淺談水利工程中混凝土防滲墻施工技術(shù)

■唐 勤 ■江蘇祥通建設(shè)有限公司，江蘇 無錫 214023

水利水電工程是關(guān)系到我國民生的工程。保證其質(zhì)量和發(fā)揮效能不僅有利于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的生活水平，而且影響可持續(xù)發(fā)展和保護(hù)生態(tài)自然環(huán)境等諸多問題。因此，提高水利水電工程的質(zhì)量是非常重要的。混凝土防滲墻廣泛地應(yīng)用在水利水電工程中的防滲加固中，方法是建設(shè)地下連續(xù)墻從而實(shí)現(xiàn)透水體的防滲處理，防滲墻的質(zhì)量和施工技術(shù)的好壞直接關(guān)系到整個(gè)水利水電工程的使用與運(yùn)行［1］。本文對混凝土防滲墻的分類、施工準(zhǔn)備、施工技術(shù)、質(zhì)量控制以及常見問題和處理技術(shù)等方面進(jìn)行了綜述。

1 混凝土防滲墻分類

1.1 板樁灌注防滲墻

先在地基中打入焊接小管的鋼板樁，等到合適的深度后，緩慢拔出鋼板樁。接著在樁身被拔出后的空隙中填進(jìn)防滲材料等，從而生成持續(xù)的防滲薄墻。

1.2 槽板式防滲墻

這種防滲墻的橫截面一般是槽型，應(yīng)用泥漿等方法來固壁，并且把槽孔開鑿在適合的地方。然后把混凝土填進(jìn)槽孔中。此類別的防滲墻，根據(jù)不同的單元槽的連接形式，可以分為兩種類別:連鎖型和搭接型［2］。

1.3 樁柱式防滲墻

這種防滲墻的護(hù)壁方式是通過套管或泥漿，接著在鉆孔里面灌入混凝土。布置方式取決于所打樁孔的連接形式。比如常見的土石壩地基中的防滲墻，一般就使用連鎖和搭接兩種方式。

1.4 泥漿槽防滲墻

這種防滲墻比較特殊。首先溝槽長度一般為1.5～3.0m，通過泥漿來固壁。此外，挖槽孔到達(dá)設(shè)計(jì)深度時(shí)，用一種砂、礫石和粘土混合而成的混合料取代泥漿，從而形成一道防滲墻。

2 混凝土防滲墻前期質(zhì)量把控

防滲墻中的主要基材是水泥，水泥標(biāo)號一般應(yīng)該大于等于42.5#。攪拌時(shí)，還需要控制水量、水溫等。一般而言，溫度應(yīng)該低于40℃。

除了水泥外，卵石和礫石也是不可或缺的部分。細(xì)骨料要把控好含泥量、黏粒量以及細(xì)度模數(shù)。對于粗骨料，需要把關(guān)好泥塊量、含泥量以及粒徑等。黏土或者膨潤土以及兩種土的混合料可以作為泥漿的土料，大量實(shí)踐表明:膨潤土的效益較好［1］。在施工環(huán)節(jié)上需要做到細(xì)致精確，多次校驗(yàn)，從而保證精準(zhǔn)程度。

依據(jù)所在地的水土性質(zhì)、地址特點(diǎn)、閘壩構(gòu)造以及環(huán)保的要求等來設(shè)計(jì)圖紙，圖紙應(yīng)該包含有如下內(nèi)容:覆蓋層的厚實(shí)、松緊程度和顆粒的組成以及承壓水狀況、透水性和地下水位。此外，還需要注意地質(zhì)構(gòu)造、風(fēng)化的深度和程度以及斷層碎裂帶、深槽和反坡等情況。由上面所列舉的資料來選定墻軸線的位置并且挑選墻體材料，接著對墻厚等來設(shè)計(jì)并規(guī)劃，確保適宜性和可操作性良好。

3 混凝土防滲墻的施工技術(shù)

3.1 混凝土超薄型防滲墻的施工技術(shù)

在施工之前，需要把泥漿打入到導(dǎo)向孔內(nèi)，控制泥漿的水平面不超過導(dǎo)墻面30cm。實(shí)際工程上一半通過燒堿和膨潤土來調(diào)配出泥漿，特性要求如下:塑性指數(shù)不低于20，黏粒含量不小于50，含砂量不高于5以及Al2O3與SiO2與含量比值約為三分之一［3］。

施工的工藝特點(diǎn)列舉如下:(1)“一抓和兩鉆法”成槽:采用抓斗順著導(dǎo)墻邊挖土，使之形成槽。接著需要對槽排渣清底，方法是把抓斗伸入到孔底，直接把孔底的殘留物挖到槽孔外。需要注意的是，控制孔內(nèi)的泥漿在之前灌入的水平線范圍內(nèi)，目的是為了預(yù)防孔壁坍塌。此外，還需要用新配置的泥漿來及時(shí)填補(bǔ)，這樣來保持孔內(nèi)泥漿體的側(cè)壓力，從而預(yù)防塌方的發(fā)生。最后，還需要不時(shí)地檢查孔內(nèi)泥漿等的性能參數(shù)，若發(fā)現(xiàn)參數(shù)有異常情況立馬調(diào)整。(2)應(yīng)用在管上裹膜和抹油等工藝來接頭，接頭管一般使用焊接管，焊接管尺寸如下:約為100 毫米的壁厚和約為330 毫米的直徑。在完成成槽后，首先把潤滑油涂抹到接頭管的管罐上面，接著把塑料薄膜裹在表面處，最后將接頭管插入到所設(shè)定的深度處，目的是減小管壁與混凝土之間的摩擦力。

3.2 塑性混凝土防滲墻的施工技藝

使用塑性混凝土防滲墻的方法可以適應(yīng)土石壩的變形特點(diǎn)。由此可見，塑性混凝土防滲墻的鮮明特點(diǎn)在于適應(yīng)變形的能力很強(qiáng)，沒有常規(guī)混凝土的很多缺陷。塑性混凝土的大量摻入黏土或膨潤土，因此物理屬性發(fā)生了很大的改變。具有彈性模量小、適應(yīng)較大的變形、較大的極限應(yīng)變的優(yōu)點(diǎn)，此外，還擁有抗?jié)B性能優(yōu)良、節(jié)省水泥、方便施工等特點(diǎn)，是一種很好的防滲墻體材料。其施工工藝如下:先準(zhǔn)備施工平臺和導(dǎo)向槽，接著造孔成槽，再者進(jìn)行泥漿護(hù)壁，然后用混凝土澆筑。確保防滲墻和導(dǎo)向槽的中心線一致。用鋼筋混凝土墻建造導(dǎo)向槽，其凈寬超過設(shè)計(jì)的防滲墻10 到20 厘米。此外，深度取決于上部的土層情況。最后是造孔，先期需要詳盡細(xì)致地做好準(zhǔn)備，由預(yù)先劃分好的槽孔來進(jìn)行造孔，首要的原則是盡量使墻段接頭少，由此可以快速、溫度以及安全施工［4，5］。

4 施工中常見的問題及處理技術(shù)方法

4.1 造孔中鉆頭的脫落

4.1.1 分析原因

其原因一般是下列的幾個(gè)方面:(1)沒有預(yù)先安裝保護(hù)繩;(2)鋼絲繩磨損嚴(yán)重時(shí)沒有立即更換;(3)孔底不干凈坍塌嚴(yán)重造成埋鉆事故后硬性提鉆;(4)鋼絲繩回頭聯(lián)結(jié)鉆頭，鋼絲繩子夾頭(卡子)松動，沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)而脫落。

4.1.2 采取措施

針對鉆頭脫落所采取的措施如下:(1)在鉆頭上設(shè)置保護(hù)繩;(2)定期檢查正在使用的鋼絲繩，如果發(fā)現(xiàn)破損超過要求必須立刻更換，鋼絲卡子松動及時(shí)緊固;(3)保持孔內(nèi)干凈。

4.1.3 處理方法和技術(shù)

事故發(fā)生以后及時(shí)查清原因。一方面如果是主繩斷裂，應(yīng)當(dāng)通過下偏勾套來取出保護(hù)繩。另一方面如果沒有保護(hù)繩時(shí)，需要先把泥漿更換掉，接著將鉆頭附近的鉆渣抽取干凈，再用工具來打撈?？ㄗ『筝p微地提起或者卸下加重桿，然后稍微地震打活動后，在合適時(shí)候取出。

4.2 造孔時(shí)孔壁的坍塌

4.2.1 分析原因

(1)防滲墻施工過程中，發(fā)生孔壁坍塌的原因一般有以下幾點(diǎn):①鉆孔進(jìn)入到特殊的地層，可能會出現(xiàn)突然漏失掉大量的泥漿，同時(shí)又沒有立刻補(bǔ)充漿體，此時(shí)會由于突然減小的孔內(nèi)泥漿壓力而坍孔。②壩體土料密實(shí)度程度不足。先前調(diào)配的固壁泥漿的性能指標(biāo)不滿足設(shè)計(jì)要求，因此，孔壁不能有效地得到泥漿的保護(hù)。③在停工期間沒有做到定期地檢查泥漿，沒有及時(shí)地補(bǔ)充那些漏失的泥漿。同時(shí)也沒有定期地?cái)噭幽酀{，由此發(fā)生泥漿沉淀，還會發(fā)生降低漿液比重，最后導(dǎo)致孔壁的坍塌。

(2)造孔過程中集中漏漿或向一側(cè)突然坍塌。主要原因是:①壩體填筑料碾壓密實(shí)度質(zhì)量差由于輸水隧洞放空于庫水位的影響而形成滲漏通道。②壩體河床地段基礎(chǔ)部位有一層厚3～7m 的淤泥。③庫內(nèi)無水，防滲墻槽內(nèi)漿液壓力大，外水壓力產(chǎn)生的反作用力喪失。

4.2.2 預(yù)防措施

為避免造孔時(shí)孔壁坍塌，采取如下措施:(1)存儲黏土塊和大麻以及稻草等這些具有很強(qiáng)的纖維性的物質(zhì)。(2)鉆取時(shí)，嚴(yán)格按照地層的實(shí)際情況，采用適合的泥漿護(hù)壁，同時(shí)還要經(jīng)常檢查，在必要的時(shí)候調(diào)整泥漿的性能指標(biāo)。(3)終孔后，不能使孔內(nèi)泥漿突然稀釋，更不能清水稀釋泥漿。(4)發(fā)生停工的情況，應(yīng)該每4～8 小時(shí)攪動孔內(nèi)的泥漿一次。發(fā)現(xiàn)有漏失的情況，立即補(bǔ)充。確保泥漿高度超過槽口板以下的0.5 米處，同時(shí)還要確保不低于地下水位2 米。(5)成孔槽段長度盡量短一些(一般6～10m)。可以采用兩段跳躍成型的方法來造孔澆筑，避免坍陷。

4.2.3 處理的技術(shù)和方法

在造孔時(shí)發(fā)生塌孔的情況，具體的處理技術(shù)和方法如下:(1)第一步是把鉆具取出來，目的是為了防止發(fā)生坍孔等的其他更嚴(yán)重的事故。接著最快的速度查明弄塌孔的具體原因，根據(jù)查明的原因來進(jìn)行處理。(2)需要增加固壁泥漿的黏度和比重，然后送進(jìn)孔內(nèi)，這樣可以防止塌孔進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大。(3)如果發(fā)生嚴(yán)重的坍孔情況，把預(yù)先儲存的具有強(qiáng)纖維性的物質(zhì)(如海帶、大麻、稻草等)以及裝有黏土的草袋等填入孔內(nèi)，充填滿坍塌的部分，接著進(jìn)行重新造孔。(4)如因基礎(chǔ)地質(zhì)條件或壩體填筑質(zhì)量差而發(fā)生(內(nèi)坡或外坡)的滑坡或沉陷，則應(yīng)把處理邊坡穩(wěn)定，處理方法是采用振沖碎石柱樁處理，加同是“標(biāo)本兼治”的辦法，拋石擠淤壓腳翻壓滑坍土料，也是處理滑坍的方法，然后再造孔澆筑混凝土防滲墻［6］。

5 結(jié)語

由于混凝土防滲墻技術(shù)工期短、簡單方便、成本低廉的特性，其在水利水電工程中應(yīng)用廣。此外，混凝土防滲墻的施工技藝更是影響到水利工程以后的發(fā)展前景。本文綜述了混凝土防滲墻的分類、前期質(zhì)量把控、施工技術(shù)、常見問題及處理方法等，希望能有助于業(yè)界同行的工作。

［1］徐偉民.混凝土防滲墻施工技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用［J］.科技致富向?qū)В?014(26):331.

［2］潘興國，黃泰巧.水利水電工程中混凝土防滲墻施工技術(shù)的探討［J］.中國科技博覽，2014(37):91.

［3］余正凱.混凝土防滲墻技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用及前景［J］.科技資訊，2009(19):84.

［4］景兆瑞.混凝土防滲墻在施工中常見問題及處理方法［J］.城市建設(shè)與商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)，2009(22):213-215.

［5］沙吾列希.淺議混凝土防滲墻的常用技術(shù)及其發(fā)展［J］.石河子科技，2008(1):44-45.

［6］傅祝體.混凝土防滲墻的常用技術(shù)及其發(fā)展［J］.科技咨詢導(dǎo)報(bào)，2007(02):204-205.