水利工程中混凝土防渗墙施工技术浅析

丁毅 李绍燕 彭保栓

[ 作者简介 ]

丁毅，男，河南内乡人，内乡县抗旱服务队，助理工程师，大专，研究方向：水利工程建设管理。

李绍燕，女，河南内乡人，内乡县抗旱服务队，助理工程师，大专，研究方向：水利工程建设管理。

彭保栓，男，河南内乡人，内乡县人民政府计划节约用水办公室，助理工程师，本科，研究方向：水利工程建设管理。

[ 摘要 ]

水利工程项目建成后在一定程度上可以促进区域经济的发展，对加强水利建设管理工作也至关重要。渗漏问题仍然是中国水利工程常见的问题，直接关系到工程质量、施工安全和使用。因此应该了解造成这种问题的主要因素，并根据其情况采取相应的防渗措施，强化对防渗施工技术和材料的合理运用，比如防渗砂浆技术、抗渗墙技术等，最终使得水利工程产生优异的防渗效果。

[ 关键词 ]

水利工程；混凝土防渗墙；施工技术浅析

中图分类号：TV5

文献标识码：A

DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2022.15.056

随着社会的发展和经济水平的提高，水利工程项目的发展速度也愈发加快。当前的水利工程大多会使用混凝土防渗墙，虽然其在实际应用时可能会出现不同程度的安全质量问题，但适宜措施会增强水利工程项目的整体水平，保障水利工程施工效果。

1 水利工程应用防渗技术的意义

水利工程的建设不但必须符合结构稳定性的要求，更要具有一定的防震能力，其渗漏性问题也一直是工程界与建筑界所关心的要点。但是在工程具体实践运作的整个流程中，由于渗漏性的问题往往是不可避免的，而且问题出现的概率又相对较高，因此一旦没有及时解决，或者是解决的方法没有那么恰当，就会给工程的正常开展埋下巨大的安全隐患，从而产生严重的安全事故，大大地降低了工程的品质。另外，导致工程渗漏问题的因素也是多种多样的，不但涉及地基本身的结构强度，同时也和混凝土接缝的处理有着密切联系，这也就意味着工程施工方要选用不同的方式落实防渗任务，以确保防渗指标满足工程建设的实际需要。除此以外，工程设计技术人员还必须在工程建设阶段优化防渗方案的设计与规划。上述工作的主要目的都是保持工程的稳定性，因为一旦水利工程的泄漏越来越严重，势必会影响工程建设的社会效益和经济性效益，以至危及到民众的生命财产安全。总而言之，防渗技术在水利建设中的运用具有重要的价值，不但能够延长建筑的寿命，而且也能够减少对各种资源的消耗。

2 水利工程防渗设计应遵循的原则分析

水利工程工程防渗规划设计应遵循以下几个原則。首先，在水利工程工程防渗规划设计前，应划分建筑物的等级，并按相关工作规范进行现场勘察勘测工作，对拟建水利工程的基本情况有一个初步的了解。相关工作人员在考察调研过程中，应尽可能分析拟建水利工程的工程土质信息和建筑材料信息，并在此基础上结合国内外工程防渗经验和优秀技术成果，详细规划水利工程工程防渗设计。其次，在水利工程工程防渗规划设计过程中，相关工作人员应严格遵循相关工作流程和相应的工作规范，结合防渗、土壤盐渍化、冻害规划进行统筹考虑，尽可能提高水渠工程防水设计的科学性，从而有效满足灌嘴总体规划的要求。最后，在规划和设计水利工程时，设计人员应坚持具体问题分析的原则，全面分析施工现场的具体情况。在实践中，设计者需要深入分析设计场地的自然环境条件，如土壤、地下水位、温度等。同时，需要结合工程设计尺寸和工程设计防渗等技术要求来落实设计实践。此外，设计者应充分考虑到水、地下水和地表水资源的供应和需求。只有在充分考虑到建筑工地的社会经济和环境条件的情况下，才能制定科学合理的设计方案。

3 混凝土防渗墙的类型

一般来讲，在水利工程施工中防渗墙是一种重要的建设形式，混凝土防渗墙是一种垂直类墙体，该类墙体会沿着相关坝体进行纵向延伸。在混凝土防渗墙建设期间，相关人员需向表面的透水基础中进行造孔活动，再将混凝土放置在该孔中，使之形成带有混凝土材料的防渗墙体。在当前的水利工程施工中，相关人员可将混凝土防渗墙转化成混合型防渗墙、槽孔型防渗墙与桩柱型防渗墙，而根据墙体材料又可将其分成一般性混凝土防渗墙、灰浆混凝土防渗墙、黏土混凝土防渗墙、钢筋混凝土防渗墙与塑性混凝土防渗墙等。在水利工程施工期间，相关人员又可利用多种成槽方式，借用不同的成槽方式，可将其分成锯槽类防渗墙、钻挖成槽防渗墙、链斗成槽防渗墙、射水成槽防渗墙等。值得一提的是，混凝土防渗墙通常带有较高的抗渗标识，内部的弹性模量较低且强度适中，相关人员采用的混凝土拌合料也带有一定的坍落度与和易性等，在了解水利工程施工期间各种类型的防渗墙后，可根据工程项目的具体情况设计与施工条件选择不同类型的混凝土防渗墙。

4 水利工程渗漏的原因

4.1 施工缝渗漏问题及成因

一般情况下，若混凝土施工部位的面积较大，施工人员会应用分层施工方式或是将施工部分划分为若干小单元。在不同的混凝土层或单元之间会存在一些薄弱部位或缝隙，导致出现渗漏问题。水利工程施工过程中，若模板支撑的稳定性或模板封闭性较差，会产生跑浆现象，导致混凝土结构出现蜂窝与麻面等问题，造成缝隙渗漏。

4.2 施工设计问题

由于混凝土结构向来是水利工程建筑中比较脆弱的部分，因此出现漏水现象的概率就相对较高。在建筑设计与施工的过程中，混凝土结构的防水设计也是相当关键的，如果工程设计人员能选用防水特性比较优良的建筑材料进行后续操作，那么就会降低水利工程变形缝隙漏水的概率。而在具体实施的过程中，部分建筑单位却不选用与工程相符合的防水材料，这样就无法为混凝土结构进行合理的防护设计，使混凝土结构容易出现变形，最后导致漏水的现象更加严重。部分工程设计人员在建设的过程中也未能仔细分析水利工程修建的实际需求，导致工程设计人员与实际施工操作严重脱节，一旦工程施工人员根据预定的防水方案进行各项作业，就必然无法合理充分地发挥出水利工程的防水特性，反而会加重项目的漏水状况。此外，如果工程工作人员在进行防渗水工作的时候，未能严格地按照工程建设的规范与标准进行，在止水带所安放的地方出现了很大偏差，也一样会导致水利工程渗水现象的发生。

4.3 塑性收缩

在实际开展水利工程施工建设时，塑性收缩也属于导致混凝土出现裂缝的一个主要因素。通常情况下，混凝土结构的施工多借助浆液浇筑的方式来开展，同时固化混凝土，以此来满足施工要求。这一环节非常容易受到一些外界因素的干扰，比如大风以及高温等，会导致水泥水化，这会使混凝土的强度持续降低，如果外部压力明显超过混凝土自身承载能力，便会出现裂缝。

4.4 环境因素

环境因素属于导致混凝土出现裂缝的一大因素，混凝土所处环境的温度以及湿度能够对其产生重要影响，甚至可以直接决定混凝土的质量。在实际开展混凝土制作工作时，其硬化过程中，水泥材料能够释放出水化热能，同时促使混凝土内部温度持续提高，这就会导致其表面逐渐形成一定的拉应力，而在其冷却过程中，结构内部同样会产生相应的拉应力，一旦表面以及内部拉应力达到甚至超过混凝土结构自身所能承受的抗裂能力，便会导致裂缝出现。所以，环境的温湿度属于水利工程施工中的重要因素，在实际施工过程中应做出合理控制。

5 水利工程中混凝土防渗墙施工技术浅析

5.1 锯槽法成墙施工技术

锯槽法成墙施工技术具有复杂的施工流程。施工人员应根据规定角度调整锯槽机刀杆的倾斜度，以每小时1.2米的速度进行切割。在先导孔内对前方、上方及下方等多个方位进行来回切割，利用排渣系统将切割出的土体排到槽外区域。利用泥浆进行墙壁保护，避免墙壁遭到破坏。可以利用塑性混凝土进行墙壁浇筑，形成防渗墙。锯槽法成墙施工技术复杂，但是成墙较深且成槽效率较高，可以为灌浆施工提供便利。

5.2 射水法成墙施工技术

应用射水法成墙施工技术时，要应用混凝土搅拌机、造孔机及浇注机等设备。要先利用造孔机成型器中的喷嘴喷射出来的高速水流对土层进行切割。成型器会在先导孔中进行上下活动，将泥浆当作护壁材料，从而修整内壁，使内壁质量达到施工要求。当槽孔形成之后，可以利用水下混凝土或塑性混凝土开展浇筑，从而形成防渗墙。需要将防渗墙的标准厚度控制在0.45米之内，深度控制在30米之内。射水法成墙施工技术的经济效益较高，在水利工程建设中应用范围较广。

5.3 多头深层搅拌水泥土成墙施工技术

应用多头深层搅拌水泥土成墙施工技术时，应利用搅拌机将若干个钻头钻到孔中，在土体中喷射水泥浆，之后立即开展搅拌，实现水泥浆与土体的混合，当混合物固结之后会形成水泥土桩，将所有的水泥土桩连接起来就会形成防渗墙。在应用此防渗技术时，要将成墙深度控制在22米之内，将水泥土渗透系数控制在0.3兆帕。多头深层搅拌水泥土成墙施工技术具有操作简单、所用泥浆低污染、成本低、防渗效果好等优势，应用范围较广。

5.4 链斗法成墙施工技术

链斗法成墙施工技术比较适用于沙土、砂砾石及黏土等含量不超过30 %的土层中。应用链斗法成墙施工技术时，需利用链斗式开槽机排桩上部的旋转链斗进行取土，将斜置排桩下放到成墻深度，利用开槽机进行土方开挖，并利用泥浆进行墙壁保护。链斗法成墙施工技术中应用的混凝土浇筑方式与锯槽法成墙施工技术的混凝土浇筑方式类似，开槽宽度一般在16～50厘米，深度一般在12.5厘米左右。

6 控制混凝土裂缝的有效对策

6.1 合理设计施工方案

在实际开展水利工程施工方案的设计工作时，应该对混凝土比较容易出现裂缝的部位给予高度关注，通常情况下，在构件材料截面允许的同时不改变配筋率的前提下，所选用钢筋的直径以及间距越小，往往越能够更好地降低混凝土出现裂缝的概率。除此之外，可以结合混凝土自身允许的裂缝宽度值来开展科学的设计工作，在实际开展水利工程施工建设时在一定程度上能够避免混凝土出现裂缝，有助于提高建设质量以及工程耐久性。对于混凝土构造方面的配筋加固过程也需要给予合理设计，必须选用规格最为合适的钢筋材料，比如，施工中可以相对较多地选用一些直径较小以及间距较小的配筋材料，以此来对混凝土开展加固作业，借助这种方法可以显著降低混凝土在实际施工过程中出现裂缝的可能性。

6.2 改善混凝土施工工艺

首先，在通常情况下，借助分层分段法开展浇筑作业，能有效降低内外温差，降低裂缝病害发生的概率。其次，可以优化配筋，避免应力过度集中，同时加强其抵抗温度和应力的能力，特别是洞口周围、转角处、变截面等部位的配筋，非常容易产生集中应力。针对这种情况，我们可以在洞口周围合理地增加一些斜向钢筋或者钢筋网，同时对变截面进行局部处理，保证截面的有效过渡，适当地增加阻力。最后，根据实践经验，对于相应的平面尺寸比较大的大体积混凝土结构，一般可以通过设置后浇带来有效降低外部约束力和温度应力的影响。

6.3 强化设备使用效果

基于水利工程项目的庞大性，在开展多项施工工作时会用到不同类型的机械设备。例如，在混凝土防渗墙建设施工中就会使用到钻孔机械，该类机械虽然较为普遍，但施工人员仍要采用合适的方法。水利工程项目在实行钻孔施工期间，相关人员要利用钢绳冲钻机中的冲击钻头来完成地面破碎工作，完全粉碎地面表层，再借用抽砂筒来适时抽取地面表层内的泥屑与碎石。一般来讲，钢绳冲钻机开展的项目施工多作用在地面表层内，若在地面采用该类形式，不仅会消耗更多的能源与资源，还会适时降低其整体的工作效率，因而要及时更换钻孔方案。施工人员在开展钻孔工作选用带有循环、冲击性质的冲钻机时，根据该水利工程项目的建设现状，要及时改动其内部的出渣方法，利用泵来完成连续出渣工序，及时解决钻机工作期间其地面颗粒遭受破坏的问题。相关人员在使用不同钻孔技术或设备时应依照该项目的具体运行情况，对相关设备与技术实行严格管理。

在完成施工钻孔设备的科学管理后，施工人员还需不断强化自身的钻孔、导孔施工技术，如在实行导孔施工期间，根据水利工程项目的实际情况可实行两钻抓法，也就是说导孔间距为抓斗内部孔直径与张开宽度的和。

7 结束语

混凝土防渗墙在水利工程中发挥着重要的作用，决定着整个水利工程的质量和使用寿命。各个施工单位必须重视改善防渗墙的施工技术，为解决混凝土防渗墙建筑方面的问题提出科学合理的解决措施，保障防渗墙在水利工程中防漏、防渗的作用，提高防渗墙的使用率，并提高水利水电工程的质量，确保施工技术的安全性和水利工程的可持续性发展。

参考文献

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