王 华

（宝鸡市渭河拦河闸工程管理处，陕西 宝鸡 721000）

1 前言

混凝土防渗墙是目前闸、坝等水工建筑物垂直防渗中应用比较广泛的一种防渗方法，渭河流域宝鸡市区段生态治理龙山河口段橡胶坝及茵香河口段橡胶坝两座橡胶坝工程的坝基、蓄水区两岸堤防基础防渗处理中均采用混凝土防渗墙垂直防渗，工程建成后通过运行期观测：主体建筑物运行安全、堤防外侧地下水位稳定，取得了良好的防渗效果。现结合工程实际，介绍防渗墙在渭河流域橡胶坝坝基处理中的设计情况及施工经验，以期为类似工程提供借鉴。

2 采用混凝土防渗墙防渗的必要性分析

2.1 工程概况及河道地质情况

渭河从宝鸡市中心流过，约占建成区面积的1/3，市区段全长约30 km，两岸堤距550 m～650 m，河床比降2.53‰，根据生态环境及城市建设需要，在保障城市防洪安全的前提下，在渭河主河道修建二级橡胶坝拦河蓄水，形成景观水面改善城市环境。该段渭河河床地质为第四系全新统（Q42al）砾卵石、粉细砂及砂砾石等，渗透系数K=2.28×10-2cm/s 为中等透水层，层厚10 m～20 m 不等；底部砂质粘土层，工程地质条件良好，渗透系数K=4.05×10-5cm/s，属微透水层，防渗设计中作为相对隔水层加以利用。

2.2 工程区渗漏情况分析

工程区地下水属孔隙潜水类型，丰水期河水入渗补给地下水，枯水期潜水又回补河水。地下水高程由578.0 m 向下游降至567.0 m，工程蓄水后河道蓄水区水位将高于现在河水位，两岸地下水位也会必然抬升，根据蓄水区的地质对渗漏情况进行分析：蓄水区渗漏通道主要是通过池底透水层（粉沙、卵砾石等）侧向渗漏。蓄水区在不防渗条件下渗漏量较大，估算侧向渗漏量为22022 m3/d,，两岸部分地区可能会存在浸没问题，故为了确保工程及两岸建筑物安全，该两项工程基础及两岸堤防基础必须做防渗处理。

2.3 防渗设计

基于以上分析，对橡胶坝坝基及两岸堤基采用墙厚为0.4 m混凝土连续墙垂直防渗处理，防渗墙底部深入砂纸粘土层1 m左右，顶部嵌入上游铺盖水平防渗体中，墙体深度约20 m 左右；防渗墙设计采用C15混凝土，力学指标为容重≥24 kN/m3、抗压强度R28≥10 MPa、抗渗等级W4。

3 坝基防渗墙施工方法及难点处理

3.1 总体施工方法

以渭河茵香河口段橡胶坝坝基为例：该工程坝基防渗长度405 m，根据工程地质情况和施工条件，工程施工采用两台液压抓斗机直接抓取地层成槽技术进行施工。混凝土防渗墙施工过程可分为三大步骤：施工平台开挖、抓斗机成槽和混凝土浇筑。防渗墙槽孔分Ⅰ、Ⅱ两期施工，每个槽段长度均为10 m，共41 个槽段；先施工Ⅰ期槽段，后施工Ⅱ期槽段，同一槽段先抓主孔后抓副孔，直到整个槽段达到设计深度后验收清孔浇筑混凝土。

施工流程：场地平整→测量放样→划分槽段→修建施工平台→槽口导墙布设→抓取Ⅰ期槽孔→清孔→插入导管→浇筑Ⅰ期混凝土→抓取Ⅱ期槽孔→清理接头泥屑→下导管→浇筑Ⅱ期混凝土。

3.2 施工中关键环节及难点处理

3.2.1 施工平台开挖及软基处理

防渗墙施工前测量放线清基后，为满足抓斗机施工回转以及防渗墙施工有足够的工作面，须沿防渗墙轴线两侧开挖15 m 左右的施工平台，该平台高程高于防渗墙顶0.5 m。经测量，本工程除主河槽外原地面线平均高出平台高程约2 m 左右，土方开挖采用1 m3反铲挖掘机挖装、ZL140 装载机配合，自卸汽车运输。开挖土料部分填筑围堰，其余分类堆放以便二次利用，弃渣土运至下游河道指定位置。由于该工程位于主河道，在施工平台开挖过程中多处出现淤泥软弱地层，尤其是南岸主河槽在二期导流后，沿轴线方向约65 m 均为含水量较高的淤泥，针对基础软基经试验确定采用如下处理方法。

①对于轴线左右2 m 内，含水量不高的软弱基层换填深度2 m，以利于导墙施工并防止孔口坍塌；对于2 m 以外的施工平台软基，根据现场软基深度，采用砂砾石分层换填碾压，每层铺摊厚度≤30 cm，20 t 压路机碾压，相对密度0.97，以满足基础承载要求。

②对于主河槽大面积淤泥及稀泥，结合主体工程基础处理先用泥浆泵抽走上部稀泥，经过晾晒，用挖掘机现场探挖，淤泥深度2 m～4 m 不等，经现场实验分析确定：防渗墙平台段采用砂质粘土分层换填碾压。具体方法：用挖掘机挖除淤泥，两边接茬留较缓斜坡，与原有地层搭接且便于机械行走，基底由于含水量过高，进行晾晒后，用自卸车将砂质粘土运至填筑区，采用“进占法”沿轴线方向铺土，推土机配合人工平料，铺土厚度≤30 cm，振动碾碾压，碾压完后取样检测，压实度达到0.97，继续下层铺土碾压直至达到要求高程。

采用砂砾料及砂质粘土换填淤泥后，很好地解决了施工中软弱地层强度不足的问题，消除了塌孔隐患，满足抓斗机施工承载要求，且在具有足够强度法地层上浇筑高出防渗墙设计墙顶高程0.5 m 的C20 钢筋砼T 形导墙，能充分发挥导墙的导向、控制标高、控制槽段长度、支撑承重、防止槽口坍塌的作用，从而保证防渗墙的成槽质量。

3.2.2 成槽施工及卵石混合大孤石地层处理

在同时考虑到上部地层情况且尽量减少接头数量两方面因素，本工程Ⅰ、Ⅱ期槽段长度均划分为10 m，共41 个槽段，先进行Ⅰ期槽段施工，后进行Ⅱ期槽段施工，同一槽段先主孔后副孔。本阶段影响成槽质量的主要因素有三点：一是泥浆固壁；二是成槽控制技术；三是特殊地层的处理。

①在整个防渗墙施工过程中护壁泥浆是保证成槽（墙）质量和安全的必备条件。在坝基左岸上游漫滩内建一座泥浆制备储存量≥60 m3泥浆搅拌站形成顺畅的泥浆循环系统，以优质膨润土为主，少量黏土为辅制备泥浆，控制指标达到比重1.1～1.3、粘度20 s～25 s、含砂率≤5%、胶体率≥95%，且经过三级处理输入施工槽段，施工时孔内泥浆面始终保持在距导墙顶0.3 m～0.5 m 之间，并随时注意泥浆性能变化，定期检测，及时补充优质泥浆入槽，保证正常施工。

②成槽中严格控制孔位、槽宽、槽深及垂直度。在主孔和端孔施工时，必须保证抓斗机对位准确，调整抓斗机至水平并固定牢靠，防止抓斗机发生倾斜或移动；在副孔施工中，抓斗沿导墙壁抓土，通过导向杆调节抓斗的垂直度，控制成槽精度，当孔深接近不透水层时要及时取样，根据样本反映的地质情况确定终孔深度，造孔结束后对造孔质量进行全面检查，验收合格后进行清孔换浆，清孔换浆1 h 后槽底淤积厚度≤10 cm，槽内泥浆密度≤1.15 g/cm3，含砂量≤5%。

③成槽过程中卵石混合大孤石地层的处理。

在施工过程中坝轴线桩号0+332～0+356 段出现直径＞15 cm且含部分大孤石的地层，成槽难度极大，造成机械故障不断发生，机械利用率不到60%，经探挖，本卵石层厚度4 m～5 m，且地下水位较高。处理办法：沿轴线宽3 m、开挖深度到卵石层底且两边放坡的沟槽，清除部分卵石及孤石，用拌合均匀的1：8水泥土铺摊进行分层碾压换填。在换填过程中由于基层含水量高，第一层铺摊料适当提高水泥用量且厚度控制在50 cm 以内，以后各层铺摊厚度均控制在30 cm 以内，碾压完成检测压实度达到0.97，换填至平台高程，待换填平台具备一定的强度和稳定性后进行后续施工。

3.2.3 混凝土浇筑方法及注意要点

成槽验收清孔后采用直升导管法水下浇筑混凝土，I、II 期槽段接头采用接头管法连接。整个槽段设置三套导管，管径250 mm，导管埋设控制在2 m～5 m，导管连接进料斗，混凝土运输车将拌合料导入料斗，混凝土通过导管下到槽底，挤压泥浆上行，形成防渗墙。要求混凝土有良好的和易性，砼塌落度18 cm～22 cm，为保证混凝土成墙质量，本阶段施工应注意：清槽验收合格到浇筑混凝土间歇时间不超过4 h；浇筑时槽内混凝土匀速上升，混凝土上升速度不小于2 m/h；混凝土墙顶高程高出设计高程0.5 m；为保证浇筑的连续性，混凝土拌和、运输能力应不小于最大计划浇筑强度的1.5 倍，同时浇筑之前联系商品混凝土，以防浇筑过程中发生断电等特殊情况，若因故中断，间歇时间不超过40 min，防止墙体出现混浆、夹浆、断层，以保证成墙质量。

橡胶坝工程坝基混凝土防渗墙施工完成后，经过深开挖检查成墙厚度及连续性较好，同时通过围井实验检测其墙体防渗性能均符合设计标准，满足防渗要求。

4 结语

混凝土防渗墙技术可以有效地解决透水性坝基、堤基的渗漏问题，具有防渗效果好，可靠性高等特点，是蓄水工程建筑物垂直防渗措施中较好的一种方法。同时，在混凝土防渗墙施工过程中特殊地层的有效处理、泥浆固壁均是防止塌孔影响成槽进度和质量的关键因素；混凝土浇筑的及时性、连续性以及工序之间的合理衔接可以有效保证防渗墙的施工质量和进度。