大坝防渗工程塑性混凝土防渗墙施工技术的应用

祖银娇 田宝林

摘 要：相比普通混凝土，塑性混凝土具有弹性模量小及变形适应性强等优势，是一种性能优越、经济性良好的防渗材料。将其用于大坝工程防渗施工，可有效提升防渗效果。为此，本文结合具体案例，在详细调查工程渗漏现状的同时，提出了具体的解决方案，并对施工技术要点等内容进行分析与探讨。

关键词：大坝防渗工程;塑性混凝土防渗墙;渗漏现状

中图分类号：TV543.8 文献标识码：A

0 引言

渗漏问题一直以来都是水利工程行业的亟待解决的难题，严重影响着水利工程的质量。防渗系统作为水利工程的重要构成部分，直接影响了其运行的安全性，必须对此给予高度重视。塑性混凝土防渗墙是垂直防渗处理的有效措施，抗渗性能相对较高，极限应变能力强，能够合理控制地基中的渗透水流，保证其稳定性，确保水利工程的经济效益得以充分发挥。塑性混凝土中掺入了适量的粘土及膨润土，有效提升抗渗性能，在水利工程建设中得到广泛应用。

1 工程概况

某水库工程规模中型，防洪、灌溉为水库的主要功能。该水库大坝自建成投入使用时间较长，在安全鉴定检查中发现，土坝工程、溢洪道工程、金属结构设备等均存在不同程度的损坏，综合各类情况，可确定本水库为三类坝，存在严重的安全隐患，尤其是渗漏量较大，若不重视、不处理，很可能产生严重后果，因此，急需对该水库进行安全加固处理。

2 大坝工程渗漏现状

（1）粘土心墙、坝壳风化砂是组成该水库坝体的主要材料，其中低液限粘土为心墙的主要成分，且部分夹杂透镜体，粗砂、淤泥质土为其主要组成成份。局部心墙存在碾压质量不合格，力学指标不达标情况。

（2）从横向及纵向上分析，心墙均属于不完整的防渗体。纵向分析，左坝段心墙高度不足，较为低矮。从横向分析，右坝段砂层连接坝端透水性较强的基岩，连通了基岩地下水通道，具有较大渗透系数，经注水试验发现，为1.1×10-2 cm/s，属于强透水段。

（3）右坝肩花岗岩裂隙发育完全，在其深部存有断层破碎带。通过多次连续注水和压水试验可知，透水率偏大，最大值达到了766Lu，具有很强的透水性，绕坝渗漏问题堪忧，甚至发现溢洪道边墙破损部位已涌出了大股水流，表明渗漏通道存于右坝肩岩石处。

3 施工方案的确定

根据上述分析，该工程存在严重渗漏问题，已无法满足大坝安全运行要求，因此，需做好除险加固处治。根据工程实际情况，本文提出了两种施工方案，具体如下：

3.1 组合方案

根据大坝实际情况，提出了坝基帷幕灌浆、坝体底部高喷灌浆、坝体上部土工膜加固的施工方案，即钻孔设于上游坝坡一级马道处，采用帷幕灌浆方法处治坝基岩石层渗漏问题，采用单排三序法设置帷幕灌浆孔，2 m为终孔间距，350 m为帷幕轴线长度，下部伸入微风化砂岩以下1 m，上部至岩石层顶。通过高喷灌浆防渗处治防渗帷幕以上至一级马道之间，以单排两序为准，1 m为终孔间距，选用旋喷套接方法，并通过土工膜进行坝体上部防渗。

3.2 塑性混凝土防渗墙方案

为控制工程量，降低库水位对施工的不利影响，采用塑性混凝土防渗墙进行施工处治。在坝顶处设置防渗墙，防渗墙轴线与大坝轴线平行，通过冲击钻+液压抓斗方法成槽，0.6 m为墙厚度，336 m为长度。根据大坝实际情况，4.8 m为坝顶宽度，不足以开展塑性混凝土防渗墙施工，应填筑施工平台于坝顶下游，并和坝顶共同用于施工作业平台。327.60 m为平台顶高程，因此，需彻底拆除下游侧路缘石，待完成防渗墙施工后，即可恢复坝顶路面。通过组合方案和塑性混凝土防渗墙方案的施工工序简易程度、施工造价、施工效果进行对比分析，最终决定采用塑性混凝土防渗墙施工方案[2]。

4 塑性混凝土防渗墙施工技术要点

4.1 护壁泥浆

冲击成槽施工中，护壁泥浆的质量情况将会直接影响到槽壁的稳定性和城墙质量。此外，还与工作效率等息息相关。为此，本文塑性混凝土泥浆制备中，主要采用粘土，膨润土少量即可，保证泥浆主要技术指标满足规范要求。在1.1 t/m³

～1.3 t/m³范围内控制泥浆比重，18 s～25 s控制泥浆粘度，泥浆含砂率不得超过5%，胶体率控制在95%左右。在防渗墙轴线下游侧设置泥浆搅拌站，根据工程量实际情况，共设6台泥浆搅拌机，300 m³为贮浆池容量。泥浆拌制好以后，经过三级处理，可利用Φ150 mm管线向各施工槽孔输送泥浆，在整个过程中要注重泥浆性能变化情况，做好检测，并保证泥浆入槽质量。

4.2 成槽

当导墙混凝土抗压强度达到规定要求后，即可进入成槽施工。采用冲击钻进行坝基成槽，坝体可采用液压抓斗直接成槽施工，在导墙控制下按照从上到下的顺序通过液压抓斗进行挖土，在此环节必须做好液压抓斗导向杆控制，保证成槽垂直度符合施工要求。按照墙壁坝体土质结构进行单元槽段长度划分，根据实际情况，可划分为2序槽，其中I序槽孔为7.5 m长，II序槽孔为5.5 m长，通过三抓成槽。

4.3 清槽

成槽时，将会有大量沉渣存于槽底，甚至产生沉淀層，一旦处理不好，将会对成墙质量造成严重影响，或出现墙底渗漏现象，不利于墙体抗渗。此外，若墙体修筑于沉淀层之上，同样会影响墙体承载能力，或引发不均匀沉降问题。基于此，本文在清槽时，决定采用洗刷锤+泥浆泵进行处理。待结束成槽施工后，通过洗涮锤多次清洗槽段两端接头，直到无泥屑带出。同时，通过泵吸法反循环进行槽底排渣，通过泥浆泵吸出沉渣，并排除。在此过程中，还需要将新鲜的合格泥浆源源不断地向槽内输送，保证泥浆面高度一致，避免出现塌孔现象。完成上述操作后，应对槽底沉淀土厚度情况进行及时检测，保证沉渣厚度在100 mm以下，含砂率不超过10%。

4.4 浇筑

将塑性混凝土拌和站设置于溢洪道进口处，在拌和站集中拌制塑性混凝土，保证按照配合比掺加原材料，用量准确。浇筑采用泥浆下直升导管法。250 mm为导管内径，经密闭承压试验检测质量满足设计要求后即可进行安装。安装底部出口和槽底保持250 mm以内距离，通过吊车吊装导管控制好高度。浇筑过程中，要做好测量工作，保证浇筑质量[3]。

4.5 接头孔施工

施工完I序和II序防渗墙后，可在结合部位设置接头孔，600 mm为孔径，保证接头孔位置准确，质量合格。

4.6 防滲效果分析

工后8个月后，水库蓄水到正常水位高度，观察坝后情况，位于坝脚部位原来存在的多个涌水点已经消失不见，坝后土壤含水量较低，基本消除沼泽化现象。由在坝后中央排水沟设置的量水堰观察情况分析，渗漏量下降到了2.3 L/s，仅为防渗施工前的1/4，此外，渗水都为清水，未见带出大量细颗粒，说明塑性混凝土防渗墙施工效果良好。

5 结束语

综上所述，水利工程在国民经济发展中占据着重要地位，在防洪、灌溉、发电等方面都具有良好经济效益，水利工程建设规模也在不断扩大。由于水利工程所处环境的特殊性，对于防渗系统要求较高。塑性混凝土防渗墙在水利工程中应用较为广泛，不仅具有良好的防渗性能，且变形适应能力强，弹性模量与周边土体较为接近，在受到外界荷载压力作用下不会在墙体内部出现较大应力，防止结合面分离，保证水利工程运行的安全性。在具体施工时，应严格按照相关的技术要求，规范施工操作行为，加强重点施工环节质量控制措施，从而提高墙体防渗性能。

参考文献：

[1]肖伟.浅谈泥浆技术在置换式塑性混凝土防渗墙施工中的应用[J].河南水利与南水北调，2015（12）：1-2.

[2]廖涛，何泽霞.塑性混凝土防渗墙施工技术在尖山水库除险加固工程中的应用[J].治淮，2011（09）：22-23.

[3]徐贵文，刘超，杨庆辉.薄壁抓斗法钢筋混凝土防渗墙施工技术在八里湾泵站工程中的应用[J].科技信息，2011（17）：318-319.

[4]刘利涛，任元林.飞来峡水利枢纽除险加固工程塑性混凝土防渗墙施工技术的应用[J].建材与装饰，2016（07）：285-286

[5]黄莉，吕正权.飞抓斗法混凝土防渗墙施工技术在宁夏沙坡头水利枢纽工程中的应用[J].科协论坛（下半月），2012（12）：7-8.