李浩强

（中国水电基础局有限公司　天津　301700）

混凝土防渗墙施工技术在水利水电工程中的应用

李浩强

（中国水电基础局有限公司天津301700）

水利工程的渗流安全问题在整体安全中占有重要地位，直接影响大坝的运行安全。其中，混凝土防渗墙作为大坝加固防渗体系的主体部分，防渗效果最为可靠。本文重点分析了混凝土防渗墙施工技术在水利水电工程中的应用。

混凝土防渗墙施工技；水利水电工程；应用

引言

当前，随着社会经济的不断发展，水利水电工程在人们的日常生活、生产中所占据的地位越加重要。而在水利水电工程的建设运行过程中，渗漏问题极为常见，其危害性也十分大。渗透水流除浸湿土体降低其强度指标外，当渗透力大到一定程度时将导致坝坡滑动、防渗体被击穿、坝基管涌流土等重大渗流事故。对此，加强水利水电工程的防渗施工势在必行。

1　防渗墙施工技术概述

近些年，随着我国水利技术的发展，垂直防渗加固技术得到了迅速发展，垂直防渗已成为十分常见的工程措施，其中混凝土防渗墙的效果最为可靠，因此成为许多重要工程的首选方案。混凝土防渗墙主要采用钻凿、锯槽、液压开槽机、射水及抓斗等工法，在坝体或地基中建造槽型孔，以泥浆固壁，然后采用直升导管，向槽孔内浇筑混凝土，形成连续的混凝土墙，以达到防渗目的。防渗墙施工可以适应各种不同材料的坝体和各种复杂的地基，墙的两端能与岸坡防渗设施或岸边基岩相连接，墙的底部可嵌入弱风化基岩内一定深度，彻底截断坝体及坝基的渗透水流。

2　混凝土防渗墙施工技术在水利水电工程中的应用

如图1所示即为水利水电工程中混凝土防渗墙施工工序。

图1　水利水电工程中混凝土防渗墙施工工序

2.1造孔

在进行防渗墙造孔施工时，应严格按照施工区域地层情况、钻机类型及施工条件，进行施工方法的选择，如∶钻劈法、两钻一抓法或抓取法等。划分槽段时，应综合考虑地基的工程地质及水文地质条件、造孔方法、机具性能、造孔历时、墙体预留孔位置及浇筑导管布置原则等因素。合拢段应以短槽孔为宜，应尽量安排在槽深较浅、条件较好的地方。槽孔孔壁应平整垂直；一、二期槽孔接头套接孔的两次孔位中心的偏差值不得大于设计墙厚的1/3，并应保证防渗墙的设计墙厚。

2.2泥浆固壁

在混凝土防渗墙施工过程中，必须确保泥浆固壁质量达标。对此∶①应根据施工条件、造孔工艺、经济技术指标等因素选择拌制泥浆的土料；泥浆的性能指标和配合比，必须根据地层特性、造孔方法、泥浆用途，通过试验加以选定，最终确保泥浆具有良好的物理性能、流变性能、稳定性以及抗水泥污染能力。③在施工过程中，当发生漏浆、渗浆时要及时补充，并采取措施进行堵漏，保证槽孔内浆面高于导向槽底部；如果出现塌孔事故可采用低标号混凝土进行回填，待达到一定强度后再进行施工。

2.3混凝土浇筑

防渗墙混凝土的浇筑采用水下导管浇筑法（见图2），导管内径以200～250mm为宜。槽孔内使用两套以上导管时，导管间距不得＞3.5m。一期槽端的导管距孔端或接头管宜为1.0～1.5m，二期槽端的导管距孔端宜为1.0m。当槽底高差＞25cm时，导管应布置在其控制范围的最低处。导管的连接和密封必须可靠。应在每套导管的顶部和底节管以上设置数节长度为0.3～1.0m的短管。导管底口距槽底应控制在15～25cm范围内。开浇前，导管内应置入可浮起的隔离塞球；开浇时，应先注入水泥砂浆，随即浇入足够的混凝土，挤出塞球并埋住导管底端；在浇筑过程中，要控制混凝土浇筑强度，速度过快可能劈裂坝体，过慢会使混凝土表面泥浆沉淀较厚，同时表层混凝土初凝，影响浇筑质量。

2.4墙间接缝

各槽段间由接缝连接成防渗墙整体，槽段间的接缝是防渗墙的薄弱环节。两槽孔间混凝土墙的连接，是保证防渗的关键。在连接部位，从孔口到孔底连接的墙厚，必须达到设计厚度，且混凝土墙间必须连接紧密，夹泥层不能过厚，以防渗透破坏。目前采用的接头主要方法有钻凿法、拔管法、双反弧法、铣槽法及接缝设置止水等。

3　工程实例

3.1工程概况

图2　水下导管浇筑示意图

某水库是一个具有灌溉、供水、防洪等综合效益的水利工程，总库容2360万m3，拦河坝坝高63.80m，属中型Ⅲ等工程，大坝为3级建筑物。枢纽由沥青混凝土心墙砂砾石坝、开敞式溢洪道、泄洪兼导流洞、放水灌溉洞组成。大坝坝顶宽度为8m，坝长337m，上游坝坡坡度为1∶2.25，下游坝坡坡度为1∶2.0。坝基基础防渗采用混凝土防渗墙加1排帷幕灌浆型式，防渗墙深入基岩。

3.2混凝土防渗墙设计

河床坝基宽124m，由于河床覆盖层深厚、渗漏问题突出，故设计决定采用槽孔混凝土防渗墙防渗，墙长125m，最大深度50m，面积5320m2，厚度1.0m，设计强度等级C20，抗渗等级W10，弹性模量E控制在22～31.5GPa，入孔坍落度18～22cm，扩散度34～40cm，最大骨料粒径不大于40mm，槽孔孔斜率不大于0.3%，预埋灌浆管的孔斜率不大于0.3%。顶部通过采用混凝土基座（C25、W6、F200）与沥青混凝土心墙连接，基座宽3.0m，厚1.5m，墙下基岩设1排帷幕灌浆。先浇防渗墙，后进行帷幕灌浆，与两岸及坝肩防渗帷幕一起形成完整的防渗体系。施工期间，河床覆盖层左右岸坡基岩处，先导孔查明岸坡基岩形态，然后进行防渗墙施工，并加密、加强帷幕灌浆，保证防渗墙与岸坡基岩接触紧密。在防渗墙施工前进行地质复勘工作，复勘孔每个一期槽布置一个，两岸陡坡段适量增加，复勘孔根据冲击钻穿透覆盖层，在槽孔内布孔勘探。

3.3混凝土防渗墙施工

3.3.1槽段划分及造孔成槽

防渗墙施工分两期进行，先施工Ⅰ期槽孔，后施工Ⅱ期槽孔。综合考虑地层、墙体深度、设备能力等，防渗墙槽段划分为两种形式∶深槽段划分遵照“Ⅰ期小槽、Ⅱ期大槽”的原则，即所有Ⅰ、Ⅱ期槽槽长为6m，主孔1.0m，副孔1.5m；浅槽段槽长8.0m，主孔1.0m，副孔2.5m，共分22个槽段。防渗墙成槽采用“三钻两抓”法，主孔采用CZ-6型冲击钻机钻凿成孔。副孔上部覆盖层为抓斗施工，底部基岩采用CZ-6型冲击钻机钻凿，直至终孔深度。防渗墙在造孔成槽过程保证槽孔壁平整垂直，孔位中心允许偏差不大于3cm、孔斜率不大于0.3%。施工平台宽度为17m，上游7m铺设卧木、枕木和轻轨作为钻机施工平台，下游10m作为抓斗作业、倒渣、下设预理管、混凝土浇筑、临时交通等施工平台。导墙轴线与防渗墙轴线平行一致，采用全断面开挖后立模浇筑钢筋混凝土梯形断面，高度2.0m。固壁泥浆采用高性能泥浆，以粘土浆及膨润土浆为主，不良地层段采用新型白色MMH正电胶泥浆，保证固壁效果，使深墙顺利施工。

3.3.2先导孔施工及确定基岩面

为了准确判定基岩顶面的高程，确保防渗墙底部深入基岩内，当孔深接近预计基岩面时，即应开始取样，对岩渣样成分进行分析，直至岩样判定为基岩。若岩渣确定基岩较困难时，为确保防渗墙底部深入基岩内，防止因基岩成份的孤石、卵石或上部掉块等因素造成岩样误判，根据现场施工情况分析，选择合适的、已初判孔底为基岩的主孔或副孔，架设地质取芯钻机，并下套管至孔底，采用双管单动钻具取岩芯验证，实际取芯进尺4～12m。在坝轴线河床段坝基7个槽段完成了9个取芯验证钻孔，钻孔最大间距为28m，最小间距为2.5m，经钻孔取芯，岩芯呈柱状，清晰明了。为此，可靠的验证并确定了实际的基岩面形态和高程，保证防渗墙可靠嵌入岩石。

3.3.3墙体混凝土浇筑

防渗墙浇筑混凝土前，槽孔用抽筒清渣并置换新鲜泥浆清孔，定位架和桁架结构固定预埋管下设预埋灌浆管，混凝土浇筑导管采用快速丝扣连接的φ250的钢管，导管埋入混凝土内的深度保持在1～6m之间，防止泥浆进入导管内，混凝土必须连续浇筑，槽孔内混凝土上升速度不小于2m/h，并连续上升至高于设计规定的墙顶高程以上0.5m。混凝土防渗墙施工接头处理采用“接头管法”进行槽段连接，接头管起拔采用YBJ-800型大口径液压拔管机。

3.3.4墙体质量检查

防渗墙成墙28d后进行钻孔检查，检查孔分为骑缝孔和墙体孔，且保证接头孔段至少有一个检查孔。钻机选用XY-2型地质钻机，检查孔直径不小于110mm。检查孔深度小于防渗墙设计深度2.0m，自上而下分段取芯钻进，分段作压（注）水试验。墙体质量检查结果表明，混凝土强度22.5～28.2MPa，弹性模量为27.6～29.3GPa，抗渗指标大于W10，满足设计要求。

4　结语

综上所述，混凝土防渗墙凭借着其防渗效率高、耐久性好、用途广泛、施工方法成熟，检测手段简单直观，工程质量可靠等优势在水利水电工程中得到广泛的应用。但是，混凝土防渗墙作为隐蔽工程，其质量好坏只能在施工过程中进行控制，在最终运行中才能够完全体现。为保证防渗墙质量，一定要充分研究和论证，选择合适的墙体材料和施工工艺，同时要注重施工过程的控制，从造孔、清孔、混凝土浇筑等方面进行严格控制。

[1]黄文林.混凝土防渗墙施工技术浅谈[J].科学与财富，2011（4）∶56.

[2]杨伟.泸定水电站超百米混凝土防渗墙施工技术[J].施工技术，2010，39（5）∶32～36.

[3]胡宝源，周岚辉，哈尔滨市江堤维修管理处江堤工程处等.混凝土防渗墙施工技术在新城水库除险加固中的应用[J].水利科技与经济，2010，16（4）∶468～469.

[4]谭兴艺.混凝土防渗墙施工技术在水库除险加固中的应用[J].技术与市场，2010，17（9）∶52～53.

TV543.8

A

1673-0038（2015）11-0183-02

∶2015-2-16

∶李浩强（1981-），男，工程师，本科，主要从事水利、建筑、市政等方面的工作。