水利工程塑性混凝土防渗墙施工技术分析

赵 晓

（41108119******1323）

一直以来，我国农业生产和城市生活供水都与基础水利设施建设密切相关，水库作为重要的基础水利设施，在合理调配水资源方面发挥着重要的作用。随着社会的不断发展，大量早期修建的水库工程均出现了不同程度的病害问题，其中渗漏问题最为普遍，且危害巨大，如何有效治理水库渗漏问题成为当前亟待解决的难题。本文以某水库防渗工程为研究对象，结合工程实际，最终确定了塑性混凝土防渗墙施工工艺，相比普通混凝土，塑性混凝土是一种新型的防渗材料，具有良好的抗渗性能，将其用于水工建筑物防渗施工，可保证槽壁稳定、墙体质量和提高防渗效果。

1 塑性混凝土防渗墙的优点

在水工建设中混凝土墙是一种较为常见的防渗体系，一般情况下，普通混凝土防渗墙由抗压强度7.5MPa以上的混凝土材料构成，随着长期实践和应用，普通混凝土防渗墙缺点愈加突显，例如，适应变形能力能力不足、成本高等。为了更好地解决这一难题，塑性混凝土得以应用与发展。塑性混凝土是一种新型复合材料，是通过黏土或膨润土替代普通混凝土内的部分水泥，从而改善混凝土使用性能，降低成本。相比普通混凝土，塑性混凝土优点如下：

1）弹性模量小。塑性混凝土的弹性模量仅为普通混凝土的1/100左右，在坝体或坝基变形方面具有良好的适应性，且抗裂能力强，无需设置防裂钢筋。2）渗透系数小。塑性混凝土渗透系数小，可大幅降低坝体浸润线，有效控制大坝渗漏量。3）可操作性强。塑性混凝土拌和物可操作性强，早期强度小，具有良好粘聚性，工程造价低。

2 工程概况

某水库工程建设等级为III级，规模中型，防洪、灌溉为水库的主要功能。大坝全长450m，坝顶宽6m，下游坝顶宽4m，坝顶高程为315.56m。上游采用现浇砼块板护坡，坡比为1:3；下游采用草皮护坡，坡比为1:2.5，且下游坡有一马道设置，310m为马道高程，2m为马道宽度。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。经多方商议，最终决定采用塑性混凝土防渗墙施工大坝防渗加固施工。

3 塑性混凝土防渗墙施工工艺

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，主要采用黏土，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，300m³为贮浆池容量。泥浆拌制好以后，经过三级处理，可利用Φ150mm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。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。3）清槽。成槽时，将会有大量沉渣存于槽底，甚至产生沉淀层，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100mm以下，含砂率不超过10%。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。经密闭承压试验检测质量满足设计要求后即可进行安装。浇筑过程中，要做好测量工作，保证浇筑质量。施工完防渗墙后，可在结合部位设置接头孔，600mm为孔径，保证接头孔位置准确，质量合格。5）质量控制。施工单位应根据水利工程实际情况建立起完善质量保证体系，尤其加强重点施工环节的控制。塑性混凝土浇筑直接影响了防渗墙的性能，必须严格按照相关标准进行操作，规范施工人员行为，尽量减少质量隐患。同时针对工程难点加强施工人员技术培训，使其充分掌握塑性混凝土防渗墙施工的技术标准，从根本上提高施工质量。由于在塑性混凝土浇筑时通常采用导管直升法，因此混凝土材料应具有良好的和易性及流动性，以免出现导管堵塞现象。在塑性混凝土材料运送至施工现场之后，检查其坍落度，若材料质量无法达到相关标准，禁止应用在防渗墙施工中。混凝土浇筑上升速度控制在2m/h以内，随着浇筑高度的增加逐渐提升导管。在此过程中，导管速度不宜提升过快，否则会影响墙体连续性，进而降低防渗性能。

4 塑性混凝土防渗墙防渗效果分析

待修建塑性混凝土防渗墙后，对比分析原坝后渗流明流情况和坝体内测压管内水位情况，具有较为显著的防渗效果，说明塑性混凝土防渗墙施工效果良好。主要表现在以下几点：

1）坝后渗漏现象基本消失。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2.3L/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。2）坝体内水位下降显著。施工前，水库水位为311.45m，坝轴线钻孔稳定水位为305.43m。施工后，水库水位为311.70m达到正常高水位，此时，坝轴线钻孔稳定水位为304.30m，水位降低了1.13m，表明修筑塑性混凝土防渗墙后，可坝基主要渗漏通道起到了有效阻断作用，在减少渗压水头方面效果显著。

5 结束语

综上所述，由于水利工程所处环境的特殊性，对于防渗要求较高。塑性混凝土防渗墙在水利工程中应用较为广泛，不仅具有良好防渗性能，且变形适应能力强。在外界荷载压力作用下不会在墙体内部出现较大应力，避免结合面分离，保证水利工程运行安全性。在具体施工时，应严格按照相关技术要求，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。