芻議防滲墻施工技術(shù)在水電大壩工程中的應(yīng)用

胡偉

【摘要】滲透問(wèn)題是每一個(gè)水電工程的重要課題，是每一項(xiàng)水電工程都不可避免的問(wèn)題。防滲工作的好壞，直接關(guān)乎整個(gè)工程的質(zhì)量。而水電大壩中的防滲墻建筑及其施工，是保障大壩安全的重要措施。本文主要介紹防滲墻施工技術(shù)在水電大壩中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】水電大壩、防滲墻、施工技術(shù)

一、前言

在水利水電工程中，水電大壩的防滲墻為作為隱蔽工程，其施工質(zhì)量有著更為嚴(yán)格的要求。防滲一直是困擾施工企業(yè)的重大難題之一，因而必須在防滲處理過(guò)程中，認(rèn)真分析和總結(jié)導(dǎo)致滲漏形成的原因，只有做到對(duì)癥下藥，才能做到藥到病除。因此，在水電大壩工程中，做好防滲墻工程的施工方法就顯得尤為重要。施工工藝水平的提高，是確保工程質(zhì)量的重要措施。因此，我們一定加強(qiáng)防滲處理施工技術(shù)。

二、水電大壩工程施工設(shè)備及工藝

1、施工設(shè)備

鉆孔機(jī)械是防滲墻施工的主要設(shè)備。仿蘇式鋼繩沖擊鉆機(jī)，其鉆孔原理是利用鉆頭對(duì)地層進(jìn)行反復(fù)沖擊破碎， 直至地層碎屑被破碎到能被泥漿懸浮，用抽砂筒提出孔外，因而功耗大，工效低。沖擊式反循環(huán)鉆機(jī)，改抽筒斷續(xù)出渣為泵吸連續(xù)出渣，避免了鉆頭對(duì)地層顆粒的重復(fù)破碎，工效提高，但需要有泥漿凈化機(jī)配套分離鉆渣。

2、造孔工藝

鉆劈法適用于一般砂卵石地層。施工時(shí)墻軸線劃分不同長(zhǎng)度的槽段，相鄰兩個(gè)槽段分一、二期先后施工。使用鋼繩沖擊鉆機(jī)或沖擊式反循環(huán)鉆機(jī)，分主、副孔鉆進(jìn)，當(dāng)相鄰兩個(gè)主孔鉆進(jìn)一定深度后，再劈打副孔接存劈落的石渣并提出孔外。抓取法， 在粒徑較小的砂卵石層或粉土層中修建防滲墻，可用抓斗直接挖掘成槽，可大大地提高工效。鉆抓法，在緊密的地層中造槽或施工深槽孔，即采用沖擊鉆和抓斗聯(lián)合施工，沖擊鉆鉆進(jìn)主孔漂卵石層及基巖，兩主孔之間的副孔用抓斗抓掘。根據(jù)槽孔的大小，可采用兩鉆一抓或三鉆兩抓。

3、其他關(guān)鍵工序

導(dǎo)墻的作用，是為開挖機(jī)具導(dǎo)向，保護(hù)槽口、承重等。由于防滲墻每一槽段的施工周期較短，為降低工程成本，應(yīng)盡量使用可周轉(zhuǎn)使用的鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)墻， 如使用混凝土導(dǎo)墻時(shí)其斷面盡量縮小，一般為高×寬=50×30cm的矩形；防滲墻一般采用一級(jí)配塑性混凝土為墻體材料，這種材料強(qiáng)度和變形模量均很低，適應(yīng)地基變形的能力強(qiáng)，抗?jié)B性能好，滲透系數(shù)小于1×10-6cm/s滲透破壞比降可達(dá)300以上；混凝土澆筑采用直升導(dǎo)管法，導(dǎo)管內(nèi)徑20cm左右。視施工現(xiàn)場(chǎng)條件可選取用罐車或泵輸送混凝土；墻的連接多采用"接頭管法"，也可采用"切削法"或其他方法，墻段連接是該項(xiàng)技術(shù)的難點(diǎn)之一。

三、水電大壩工程防滲墻施工的關(guān)鍵技術(shù)

1、塌孔

工程施工的過(guò)程中，如果防滲墻采用泥漿護(hù)壁施工工藝，則防滲墻在使用的過(guò)程中，很容易出現(xiàn)塌孔和擴(kuò)孔的現(xiàn)象，在水利工程施工中造成塌孔和擴(kuò)孔的原因主要是由于土層中含有粉砂層、裂縫以及接料層，如果不及時(shí)采取有效的措施解決則很容易發(fā)生滲漏的現(xiàn)象。

2、攪拌樁的鉆井與提升

在水利工程防滲墻施工的過(guò)程中，攪拌樁主要是通過(guò)鉆井與提升時(shí)依靠漿泵將水泥漿從高壓輸漿系統(tǒng)噴入土體進(jìn)行攪拌而形成的防護(hù)墻，攪拌樁的鉆井和提升速度與防滲墻的寬度、強(qiáng)度和墻體的厚度以及抗?jié)B性能等有很大的關(guān)系，并且對(duì)防滲墻的施工質(zhì)量和使用情況具有很大的影響，所以在水利工程施工的過(guò)程中，攪拌樁的機(jī)械手應(yīng)該嚴(yán)格按照操作程序以及工藝流程進(jìn)行操作，以保證工程的施工質(zhì)量和工程效益。

3、墻體接縫銜接處的處理

在防滲墻施工中，混凝土墻體與墻體之間的相連接處上下反復(fù)清洗原澆筑的墻體接頭處，這種做法主要是為了保證銜接處沒(méi)有任何夾泥。并且在施工的過(guò)程中，還應(yīng)該保證墻體與墻體平行相接，并且墻體之間的連接長(zhǎng)度應(yīng)該在1～2m左右，如果墻體之間的銜接處封閉不嚴(yán)，則可以采用鉆機(jī)鉆孔進(jìn)行現(xiàn)澆混凝土的辦法進(jìn)行修補(bǔ)滲漏處，從而達(dá)到防滲漏的目的。

四、水電大壩工程防滲墻成墻工藝

1、多頭小直徑深層攪拌水泥土成墻技術(shù)

多頭小直徑深層攪拌水泥城墻上技術(shù)主要是采用多頭小直徑深層攪拌機(jī)通過(guò)主機(jī)上的動(dòng)力傳動(dòng)裝置，進(jìn)行帶動(dòng)主機(jī)上幾個(gè)并列的鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并以其推進(jìn)力使鉆桿和鉆頭向土層內(nèi)鉆進(jìn)到水利工程所設(shè)計(jì)的深度，最后將其提升攪拌至槽孔孔口。多頭深層攪拌樁機(jī)一次多頭鉆進(jìn)，把水泥漿噴入土體并攪拌，使土體與水泥漿液混合固結(jié)成一組水泥土樁，樁與樁搭接形成水泥土防滲墻，以達(dá)到防滲的目的。目前最大成墻深度為22m，成墻厚度為20～30cm，滲透系數(shù)小于1×10 - 6cm/s，抗壓強(qiáng)度大于0.3MPa，普遍適用于粘土、砂土、粉質(zhì)粘土、粉沙、淤泥和砂礫層，其優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便、無(wú)泥漿污染、造價(jià)較低。

2、射水法建造混凝土地下連續(xù)防滲墻技術(shù)

該技術(shù)利用造孔機(jī)成型器內(nèi)的噴嘴射出高速水流來(lái)切割土層，運(yùn)行過(guò)程中成型器進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，切割修整孔壁，采用泥漿護(hù)壁的方法進(jìn)行正循環(huán)或者反循環(huán)出渣的過(guò)程，從而形成槽孔，然后澆筑水下混凝土或者是塑性混凝土，從而形成了薄壁防滲墻。成墻的厚度垂直來(lái)講可以達(dá)到0.22～0.45m，深度可以到達(dá)30米，整體滲透系數(shù)小于1×10 - 7cm/s，成墻的精度可以達(dá)到三百分之一，這項(xiàng)工藝主要適用于粘土、砂土以及粒徑小于一百毫米的砂礫石地層中，優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單、技術(shù)簡(jiǎn)單、操作方便等，射水法在重要的堤防的加固工程中，得到了較為廣泛的利用，有著較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

3、鏈斗法成墻工藝

鏈斗法成墻工藝是主要是由鏈斗式開槽機(jī)排樁上的旋轉(zhuǎn)鏈斗取土的同時(shí)，將斜放的排樁下放到成墻的深度，與此同時(shí)，開槽機(jī)前進(jìn)，開挖溝槽，并其進(jìn)行泥漿護(hù)壁。鏈斗式開槽機(jī)的開槽寬度為16到50厘米，深度可以達(dá)到10到15米，適用于粘土、砂土以及粒徑小于槽厚的并且含量小于百分之三十的砂礫石地層。

4、鋸槽法成墻工藝

在先導(dǎo)孔中，鋸槽機(jī)的刀桿以一定的傾角一邊作上下往復(fù)切割運(yùn)動(dòng)，一邊以0.8～1.5m/h 的速度（根據(jù)地層狀況）向前移動(dòng)開槽；被鋸切割下來(lái)的土體可由反循環(huán)或正循環(huán)方式的排渣系統(tǒng)排出槽外，并采用泥漿護(hù)壁。在鋸槽機(jī)成槽長(zhǎng)度達(dá)到6～11m時(shí)，可以采用土工布隔離體將槽孔分成兩段，即開槽段和砼澆鑄鍛，接著進(jìn)行澆筑塑性混凝土，形成寬度為0.2～0.3m 的防滲墻體。鋸槽機(jī)由行走底盤、動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)、刀桿及支架加壓系統(tǒng)、排渣系統(tǒng)、起重設(shè)施及電氣控制系統(tǒng)組成；傳動(dòng)方式有機(jī)械式與液壓式2種。以不同規(guī)格的刀桿進(jìn)行組合，開槽寬度可達(dá)0.2～0.5m，深度達(dá)到40m。鋸槽法的優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)成槽、工效高、墻體連續(xù)、質(zhì)量好，并且成墻深，適應(yīng)于粘土、砂土和卵石粒徑小于100mm的砂礫石地層；還可以采用自凝灰漿、固化灰漿形成不同強(qiáng)度和抗?jié)B指標(biāo)的防滲墻。

五、結(jié)束語(yǔ)

防滲墻是一門綜合性很強(qiáng)的工程，對(duì)于很多技術(shù)的要求非常嚴(yán)格，在施工過(guò)程中要考慮到地形、地勢(shì)、材料、施工要求等多方面的因素。所以，要根據(jù)工程的實(shí)際情況，結(jié)合工程特點(diǎn)，選擇適宜的施工工藝，以求達(dá)到預(yù)期的效果。相信隨著技術(shù)的不斷完善以及應(yīng)用的普及，我國(guó)的防滲墻施工技術(shù)還會(huì)得到更大的發(fā)展。

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