塑性混凝土防渗墙，常使用新型墙体材料，其中有含量比较大的黏土或膨润土，能够较大程度上改善普通防渗墙墙体的物理特性。新型墙体材料具有比较低的弹性模量，能够较好地适应土石坝的变形特点，有一定的抗压能力，节约水泥，防渗性能较强。

塑性混凝土防渗墙施工过程如下：

a.准备导向槽及施工平台。控制导向槽的宽度比设计的防渗墙大十几厘米，其深度由工程中上部土层而定，使用钢筋混凝土作为导向槽材料，还要保证和防渗墙之间的中心线看齐。基于此，能够导向造孔的浇筑还能够支撑住上部孔壁。

b.造孔。在塑性混凝土防渗墙施工中，造孔是其中一道重要工序，要依据设计划分槽孔，这样能够降低墙段的接头，能够更快速、安全地进行施工。

c.泥浆护壁以及混凝土的浇筑。

2.3　冲切成槽建造薄壁混凝土防渗墙技术

在应用冲击成槽建造混凝土防渗墙技术的基础上，用扁钻头替代钻孔的圆钻头，用泥浆循环系统来替代抽砂筒排渣；此外，对一些工艺进行改进，形成了冲切成槽法这一种比较新的薄壁防渗墙施工技术。与传统的防渗墙施工不同，冲切成槽法在泥浆的循环方面要求更高。在施工过程中，一般要安装正、反循环系统来抽吸，其中，气举反循环装置通常要使用2.6m3/min的空压机来供风。为了更快地排出粗大颗粒，改善冲切速度，一般在出浆管处使用管径较大的套管。在防渗墙接头时，将脱模剂涂抹到下接头管的表面，以此来确保接头钢管外壁尽可能光滑。

3施工时的常见问题及处理方法

3.1　造孔时孔壁坍塌

3.1.1分析原因

在防渗墙施工中出现孔壁坍塌一般有如下原因：

a.在停工期间，没有定期检查泥浆，此外，没有及时补充漏失的泥浆。同时没有定期地搅动泥浆，导致泥浆出现沉淀，造成孔壁坍塌。

b.在特殊地层钻孔，如：在孔隙较大的砂砾石层，会出现集中渗透带等。有可能会突然漏失掉大量的泥浆，假如没有立即补浆，可能会由于孔内泥浆压力突然减小导致坍孔发生。

c.坝体土料的密实程度不够。由于配制的固壁泥浆的性能指标没有达到要求，泥浆不能对孔壁起到有效的保护。

d.由于导向槽的深度不够，泥浆面发展到导向槽下面，由于钻进时泥浆面掏刷孔壁而导致坍孔[6-7]。

3.1.2预防措施

采取下列措施防止造孔时的孔壁坍塌：

a.钻进时一定要遵照地层情况，采用不同的泥浆护壁，同时经常检查，在需要的时候调节泥浆的性能参数指标。

b.预先存储好大量的海带、黏土块、大麻和稻草等具有较强纤维性的物质，应急使用。

c.发生停工时，应当在4~8h内搅拌一次成孔内的泥浆。如果漏失的话，应立刻补充，要始终保持泥浆超过槽口板0.5m，并不低于地下水位2m。

d.终孔后，不能突然稀释孔内的泥浆，更不可以用清水稀释泥浆。

e.确保成孔槽段的长度尽可能短一些(一般6~10m)。在地层不好处按照两段跳跃成型造孔来浇筑，防止由于坝体连接段过小而发生坍陷。

3.1.3处理技术和方法

发生坍孔时，具体的处理技术和方法如下：

a.先把钻具拿出来，目的是防止导致坍孔等更为严重的事故。接下来，以最快的速度查明坍孔的具体原因，根据原因来进行分析处理。

b.如果坍孔情况比较严重，则需要把预先储备的具有较强纤维性的物质(如：海带、大麻、稻草等) 和填装有黏土的草袋等埋进孔内，充分填满坍塌的部分，然后重新造孔。

c.适量地增加固壁泥浆的黏度和比重，然后送进孔内，这样可以阻止坍孔进一步扩大。

3.2　造孔中钻头脱落

3.2.1分析原因

钻头脱落的原因如下：ⓐ没有预先安装好保护绳；ⓑ当钢丝绳磨损严重时，没有及时地更换；ⓒ孔底不干净、坍塌严重时，发生埋钻事故后硬性地提钻；ⓓ钢丝绳回头联结钻头，钢丝绳子夹头(卡子)发生松动，没有及时地发现而发生脱落。

3.2.2预防措施

针对钻头脱落情况，一般采取如下措施：ⓐ预先在钻头上设置好保护绳；ⓑ定期检查正在使用的钢丝绳等，一旦发现破损不符合要求应立即更换，如果发现钢丝卡子松动必须及时紧固；ⓒ保持孔内干净。

3.2.3处理方法和技术

当事故发生后，要及时查明原因。如果是主绳断裂，需要借助下偏勾套取出保护绳。如果没有保护绳，需要先换掉泥浆，然后抽取干净钻头附近的钻渣，再用工具打捞出来。卡住后轻微地提起或者卸下加重杆，在轻微震打活动后，适时取出。

4结语

由于混凝土防渗墙具有工期短、施工方便以及成本低廉等特点，因此在水利工程中应用广泛。本文综述了混凝土防渗墙的关键工序、施工技术、常见问题和处理方法等，希望有助于业界同行的工作。

参考文献

[1]景兆瑞.混凝土防渗墙在施工中常见问题及处理方法[J].城市建设与商业网点,2009(22):213-215.

[2]徐伟民.混凝土防渗墙施工技术在水利水电工程中的应用[J].科技致富向导,2014(26):331.

[3]兰琪.水利水电工程防渗墙施工技术及质量控制[J].江西建材,2014(24):163.

[4]潘兴国,黄泰巧.水利水电工程中混凝土防渗墙施工技术的探讨[J].中国科技博览,2014(37).

[5]贾海燕.浅谈水利工程防渗墙施工技术[J].科学中国人,2014(21).

[6]余正凯.混凝土防渗墙技术在水利工程中的应用及前景[J].科技资讯,2009(19):84.

[7]马迎春.混凝土防渗墙施工技术综述[J].黑龙江水利科技,2005(6):41-42.

Research progress of concrete cut-off wall in water conservancy projects

LIU Chundeng

(TianchangHydropowerConstructionandInstallationEngineeringCo.,Ltd.,Tianchang239300,China)

Abstract:In recent years, concrete cut-off wall is widely applied in water conservancy projects as an important part in water conservancy engineering anti-seepage and reinforcement project. In the paper, key working procedure, construction technology, common problems and treatment methods, etc. of the concrete cut-off wall are summarized. It is expected that it can provide reference for peers.

Key words:cut-off wall; concrete; water conservancy projects

中图分类号：TV543+.82

文献标识码：B

文章编号：1673-8241(2015)12-0017-03

DOI:10.16617/j.cnki.11- 5543/TK.2015.12.006