混凝土防渗墙施工技术在水利水电工程中的应用

2015-10-31王春花

建材与装饰 2015年26期

关键词：防渗墙水利水电泥浆

王春花

（湖南省德宇水电建设工程有限公司湖南长沙　410000）

混凝土防渗墙施工技术在水利水电工程中的应用

王春花

（湖南省德宇水电建设工程有限公司湖南长沙410000）

本文主要从混凝土防渗墙的介绍、防渗墙前期质量把控和防渗墙施工技术入手，通过具体的工程实例，分析常见的问题，希望混凝土防渗墙施工技术可以在水利水电工程中得到更好的应用。

混凝土防渗墙；施工技术；水利水电工程

引言

混凝土防渗墙的技术是通过在地下建设连续墙，来实现透水体防渗工作，其质量和施工技术的优劣直接影响着整个水利水电工程的使用与运行。因为在水利水电工程中防渗加固工程中，混凝土防渗墙是其重要组成部分，在工程中也得到了普遍的运用。本文笔者结合多年工作经验对混凝土防渗墙的介绍、图纸设计、材料准备、各个施工环节的把控以及经常出现的问题等方面进行分析。

1　混凝土防渗墙的介绍

防渗墙常常分为若干段，并通过圆孔或槽孔浇筑连接构成一个整体墙，为了保证墙体稳固和防渗效果还需要防渗墙与坝体的防渗体相连接，底部嵌入或相对不透水地层中并存在设定合理的深度，一方面可以截断或减少地基中的渗透水流，另一方面还能保证地基的渗透稳定和闸坝安全，从而确保水利水电工程的正常运行和水库效益的充分发挥。如图1所示即为混凝土防渗墙示意图。

图1　混凝土防渗墙

2　防渗墙前期质量把控

防渗墙材料包括素混凝土、掺大量粘土的塑性混凝土、粉煤灰混凝土等。水泥作为防渗墙的重要材料，需要对其质量和标号严格把关。在搅拌工艺过程中，应对水量、搅拌方式、水温等进行控制，一般温度不应高于40℃。天然卵石、砾石也是重要的组成部分，注意控制粒径、含泥量、泥块含量等；细骨料要注意细度模数、含泥量、豁粒含量等；拌制泥浆的土料可选择膨润土、豁土或两者的混合料，应根据施工条件、成槽工艺、经济技术指标等因素合理选择，一般膨润土效果较优。同时，为了确保在施工环节上做到精益求精，还应充分使用高新设备仪器如GTS-36全站仪、高精度水准测量仪器等，在测量过程中多次校验，以确保精准度。图纸应根据当地的自然环境、水土特质、地质特征、闸坝结构要求、环境保护要求，包括覆盖层的分层情况、厚度、颗粒组成、密实程度及透水性、地下水的水位、承压水情况、基岩的岩性、地质构造、透水性、风化程度与深度、孤石、反坡、深槽、断层破碎带等情况，根据上述资料确定墙轴线位置，选用墙体材料，选定墙厚等进行规划设计，确保可操作性和适宜性强。防渗墙按照水平截面可分为圆桩柱型、墙板型、混合桩柱型、墙板桩柱混合型，现行水利水电工程中，后两种形状的防渗墙采用较多。

3　防渗墙施工技术

混凝土防渗墙的主要环节包括：造孔、清孔换浆、终孔与清孔验收、浇筑泥浆下混凝土、全墙质量检查与验收、处理与坝内防渗体的连接等。施工平台应设置在防渗墙轴线左侧，堤顶平整后铺设枕木，枕木上面铺设钻机行走的钢道轨两根且固定在枕木上，施工平台的宽度由钻机长度确定。导向槽施工导向槽作为确定防渗墙位置、成槽导向、锁固槽口的设施，虽然是临时构筑物但是对防渗墙的的施工起着稳定、支撑的重要作用。在放出中心线后需要在两侧对坡脚线及坡项线进行标注。在挖基槽时应达到一定的高程时及时抄平，打水平桩，以确定挖槽深度。

在基槽结束后需进行削坡施工，这是一道很重要的工艺，需注意坡度问题。在浇筑之前要对松散的地基进行处理，并绑扎钢筋、支模板及浇筑混凝土，以确保导向槽的稳定性。在操作技术上，中心线的偏差、导向槽的高程偏差应控制在1cm以内，导向槽顶面高程与净距偏差应控制在0.15cm以内。导向槽施工结束后要对两侧进行回填，注意对每层土压实。槽段可根据长度、地质条件分为两段，槽段可采用三抓法，先抓槽段两端的主孔然后再抓中部副孔，然后根据岩层岩性确定施工槽段的成槽深度。泥浆的性能指标和配合比应结合地层特性、成槽方法、试验后确定。然后要进行清孔换浆，将孔内的砂粒和岩屑的泥浆换成搅拌好的泥浆，为确保接触带的质量还要将打孔位置的表面刷洗干净。清孔要采用抓斗抓取淤泥，换浆标准应符合孔底淤积厚度小于10cm，泥浆参数小于1.1g/cm，含砂量小于3%等，同时要注意槽宽、槽深、孔位、垂直度、基岩岩样与槽孔嵌入基岩深度、孔内泥浆性能、孔底淤积厚度和接头孔壁刷洗质量等，特别是要注意接头面的清洁。混凝土浇筑是非常重要的环节，相邻墙段之间或桩柱之间的连接工艺是防渗墙施工技术中的难点，除了混凝土的搅拌合格还要注意路途运输，浇筑强度的控制要根据实际搅拌能力、运输能力以及计划等进行严格的控制。浇筑可采用直升导管法，设定导管底部出口与孔底板距离，浇筑过程中要时刻观察混凝土面上升的情况，防止堵塞、埋管、导管漏浆和泥浆掺混等事故的发生。浇筑完毕要对其性能进行检测，以确保防渗墙的质量。防渗墙墙体应均匀完整，避免混浆、夹泥、断墙、孔洞等出现。

4　工程实例

4.1工程概况

某水电站位于某水库上游约400m的河流干流上，控制流域面积10458km2，工程规模为小型，枢纽工程等别为Ⅳ等。主要建筑物由左右岸挡水坝段、水闸段和左岸坝后引水式电站组成。该水电站的建设，可有效调节径流量，削峰填谷，提高下游水电站保证率，延长发电时间，增加电站收入，减轻大电网压力，促进当地工农业生产发展。

4.2施工方案

根据工程地质条件及工期等要求，综合考虑本工程的度汛压力，确定混凝土防渗墙施工方案为：防渗墙基岩以上采用“纯抓法”快速成槽，以下采用“钻劈法”施工；采用优质膨润土泥浆护壁；泥浆下“直升导管法”浇筑混凝土；采用YGB-1200型液压拔管机进行“接头管法”墙段连接，节约混凝土及接头钻凿工时，可以最大限度地保证接缝质量；钢筋笼采用特制钢桁架定位下设。

4.3施工布置

防渗墙宽0.6m，深入基岩面2.0m，防渗墙顶部为3m高的C20钢筋混凝土，3m以下为C20素混凝土，抗渗等级W6。工程防渗墙混凝土总量2197.4m3，在防渗墙轴线上游侧设一个拌和站，架设2台JS-750型强制式混凝土搅拌机，生产能力为25m2/h。混凝土采用HBT60混凝土泵从拌和站输送至工作面，再经储料仓和溜槽入仓。

（1）防渗墙施工平台及导向槽

防渗墙采用机械化施工，设备放在加固的场地上。在防渗轴线上游布置抓斗施工平台，混凝土施工平台和场内临时交通采用碎石铺垫。轴线下游布置冲击钻机施工平台以及水、浆管和电缆。冲击钻机施工平台上铺设间距70cm的方木，上铺轻轨作为钻机施工平台。浇筑施工平台布置在防渗墙轴线的上游侧，宽5m，铺设20cm厚C15混凝土。排浆沟断面40cm×40cm。防渗墙施工平台总宽度12.65m，为C20钢筋混凝土导向槽，抓斗施工平台为碎石路面。

（2）泥浆系统

膨润土制浆站布置在防渗墙作业面外，采用ZJ-1500高速搅拌机制浆。在防渗墙轴线上游临时施工道路旁建造制浆站，建造100m3的回浆池、储浆池、供浆池各1个。供浆管路采用直径100mm的铁管，从制浆站铺设到防渗墙轴线位置。

4.4特殊情况处理

（1）漏浆塌孔处理

造孔过程中应及时观测漏浆情况，少量漏浆时采用加大泥浆黏度、投堵漏剂等方法处理；大量漏浆时单孔采用黏土回填钻进处理，槽孔采用投水泥、锯末或速凝材料等进行处理，并用冲击钻挤实钻进，确保孔壁、槽壁安全。造孔时若发现塌孔迹象，采取及时提起施工机具，回填黏土、柔性材料或低标号混凝土等方法处理；如发现孔口塌孔，应采取架设钢木梁、插筋等措施，保证槽口稳定；槽内塌孔严重时需重新造孔。

（2）斜孔处理

①采用带有自动纠偏装置的抓斗成槽（如图2所示），加强观测，当孔斜超标时，利用自动纠偏装置及时处理。②改变钻头规格、形状，如发现偏斜，可扩孔改变孔斜、及时纠正。③利用石料回填偏斜段冲击钻重新造孔。

（3）混凝土浇筑堵管处理

图2　斜孔处理示意图

混凝土的浇筑应严格按照国家标准执行。类似工程浇筑经验表明发生堵管现象主要与混凝土质量及导管埋深的控制有关。一旦发生堵管现象，应立即停止混凝土浇筑，同时利用冲击钻机上下提升、抖动导管，疏通堵塞；也可在导管埋深允许的范围内提升导管高度，从而降低混凝土的出流阻力，采取以上措施的同时应重新复核搅拌配合比。通过上述方法无效后重新下设另一套导管进行混凝土浇筑。