塑性砼防渗墙在土坝加固中的应用

吕国伟　朱立新

摘要：本文对土坝加固中塑性砼防渗墙的现状、施工控制及使用效果进行了分析，通过分析作者结合我国塑性混凝土防渗墙在土坝防渗加固中的应用，对塑性混凝土防渗墙施工工艺进行了简要的探讨。

关键词：塑性砼防渗墙；土坝加固；混凝土

一、工程概况

郧县是湖北省的贫困县，开门见山，山高水低，梅铺水库位于丹江一级支流滔河下游，水资源丰富。为从根本上改变农业生产基础设施薄弱的现状，党和政府领导人民大力兴修水利。六、七十年代以来修建了一批水库，其中土坝占有相当大的比例。几十年来，为湖北省工农业生产的发展提供了丰富的水资源。

二、塑性砼防渗墙在土坝加固中的应用现状

进入九十年代，省内土坝除险加固采用帷幕灌浆、劈裂灌浆等方法处理，收到一定效果，但由于情况复杂，部分工程渗漏问题没有得到彻底解决，同时土坝灌浆，在坝体内形成的有效防渗体厚度较薄，耐久性差，易击穿。地下混凝土防渗墙作为防渗处理的一种行之有效的截流防渗建筑，其墙体强度高，性能非常稳定，使用年限长，同时塑性混凝土防渗墙在运行过程中允许一定的变形，逐渐被工程界所重视。地下防渗墙在我国开始于1958年，进入九十年代，经过众多的工程实践，其施工工艺、墙体材料、检测方法、机械设备等已非常成熟，在土坝除险加固中得到广泛应用。据统计，截至2002年底，我国建造的各类防渗墙已超过一百多座，成墙技术和成墙规模均居于世界前列。

三、塑性砼防渗墙在土坝加固中的施工控制重点

在覆盖层厚度不大的情况下，坝基基岩为不透水性岩层时，可采用接地式防渗墙直接嵌入强风化岩层达到防渗效果；而对于透水性基岩，防渗墙嵌入基岩后，对坝基及坝肩仍要辅以帷幕灌浆才能达到整体防渗效果。少数覆盖层厚度较大的地层，在进行防渗墙设计过程中，对防渗墙是否嵌入基岩应进行经济技术和防渗指标比较。防渗墙深入覆盖层一定深度，使渗径达到一定的长度，渗流量减小，能够满足设计要求的情况下，可采用悬挂式防渗墙（墙体不嵌入基岩）。我国大多数防渗墙采用接地式，如三峡一、二期围堰、小浪底上游围堰防渗墙；只有少数防渗墙采用悬挂式，如长江堤防工程、西藏江雄水库基础防渗墙等。

目前地下防渗墙在国内作为一种新兴的土坝除险加固施工工艺，受到人们的关注。地下防渗墙作为一项隐蔽工程，其质量好坏只能在施工过程中进行控制，在最终运行中才能够完全体现。为保证地下防渗墙在土坝除险加固工程中的质量，我们要注重以施工过程控制为主，在施工过程中充分考虑坝体的密实度和坝体的自身稳定，从临建工程、防渗墙造孔、孔形及清孔、砼浇筑过程等方面进行质量控制。我以几年的防渗墙施工经历，浅谈防渗墙在我省土坝除险加固工程中的实施。

临建工程作为临时工程，但它在防渗墙造孔过程中起到重要的作用，是施工中不可缺少的一部分，在实施过程中要认真对待。临建工程包括：导向槽、施工平台、砼拌和站、制浆站及浆水管路等。

导向槽在施工中起到墙体定位，稳定孔口土体，稳定钻机，避免塌孔、缩孔等重要作用。采用地下防渗墙对土坝进行除险加固处理，坝体必然存在许多质量缺陷，主要表现为坝体填筑密实度差，存在渗漏现象，这对我们保证导向槽在施工过程中的稳定提出了较高的要求。

常用的导向槽断面形式主要有：矩型、梯型、“L”型。由于坝体密实度较差，土体比较松散；施工机械设备重达几十吨，使导向槽底部的土体承受较大压力；孔口附近槽壁所受的泥浆压力较小，孔口土体稳定性差；造孔过程中产生的震动，加之槽孔壁土体受泥浆的长期浸泡，易产生滑动。为减小导向槽底部土体承受的压强，避免槽孔壁土体的滑动，保证导向槽的稳定。在进行导向槽设计过程中，要尽量采用“L”型断面，增加底部宽度，同时导向槽的深度不宜小于1.5m，保证槽段施工的顺利进行。必要时，还应对该层土体进行加密处理。

防渗墙施工过程中，由于坝体填筑质量差，易发生漏浆、渗浆现象，对浆池的建造要充分考虑浆池的容量，保证泥浆池的容量满足施工要求。其它临时工程要保证在施工过程中正常运行。

防渗墙造孔过程是防渗墙施工中的事故多发环节，由于槽段的不稳定因素，应尽量缩短各槽段的施工时间，保证槽段正常施工，对可能发生的事故防范于未然。在土坝内建造防渗墙常用的施工工艺主要有纯抓法、钻抓法和钻劈法三种。在进行槽段划分过程中，要结合施工工艺、施工机械，充分考虑到各槽段从开始施工至混凝土浇筑的施工时段不能太长，以保证混凝土浇筑前槽段的整体稳定。对于坝体填筑质量差的部位，尽量采用小槽段、单向推进、钻劈法施工。

孔形和清孔是保证防渗墙体的整体性和混凝土浇筑质量的关键。土坝防渗墙主要起防渗作用，一般没有承重和抗冲等要求。施工中对防渗墙的孔斜率要求不高，但必须保证墙体的整体性，不得有梅花孔、小墙。对一、二期槽，保证接头孔的两次孔位中心在任意深度的偏差，不得大于设计墙厚的1/3，并采取措施保证设计墙厚。在孔形合格后，才能进行清孔换浆。清孔换浆使孔内的泥浆比重、粘度、含砂量等指标降低，使混凝土浇筑过程顺利进行，保证混凝土的浇筑质量。清孔换浆质量的具体检查指标为孔底淤积和泥浆的三项性（比重、粘度、含砂量），合格标准要严格按规范要求执行。

二期槽段清孔换浆结束前，宜用钢丝刷子钻头进行刷洗，清除接頭混凝土表面附着的泥皮，保证一、二期混凝土很好地连接成一个整体。刷洗的合格标准是：刷子钻头上基本不带泥屑，孔底淤积不再增加。

混凝土浇筑过程是保证防渗墙质量的最后一关，也是最重要的一关。浇筑导管内径以200～250mm为宜，并按规范要求严格控制浇筑导管间距及导管距孔端的距离，同时导管应布置在其控制范围的最低处。开浇前，浇筑导管内必须置入可浮起的隔离球。开浇时，应先注入水泥砂浆，随即注入足够的混凝土，挤出隔离球并埋住导管底部，使后注入的混凝土与浆液隔离开，保证混凝土不产生混浆现象。在浇筑过程中，要勤测混凝土面的深度，控制混凝土面的高差在0.5米内，如混凝土面高差过大，易发生混凝土包裹泥浆形成质量缺陷，特别是深槽段，泥浆上浮，比重不断增加，更易发生混凝土包裹泥浆的现象。施工中要及时绘制混凝土浇筑图，如发现实际浇筑方量与计算方量相差较大时，要及时分析原因，是否因塌孔、坝内空洞等原因造成，避免混凝土的浇筑造成坝体破坏。在实施中要控制混凝土浇筑强度，浇筑速度过快，混凝土对坝体劈裂作用可能破坏坝体，过慢会使混凝土表面泥浆沉淀较厚，同时表层混凝土初凝，影响混凝土质量。

整体性是防渗墙发挥截流防渗的前提，施工中必须采取措施，保证墙体的完整性，如有帷幕灌浆，要保证灌浆帷幕与墙体的整体性。混凝土浇筑完成后，不得在500米的范围内进行爆破作业或其它对墙体有损坏的活动。

四、塑性砼防渗墙在土坝加固中的使用效果

梅铺水库塑性砼防渗墙采用“三抓”成槽，泥浆护壁，“接头管法”连接，“泥浆下直升导管法”浇筑，结合帷幕灌浆，从施工后的蓄水情况来看，坝体渗漏量明显减少，防渗指标满足设计要求，对增加稳定、减少水资源流失起到重要的作用，为郧县梅铺水库更好地发挥作用提供了可靠的保证。

参考文献：

[1]黄荣峰，周江沭. 塑性混凝土防渗墙在土坝防渗加固中的应用与探索[J]. 城市建筑，2012，17：97+106.

[2]何竞学. 塑性砼防渗墙在南水北调某溶蚀坑处理中的应用[J]. 价值工程，2014，27：134-135.