水利工程施工中塑性砼防渗墙施工技术的应用浅析

林延均 佛山市三水区云东海街道水利所

塑性砼防渗墙是当前建筑行业应用最为广泛的防渗结构之一。从结构特点来看，其柔性更强、弹性模量低，能够适应较大的变形，且具有很好的抗渗性。这使得该结构在地震较频繁地区具有十分明显的应用优势。而在水利工程建设中，由于渗漏这一问题的发生会造成严重的影响，因此，技术人员应当加强对塑性砼的研究，使水利工程的稳定性得到保障。

1.塑性砼防渗墙的应用特点

从制作流程来看，塑性砼主要由黏土、砂及水泥等材料搅拌凝固而成。若想提高混凝土的应用效果，可在其中添加膨润土等外加剂，使其在使用过程中能够保持良好的极限应变能力，这也有助于实现对墙体应力状态的优化。而从使用情况来看，塑性混凝土的应用优势主要有：第一，弹性模量低。与普通型号的混凝土项相比，塑性砼的初始弹性模量较低，且在施工过程中能够通过人工的方式对其弹性模量进行调整。第二，弹性模量相对稳定，外界围压等因素对其弹性模量的影响程度较小。且随着围压作用的不断增强，墙体自身的结构强度还会随之不断提升，有助于提高墙体的防渗性，对其后续的安全稳定使用具有十分重要的作用。第三，有较强的变形性。在对混凝土的配合比进行设计时，技术人员往往需要使混凝土的弹性模量与周边土壤保持一致，避免对其变形性能造成影响。在这种情况下，即便墙体发生了较大的变形，其内部的应力也不会超过限度，这是塑性砼防渗墙在使用过程中最为明显的应用优势。第四，抗渗性较强。在制作塑性砼的过程中，技术人员往往会在其中添加膨润土、黏土等材料,使其抗渗性得到提升，渗透系数大多保持在10cm/s左右。此外，随着使用时间的不断延长，塑性砼防渗墙的效用还会逐渐提升。凭借这一优点，该设施被广泛用于水利工程、土石坝工程等工程防渗系统的建设中。

2.水利工程塑性砼防渗墙施工技术

2.1 墙体结构设计

在防渗墙施工开始前，设计人员需要做好墙体结构设计，这是保障防渗墙安全稳定使用的前提。具体而言，其应当对墙体厚度进行准确计算，再采取适宜的方式强化其抗渗性。而从抗渗性的提升这一方面来看，由于墙体抗渗性的强弱与其水力梯度有着直接的关系。因此，在进行墙体结构设计的过程中，设计人员需对墙体水力梯度进行调查，再通过B≥Hmax/(50～60)这一公式计算墙体厚度，这对墙体抗渗性的提高具有重要的作用。其中，Hmax防渗墙能够承受的最大值。而在计算墙体强度时，技术人员需先进行的力学实验，根据实验结果完成强度计算，以便对墙体的力学性能进行研究。且其还需要对环境影响进行考虑，以此为基础对完成对墙体结构的测算。最终可得，在防渗墙设计中，只有对保证材料模强比、极限应变值等进行因素进行妥善处理，墙体结构的设计才能满足工程需求。

2.2 塑性砼防渗墙配合比设计

由于配合比设计与防渗墙质量有着紧密地联系，使得设计人员在应用防渗墙施工技术的过程中，需要加强对这一方面的重视，推动墙体施工的顺利进行。具体而言，施工人员可选用热32.5水泥、二级钙基膨润土等材料，并通过试验对其掺入适量进行确定。同时，在选择砂石骨料时，应从粒径、性能等条件出发，保证该材料的选择能够满足塑性砼防渗墙的设计需求。另外，混凝土的初凝时间大多在8h以上，终凝时间在48h以上，且防渗墙的设计对水泥的依赖较小。在这种情况下，塑性砼与普通混凝土间除了需要添加膨润土外基本无二，这使得技术人员必须关注配合比的确定，防止对塑性砼的使用效果造成影响。

2.3 槽孔建造

根据行业规定，当强风化岩石嵌入地质0.5m左右时，技术人员就可以使用冲击钻进行成槽作业。此时若槽段过浅，其也可以使用人工与机械共进的方式进行挖槽施工的，再对槽段进行合理划分。在此过程中，管理人员需严格按照“主孔—扫小墙”的顺序进行分段施工。首先，施工人员利用CZ-8D型号的钻机及钻头进行施工，在各槽段上分设4个小孔，依次进行施工。随后，其需要对墙体进行清孔。其次，选择使用CG-30的钻，在各个槽段上分别钻出3个小孔，同样需要对墙体进行扫平与清孔工作。同时，技术人员还需要在施工开始前对场地进行平整，再将C10混凝土浇筑到防渗墙轴线两侧，设置好集水井、排水沟等设施。最后，当混凝土浇筑完成的第二天，可选择全站仪进行施工轴线放置，并在此基础上对孔桩中心、轮廓线等的位置进行确定，从而保证后续施工的顺利进行。

2.4 护壁泥浆拌制及回收

在制作混凝土防护壁的过程中，施工人员需要保证泥浆性能满足施工规定，并使其性能指标稳定在1.1～1.2g/cm之间，含砂量控制在5%以内。同时，泥浆内的黏土材料需在使用前进行充分的试验分析，保证黏土的颗粒含量在其总量的一半以下，再将塑性指数控制在20以内。另外，若黏土的取料难度较大，则可以选择二级钠基膨润土作为拌制材料，再在其中添加分散剂，如工业碱等。另外，对具体的泥浆拌制施工而言，技术人员需利用高速制浆机对其进行拌制。随着新浆液向膨化池的不断涌入，施工人员需以持续搅拌的方式对浆液进行处理，以使浆液具有泥浆性能。此外，技术人员需在储浆池上部存储满足使用性能要求的浆液，对企业不符合使用需要的废浆，如含沙量较大的浆液等，需立即处理，并将废渣堆放到指定位置，防止其对周边环境造成污染。

2.5 浇筑混凝土

从实际建设过程中，防渗墙的应用表现出较为明显的连续性，其主要依靠导管内外的压力差，再加上混凝土本身具有流动性的特点，使得施工人员可以通过使混凝土在孔内发生流动，进而提高对槽孔内部空间的利用率，这可以推动其形成墙体。另外，在浇筑混凝土的过程中，施工人员还需要对浇筑时间进行控制，一般在清孔结束后的4h之内完成。

混凝土的浇筑方法相对较多，当前常用的主要有直升导管法等，并利用罐车、泵输等方式完成运输。在浇筑过程中，施工人员还需注意以下几点：其一，在槽孔清孔完成后，需由专业人员对其进行验收。只有其验收合格后才能进行浇筑。其二，在距孔底15～25cm处，将短管套在导管底部；其三，按照先浅后深的原则进行浇筑；其四，在浇筑结束后，需对导管是否完整进行检验，防止其出现漏浆的问题。若确有此类问题发生，施工单位需立即对其进行处理，避免对浇筑质量造成影响。另外，在具体的浇筑过程中，施工人员还需对导管内混凝土的上升速度加以控制，避免速度过快或过慢影响浇筑效果。且其还需对槽孔内混凝土面的深度进行测量，对测量结果进行实时记录，以在有问题发生时能够及时找到原因。

2.6 槽段施工

首先，对槽段进行划分。在施工开始前，技术人员应当按照工程标准，将塑性砼防渗墙划分为若干单元，再在其上钻孔挖槽，使其形成连续的槽孔。随后，技术人员需要对钻孔进行编号，再通过间隔分序的施工方式，为后续施工的有序进行提供保障。具体而言，施工人员将奇数号槽孔作为主孔，先对其进行施工，随后再对剩余槽孔进行施工，使两者呈现出相间布置的效果。另外，在划分槽段的过程中，技术人员必须加强对实际情况的考虑，并结合对混凝土攻击能力的分析，使浇筑上升速度保持在2m/h以上。

其次，钻孔成槽。为防止在实际施工过程中出现事故，施工人员应当先在主河床部位槽段进行试验性施工，以对防渗墙底部高程进行确定，为后续的施工奠定基础。同时，技术人员还需对施工参数进行详细记录，明确各土层的实际情况，从而选择适宜的钻进速度。而在正式施工的过程中，施工人员需要对钻机的位置进行确定，并做好孔号、孔位等信息的核对，以对其具体位置进行明确。随后，利用冲击钻成孔的方式处理主孔，对副孔则通过劈打成孔来实行，且需要对钻进速度进行严格控制，防止对其他钻孔造成影响。

2.7 槽段浇筑

当清孔结束后，技术人员需要对孔底的沉渣厚度进行检验，保证其厚度在10cm以下，并做好对成孔质量的验收。当发现成孔存在质量问题时，需立即采用必要的纠偏措施，再将导管下放至指定位置，使其与孔底保持15～25cm左右的距离，并对导管的形状、焊缝质量等进行检查，防止在浇筑过程中出现渗漏等问题，对浇筑效果造成影响。一般情况下，技术人员需采用直升导管法完成浇筑，且施工人员需注意，导管在混凝土中的埋入深度应在6m以内，避免后期出现难以拔出的问题。此外，技术人员还需定期对槽孔内部的混凝土面标高进行测量，只有当其满足工程标准要求后才能停止施工。

3.塑性砼防渗墙施工质量控制

3.1 加强对方案设计的关注

在正式施工开始前，施工单位需与设计单位、监理单位等共同对项目图纸进行会审，并对施工方案的可行性加以判断。同时，其还需要与设计单位做好技术交底工作，针对图纸及方案中存在的漏洞进行深入研究，并对其进行妥善处理，以使水利工程施工得到顺利进行。另外，施工单位还需要对防渗墙施工所用的工艺、流程进行详细规划，再结合当前的实际需要确定最终的施工方案。具体而言，施工人员首先利用抓斗挖掘机在地层中开挖槽孔，再利用膨润土泥浆来对槽孔护壁进行填筑，提高槽孔的稳固性。其次，监理单位需要对槽孔的质量进行检验，只有当槽孔的质量满足工程标准后，才能继续施工。随后，施工单位在利用直升导管法来进行混凝土的填筑工作，再利用液压机完成对接缝位置的浇筑工作，保证槽孔壁的完整性。最后，其还需要在防渗墙基岩下方预埋钢衔架，使混凝土的浇筑效果得到保障。

现如今，多数施工单位在应用塑性砼防渗墙时往往按照施工方案的要求展开作业，如先将槽段进行划分，在对现场进行实际调查的基础上结合自身的设计经验，制定出更加完善的防渗墙施工流程，保证其技术水平达到施工标准。随后，监理单位就需要对该流程进行复核，并将其与现场的槽孔位置及进行比较，保证施工方案的合理性。且其还需对施工设备的使用性能进行检验，只有各方面因素全部满足工程标准，施工单位才能进行作业。

3.2 对槽孔形质量加以控制

首先，做好对孔形质量的控制。在施工过程中，施工人员需要以单控中心线为标准开挖槽孔，使其误差保持在10～30mm以内。为达成这一目标。其必须先对槽孔壁面的垂直斜率进行控制，绝不能使其出现斜偏现象。同时，施工人员也可以利用重锤法对槽孔斜率进行测量。当发现其出现斜偏现象时，需立即停工，对槽孔进行处理，并对其斜率进行二次验证。只有当槽孔斜率满足标准后，才能进行后续施工。

其次，施工人员需按照图纸要求完成钻孔取芯，并对槽孔基岩的深度进行测量，避免其在施工过程中发生偏移。且技术人员还需对钻孔过程中抽出的孔渣进行检验，根据检验结果对钻孔深度进行确定。而当基岩面存在陡坡槽段的问题时，就需要使用阶梯坎的方式完成钻孔，并加强对槽孔误差的控制。最后，施工单位在使用直升导管法进行混凝土浇筑时，需在浇筑开始前对导管的承压力度进行实验，保证其承压力满足浇筑施工的需求。且在混凝土浇筑开始前，还需做好对导管的安装，保证其底部位置与槽孔底部的距离在250mm以内。此外，在浇筑混凝土时，施工人员需注意绝不能突然停止，应保证浇筑过程的连续性，防止对浇筑效果造成影响。

3.3 塑性砼防渗墙成墙的质量管理

当防渗墙浇筑完成后，施工单位需对成墙质量进行检验。首先，对钻孔中心线位置进行核验，保证相邻钻孔的深度误差在1m以内。随后对槽孔的孔芯实施力学实验测试。其次，对混凝土浇筑槽孔进行取样实验，对槽孔的抗渗性能、抗压能力等进行检验。当发现有质量不合格的槽孔段，需将其上报至监理单位，由专业人员对其进行处理，直至其检验合格后才能进行后续施工。由此，塑性砼防渗墙的效用得以充分发挥，这对水利工程建设的顺利进行有着重要的促进作用。

4.结束语

在当前的水利工程建设中，塑性砼防渗墙对实际的工程质量有着重要的影响。这使得技术人员需要加强对该设施的研究，为水利工程建设的有序进行奠定基础。由此，本文对水利工程施工中塑性砼防渗墙施工技术的应用进行研究，通过对塑性砼防渗墙应用特点的分析，提出了加强对方案设计的关注、对槽孔形质量加以控制等措施，以提高防渗墙的建设质量，为水利工程质量的提升奠定基础。