防渗墙施工技术在水利工程中的应用

杨祖雷

[摘要]本文以某水利工程为例，简要介绍了防渗墙施工技术的准备工作，重点分析了防渗墙施工技术施工工艺，以期能为有关方面的需要提供借鉴和参考。

[关键词]防渗墙施工技术；水利工程；施工工艺

1.工程概述

本文以某水利大坝工程为例，施工段地下连续墙的长度大概为198m，城墙有0.6m的厚度，在基岩内防渗墙深入1m；通过对施工图纸进行分析能够看出，防渗墙最深处约40m，最浅处约15m，城墙面积大概为5885m2，砂岩地作为主要地层，原坝体5m以上填筑的均为土石混合料，原坝体下面5m为粘土心墙。工程量为砼4369m，土体11264m。坝顶大概为8m的宽度，能够预留足够位置摆放钻孑L机械，两边坝肩没有多余空地。

2.防渗墙施工准备工作

（1）水文地理勘察。在施工前，要细致勘察工程地质条件，详细了解周边环境，根据气候条件对河流的流量变化进行全面掌握，便于施工时合理调整施工参数。（2）人力准备。在施工前，需要与管理人员进行沟通，组织施工技术专业人员成立基础处理作业队，基础处理作业队中包括技术工人、技术负责人、技术主管等。（3）仪器及设备准备。在进行基础处理施工时，需要配备1台全站仪进行放样测量；配备1台水准仪进行地面高程控制；配备4台cz-22或cz-30冲击式钻机进行钻孔；配备1台HBT40.10.55S型砼输送泵进行砼填筑，另外其余辅助配套设施也要齐全。（4）施工临时设施准备。一是供水和供电，在进行坝基础处理施工时，需要建立临时供电系统，其中包括变压器及线路设施。用电变压器容量需要根据设备的功率进行确定，本次工程用的S9型变压器，其容量为250KVA，其他配套供电设备需要在计算以后得出。由于水库中有足量的水，施工用水需求完全能够满足；二是防渗墙导向槽及施工平台施工。首先，直角梯形砼导墙为本工程所采用的导向槽如图1所示。

3.地下连续墙成槽施工要点

3.1材料准备

根据其抗压强度和弹性模量，防渗墙墙体材料分为两种，一种是柔性材料；另一种是刚性材料，塑性砂浆为本工程设计使用的混凝土，塑性砼一般抗压强度在5MPa以下，弹性模量在1000MPa以下。所使用墙体材料为32.5R普通硅酸盐水泥，粘粒含量在50%以上的粘土，最大粒径在20mm以下、含泥量在1%以下的粗骨料，砂子细度模数2.68-3.0的细骨料，粘粒含量在55%以上的膨润土。

3.2制浆

粘土、泥浆处理剂和水是防渗墙固壁泥浆的主要成分，在施工时需要先进行土料试验，然后测量放线，最后泥浆回收和净化。在施工以前，需要详细勘察粘土料场，取样进行试验分析。

3.3造孔施工

（1）造孔成槽。在进行防渗墙造孔施工以前，需要将各项准备工作妥善做好，防止有停顿情况出现在钻孔过程中。在施工后，要将终孔清孔验收记录、基岩鉴定、造孔记录等各种记录真实详细的做好。造孔所用钻机为Cz-22或Cz-30型号。本工程设计7.5m的成槽段，孔径为0.5m，副孑L径距0.75m。施工所用方法为间隔分序法，严格遵循“先主后副”的施工方式，再将主、副孔之间的小墙扫除干净使其成槽。施工人员要垂直进行钻孔，将孔位中心偏差控制在3cm左右，确保槽孔壁平整。在导墙顶面以下30cm-50cm进行孔内泥浆面施工。在完成造孔以后，需要清孔换浆，在换浆1h以后，孔底淤积厚度在10cm以下，粘度在30s以下，孔内泥浆密度在1.3g/m3左右，含砂量在10%以下。

（2）遇漂石地层的造孔。通过全面观察和分析本工程的水地质条件和坝体填筑材料，可能会有一些小型漂石出现在坝顶上段造孔过程中，可以通过对小型漂石进行重锤冲凿，具体方法是吊起5-10t的重锤，然后自由放落，将大漂石通过钻具刃角进行击碎或击裂。

（3）冲击钻机对基岩陡坡的钻进。本工程建坝是在“V”型河谷上進行的，会有陡坡存在于基岩面，当其成为倒悬状时，需要通过下面措施防止钻头“留坡”，无法进尺。一是如果主孔在接近或已到达倾斜基岩面进行钻凿时，基岩的完整性可以通过梅花孔施钻进行破坏；二是钻进施工通过导向大筒式钻头完成。

（4）清除孔底淤积。在本工程中，通过反循环“泵吸排渣法”进行淤积的清除。该方法主要使孔底的泥渣通过地面的抽砂泵的排渣管吸出，将粒径65um以上的颗粒通过泥浆净化系统除去，再返回到槽内继续使用。该方法具有较高的效率、较好的效果和较低的泥浆使用量。

3.4混凝土浇筑

第一，混凝土配合比及拌制。在该水利工程中，所使用塑性砼配合比为每立方80kg-120kg的砼用水泥，粘土控制在大于140kg且小于250kg范围内，膨润土控制在大于25kg且小于50kg范围内，所用砂石为600kg-800kg之间，水控制在大于250kg且小于350kg范围内。在施工以前其准确参数要通过取样试验进行确定。在拌制砼时要对以下事项加强注意：首先，膨润土的掺和。在掺和膨润土的过程中，尽量不要掺和水，最好能够在均匀搅拌砂、膨润土和水泥以后再加水进行搅拌，如果同时加入水和膨润土会出现结块现象；其次，粘土的掺和。首先将粘土制成泥浆，随后掺和泥浆料，在加水过程中要将泥浆中的水分扣除，另外还要浆池内保持均匀的泥浆，否则会对砼配合比的精度造成影响。第二，浇筑混凝土。该水利工程通过水下导管浇筑法浇筑防渗墙砼。具体如下：（1）配置和布设浇筑导管。一是配置导管，选择φ220mm的钢管作为导管，长度为2m，通过兰盘对导管进行连接，止水工作通过橡胶垫完成。在配置导管时，要将0.3m-1m的短管设置在每套导管的底部，另外还要减少导管在砼内的埋深，便于浇筑；二是布设导管，需要在防渗墙中心线上布置砼浇筑导管，每段为3条，将两端头的间距控制在1m左右，进行浇筑时将导管口与孔底的距离控制在大于15cm且小于25cm的范围内；（2）混凝土浇筑。在进行砼浇筑时，需要将一个小于导管内径且能够泥浆浮起的球体塞入导管内，隔离砼和管内泥浆。将砼连续注入管内，确保砼能够埋住导管下口30cm；（3）混凝土浇筑过程的控制。导管的埋深要在1m以上，防止埋置过浅造成导管拔脱，从而出现水平加泥层和冷缝。槽孔内砼面的上升速度控制在每小时2m，一定时间内较低的浇筑量会使浇筑时间大幅延长；（4）槽孔内混凝土面的测量。要对槽孔内砼的上升速度进行控制，均匀分配每根导管灌注的砼，在将一定量的砼灌注完以后，需要对砼面的上升高度进行测量，对槽孔断面面积进行计算，并对砼面高程进行计算校对；（5）混凝土终浇高程。因为有许多沉渣存在于泥浆下浇筑的砼表面，所以泥浆会稀释砂浆。由于有很多缺陷存在于表面砼质量中。所以，砼的终浇需要比砼设计高程高出0.5m，方便凿除混有泥渣的砼。

4.结语

综上所述，在实际施工中，渗漏问题已成为水利工程中比较常见的问题，影响着水利工程的使用性能。所以，相关施工单位要不断提升防渗墙施工技术，严格控制施工质量，做好混凝土防渗墙的施工和管理，确保其性能的充分发挥。