水利水电工程建筑中混凝土防渗墙施工技术的运用

张金龙

蚌埠市江河水利工程建设有限责任公司 安徽 蚌埠 233000

随着人们需求的逐步增长，水利工程项目的发展速度也愈发加快，在当前的水利工程施工内，大多会使用混凝土防渗墙，虽然在实际应用时会出现不同程度的安全质量问题，但若采用适宜措施仍会增强水利工程项目的整体水平，保障其建设效果。

1 水利水电工程混凝土防渗墙类型

1.1 桩柱式混凝土防渗墙

桩柱式混凝土防渗墙自身具备良好的防水效果，其对于施工技术要求相对较高，施工方法十分的灵活。借助专业的综合性能较强的钻头在墙体结构上钻洞，确保孔洞的直径满足施工的需要，对孔洞的质量加以保障。钻孔操作完成之后，还需要运用水泥混凝土对孔洞进行填补。在进行桩柱混凝土防渗墙施工工作的时候，应当采用根根连接的方法，促使各个桩基形成一个完整的整体。要想保证墙体的质量，可以选择接头管法、套接、连锁的方法，这样对于确保防渗墙的综合性能也可以起到积极的作用。

1.2 板桩灌输式混凝土防渗墙

板桩灌输式混凝土防渗墙通常都是运用振动的方法来辅助钢板桩可以更好地放入到地基结构之中，在钢板桩的边缘选择适合的位置安设管道，在地基中的钢板放入到指定的位置之后，可以运用液压器将桩体取出，钢桩上的小管的主要作用就是起到防渗材料的导入引导作用，在进行拔桩操作的时候，借助钢桩的优越性可以将防渗材料引入到管道之中，并且充实孔洞这样就可以建造出完整的防渗墙结构[1]。

1.3 槽板式混凝土防渗墙

在开始进行槽板式混凝土防渗墙建造工作之前，还需要结合设计情况来设置孔洞，将浆液灌入到孔洞之中，并且采用有效的方法来实施加固操作。在泥浆灌注操作结束之后，等到整个结构彻底的稳定之后，还需要将水泥混凝土进行补充，这样就可以建造出良好防渗性能的墙体。要想对孔洞的大小加以保证，确保满足实际需要，还需要对实际情况和需要加以综合分析。

1.4 泥浆槽混凝土防渗墙

泥浆槽混凝土防渗墙与其他类型的防渗墙在施工方面存在明显的差别。在进行沟槽挖掘施工工作时，需要保证沟槽的宽度达到规定的要求，并且在地面挖掘沟槽还需要积极地进行加固处理，使用泥浆来进行关注，将泥浆充满沟槽内部，并且还需要对沟槽的回填工作加以综合考虑，一般可以使用黏性能较强的沙土和砂石，这样就可以对回填的质量加以保障。

2 塑性混凝土防渗墙整体施工技术

塑性混凝土防渗墙施工技术的运用需要使用到诸多的土及膨润土在内的全新的墙体材料，这类施工材料的运用不但可以有效地促进防渗墙综合性能的提升，并且也可以保证防渗墙的防渗效果满足实际需要，从而解决其他施工材料在实践中可能造成的不良问题。这类墙体材料的在实践中的运用时间较短，属于新型的材料，其最为突出的特征就是弹性模量相对较低，工程结构如果出现变形的问题，那么就可以选择使用这类材料来提升结构的抗压能力，规避变形情况的发生。首先，需要做好充分的前期准备工作，并且设立导向槽。导向槽的大小也需要进行且杀跌把控，确保其净宽度超出防渗墙的大小。防渗墙的中心线与深度存在一定的关联，要想切实的避免发生坍塌的问题，还需要对孔壁的质量加以根本保障，确保孔洞设置的合理性，保证孔壁结构的稳定性。同时，在实施造孔的时候，还需要对涉及的各方面内容加以综合考虑，结合实际情况和需要来制定施工方案，这样才可以确保槽孔能够满足实际施工工作的需要。槽孔的设置应当尽可能地控制墙段的接头数量，从而对施工工作的安全性加以根本保障。在槽孔划分工作结束之后，就可以实施施工工作，为实际施工工作创作良好的基础。塑性混凝土防渗墙体施工技术涉及的要点较多，并且针对性地制定了规范标准。

3 工程概况

以某水库为例，探究其塑形混凝土防渗墙施工技术。该水库属河谷型带状水库，地势总体北高南低。山体海拔一般在2900-3100m，相对高差100-300m，山势挺拔、陡峻。石板沟向由北向南穿行，河道顺直，呈基本对称的“U”字形，河谷底宽约150-350m不等，河床自然比降4%-6%。库区地层岩性为三叠系上统延长群（T3yn）灰白色、灰绿色砂岩及灰黑色、黑褐色页岩，第四系堆积物主要为砂砾石层（glpQ3）、含漂石砂砾卵石（alpQ4）、洪积碎石土（plQ34）及坡积碎石土（dlQ34）。

4 混凝土防渗墙施工技术应用流程

4.1 施工准备

①施工用电准备。在搭设完用电设备与线路等设施后，计算其用电系统，确保其满足防渗墙整体施工要求。②施工用水准备。实地勘测，确保河道水质满足各个阶段的施工所求，施工用水能从河道直接抽取。③施工道路准备。在进行槽孔式防渗墙施工时，确保已修好进场与施工道路，使槽孔式防渗墙施工所需的机械设备能够直接到达工作面[2]。④试验准备。先进行泥浆与混凝土配合比与性能试验，并呈递给监理单位进行审批。在防渗墙中心完成一系列的施工现场试验，获取造孔→成槽→泥浆固壁→墙体混凝土浇筑资料与检验，在审批之后，进行正式的防渗墙施工。

4.2 搭建施工平台

混凝土防渗墙施工平台由以下数个部分组成：由钻机工作平台、倒浆平台、排浆沟和施工道路等部分组成。①在钻机施工侧布置动力线路、水管、泥浆管道，另一侧沿施工轴线布置砼浇筑设备。②按照项目整体施工特征以及各阶段实际施工要求架设长宽分别为118m、12m的施工平台，便于后续施工，在建设平台时需高出始河道1.5m。③综合建筑单位提供的基本数据与资料、水准点、基准线、测量基准点，按照固定流程测放施工控制网，得出测放结果之后呈送给监理单位。④在开挖导墙前放出防渗墙中心线，在中心线两侧洒出填筑平台线轮廓线，用挖掘机、装载机整平、压实建筑基础。⑤在建设单位与监理单位指定的黏土料场用自卸汽车取料修筑施工平台，用履带式挖掘机或者装载机分层压实。

4.3 导墙施工

4.3.1 导墙施工原则

导墙是沿墙面两侧构筑的临时性结构物，但其在成槽作业时有着重要作用，比如承重、避免槽口坍塌、槽段定位、控制标高和成槽导向等[3]。除了需严格按照导墙设计图纸推进施工流程之外，还需关注施工经济型、安全性与质量等，保障工程的顺利实时。此外需贯彻“三检制”，对土方工程重难点环节实施全面检查与控制，在该道工序合格后开始下一道工序，而就抽测点来说，应保持其整体施工进度的适宜性，避免压实面风干时工期延误。

4.3.2 导墙施工要点

在进行导墙施工时，按照该位置实际情况建设为“г”型，选择C20钢筋砼进行浇筑，其顶宽与高度为1.6m、1.5m；在进行导墙施工时，禁止汽车吊、混凝土搅拌车等大型设备在导墙附近活动。

4.3.3 开挖导墙基槽

借助RTK放出防渗墙中心线，两侧位置洒出导槽边线，在边线位置开挖基槽，高于设计底面30cm时，选择水准仪抄平，设水平桩，以此为基础控制挖槽深度。在结束基槽开挖工程之后，检查基槽宽度与深度，确保其满足设计规范要求，呈报相应结果进行审批，审批通过后进入下一道工序。

4.3.4 导墙浇筑

综合整体要求，导槽位置绑扎钢筋、浇筑混凝土。导墙浇筑时满足以下技术指标：平行于防渗墙中心线允许偏差为±1cm，导墙顶面高程允许偏差为±1cm，导墙顶面高程允许偏差为±0.5cm，导墙间净距各自允许偏差为±0.5cm。

4.3.5 平台修筑

平台修筑包括由钻机工作平台、倒浆平台、排浆沟和施工道路等部分。在结束导墙施工后，综合总体布置，铺设13-22cm的碎石路面在钻机施工侧，以此来铺设冲击钻轨道。另外一侧浇筑倒浆沟与混凝土路面。

4.4 制备泥浆

4.4.1 泥浆选择

防渗墙造孔施工时泥浆的主要用处时稳定地层、支撑孔壁，冷却钻具、携带钻渣、悬浮的作用，且泥浆具备较好的抗水泥污染能力、稳定性、流变性能、物理性能。需综合施工条件、经济技术指标、造孔工艺等因素选择适宜的泥浆土料。通常防渗墙施工选择3级膨润土制浆，而一些重要工程或者地质复杂工程多会选择二级膨润土制浆。泥浆配合比与性能指标则需综合泥浆用途、造孔方法、地层特性加以试验并选定。

4.4.2 明确膨润土浆液性能

膨润土浆液性能按照《钻井液用膨润土》标准。按照施工现场整体状况明确泥浆池数量与位置，单个泥浆池储存浆量在150m3左右。再进行制备池、沉淀池分割，泥浆利用率虽然提高，但不会影响防渗墙整体性能。

4.5 划分槽段

按照设计方案与图纸提供的槽段长度要求与槽段号对槽段实施槽段划分，在导墙两侧用油漆在顶部标记槽段号以及各个阶段的槽段槽孔号，还需控制好槽段长度，缩减槽段间接头数目以提升整体性，且受限于墙基地质条件、成槽深度等，槽段不会太长。综合槽壁稳定性验算与以往槽段划分经验，本工程选择将砼防渗墙划分为一期槽与二期槽，长度皆为6m。

4.6 防渗墙施工

4.6.1 成槽施工

①成槽选择冲击钻施工，首先钻出5个主孔，再实施小墙劈裂，先一期槽、后二期槽；②为明确基岩面高程，可首先鉴定分析一期槽段样品土壤，确保其满足施工要求。槽段入岩深度、槽孔宽度分别为0.5m与80cm，孔位中心与孔斜率偏差应分别控制在±3%、0.4%；在造孔时，选择膨润土泥浆护壁，泥浆黏粒含量、塑性指数控制在55%、60%以内，其他指标满足实验所需。定时搅动泥浆池内泥浆，避免沉淀与结块。孔内泥浆面低于导墙顶面30-50cm。

4.6.2 终孔验收与清孔换浆

结束槽段施工后，报与监理工程师对槽段宽度与长度、孔斜、孔深、孔位等全面验收，合格之后清孔换浆，并在结束换浆1h达到如下标准：①孔底淤积厚度控制在100mm以内；②槽内泥浆密度在1.15g/cm3以内，马氏漏斗黏度控制在32-50s，含砂量应控制在6%。在结束二期槽孔清孔换浆前，刷洗接头砼孔壁泥皮，清孔换浆4h后内浇筑砼。

4.6.3 墙体连接

墙体连接选择钻凿接头孔法，在浇筑过一期槽孔，在混凝土初凝时，以冲击钻冲凿槽孔两端砼，且保持钻凿直径能够配搭槽宽，形成接头孔，工艺简单，利于施工安排。

4.6.4 墙体砼浇筑

（1）砼拌和与配比材料选择。选择砼强制式搅拌机进行混凝土拌制，材料配比应达到以下标准：①水泥标号超过32.5R，中粗砂，含泥量、黏粒含量控制在3%、1.0%以内；②粗骨料选择砾石、天然卵石，最大骨料粒径小于40mm，含泥量小于1%，泥块含量不大于0.5%；③浇注混凝土入孔扩散度、坍落度分别在340-400mm与180-220mm；坍落度保持150mm以上超过1h，且初凝时间超过6h，终凝时间控制在24h之内，混凝土密度超过2100kg/m3；④混凝土胶凝材料用量超过350kg/m3，控制水胶比在0.6之内；塑性混凝土水泥用量、胶凝材料总量应不低于80kg/m3、240kg/m3，砂率超过45%；塑性混凝土选择一级配骨料，如选择二级配骨料，中石用量：小石用量不大于1；⑤弹性模量、渗透系数、抗压强度等指标满足设计文件标准要求[4]。（2）导管下设。控制导管内径在200-250mm，选择丝扣连接，并以橡胶密封圈对相连丝扣密封。槽孔浇筑选择3组导管，具体情况需满足距孔端距、导管中心距要求。在槽底高差超过250mm时，置导管在控制范围最低处，槽底、导管底口距离控制在150-250mm。（3）砼运输。综合施工现场选择适宜砼运输方式，一般会选择砼搅拌运输车、砼输送泵完成输送工作，且在砼浇注时应保持一定连续性，若是因其他不可抗因素而中断，中断时间不应大于40min。（4）砼浇筑。选择直升导管法实施泥浆下砼浇筑，浇筑前于导管内部放入能够漂浮的隔离塞球，注入些许水泥砂浆，控制注浆速度，不间断地完成混凝土浇筑，挤出隔离塞球的同时埋住导管底端。浇筑时满足如下标准：①导管埋入砼深度控制在1m≥h≥6m；②混凝土面上升速度超过2m/h；③保持砼面均匀上升，每隔30min测一次面深度，保证砼面高差不超过500mm；④浇筑砼时，设盖板，避免混凝土散落槽孔内；⑤避免混凝土将空气压入导管内。

5 防渗墙质量采用的检测方法

防渗墙质量检查一般采用现场质量检查和室内检测的方法。其主要检测方法为：（1）原材料检测；（2）混凝土检测；（3）声波检测；（4）孔内电视成像；（5）压水试验。混凝土防渗墙质量检测方法中的原材料和混凝土检测为常规检测方法，主要依据相关的规范进行；而检测方法中的声波检测、孔内电视成像和压水试验为本次研究采用的主要方法，其检测原理为：（1）声波检测为弹性波检测方法中的一种。该方法建立在固体介质中弹性波传播理论基础上、以人工激振的方法向介质发射声波，在一定的空间距离上接收被测介质物理特性所调制的传播速度、振幅、频率等声波参数，通过数据处理与分析解决岩土工程中的有关问题。声波检测是一种轻便、灵活、快捷、高效的检测方法。（2）孔内电视成像采用先进的DSP图像采集与处理技术，配合高效图像处理算法保证了全景图像实时自动采集[5]。全景视频图像和平面展开图像实时呈现，图像清晰逼真;系统高度集成，探头全景摄像、无须调焦，可对所有的观测孔进行360°全方位、全柱面观测成像。野外数据采集操作方便，室内软件处理简洁直观，可显示并输出平面展开图与立体柱状图。通过检测以视频的形式获取地下信息，具有直观性、真实性等钻孔孔壁岩层表面特征原始图像的优点，对划分地层结构、确定软弱泥化夹层，断层、裂隙、破碎带，观察地下水活动状况位置等具有重要作用，其已广泛应用于地质勘探和工程质量检测中，在工程建设中还可用于检查混凝土浇筑质量与灌浆处理效果等。（3）压水试验是一种在钻孔内进行的渗透试验，其方法是将栓塞把钻孔隔离出一定长度的孔段，然后以一定的压力向该孔段压水并测定出相应压力下的压入流量，以单位试段长度在某一压力下的压力流量值表征该孔段岩石的透水性，通常以透水率q表示，单位为吕荣（Lu），是评价岩体渗透性的常用方法。

6 结束语

综上所述，针对水利工程施工中的混凝土防渗墙施工技术来说，施工人员应适时了解其对应的施工方法，借助实地探测来掌握适宜的防渗墙施工技术，其具体的施工过程在与工程具体要求、情况相融合的同时，还需及时优化施工设计方案，在根源上确认项目施工质量，促进混凝土防渗墙整体的坚固性、稳定性。