防滲墻施工技術(shù)在水庫堤壩工程中的應(yīng)用及管理思路芻議

□宋　剛（新疆兵團(tuán)勘測設(shè)計(jì)院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司）

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防滲墻施工技術(shù)在水庫堤壩工程中的應(yīng)用及管理思路芻議

□宋剛（新疆兵團(tuán)勘測設(shè)計(jì)院（集團(tuán)）有限責(zé)任公司）

摘要：防滲墻是一種具有防滲作用的工程技術(shù)措施，它是在松散透水的地基基礎(chǔ)或是土石壩的壩體當(dāng)中進(jìn)行造孔成槽，然后以泥漿對孔壁進(jìn)行固結(jié)處理，并在泥漿下澆筑混凝土形成地下連續(xù)墻，該技術(shù)在水庫大壩工程中的應(yīng)用較多?；诖它c(diǎn)，文章首先簡要闡述了防滲墻施工技術(shù)的特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上依托工程實(shí)例，對防滲墻技術(shù)在水庫堤壩工程中的應(yīng)用及管理進(jìn)行論述。期望通過研究能夠?qū)ν惞こ烫峁┙梃b參考。

關(guān)鍵詞：防滲墻；水庫堤壩；施工技術(shù)；質(zhì)量管理

1　防滲墻施工技術(shù)的特點(diǎn)

防滲墻是在地下成墻，所以可將之歸屬于隱蔽工程的范疇，由于在具體施工建設(shè)的過程中，會受到地質(zhì)條件的影響，因此，必須對工程地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)分析。與其它基礎(chǔ)防滲形式相比，防滲墻技術(shù)具有以下特點(diǎn)。

1.1適用性強(qiáng)

混凝土防滲墻有著非常廣的適用性，該技術(shù)適用于各式各樣的地質(zhì)條件，如粉土、砂土、礫石土（d＜10 mm），在這些土層當(dāng)中施工防滲墻均能夠達(dá)到良好的防滲效果。

1.2應(yīng)用范圍廣

混凝土防滲墻施工技術(shù)可在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用，如水利水電、工民建、市政基礎(chǔ)設(shè)施等等，其中塑性混凝土防滲墻能在水庫堤壩中起到防滲加固的作用，剛性混凝土防滲墻則可在工民建及市政工程中起到擋土、承重的作用。

1.3剛度大

隨著技術(shù)水平的不斷完善，國內(nèi)的混凝土防滲墻厚度已經(jīng)能夠達(dá)到0.60～1.40m，國外的混凝土防滲墻厚度則可達(dá)到2.80m，如此大的厚度使墻體本身具有了足夠大的剛度，可承受較大的土體壓力。

1.4施工不受時(shí)間限制

由于混凝土防滲墻施工中的噪音和振動(dòng)較小，故此可晝夜施工，這進(jìn)一步加快了工程進(jìn)度。

1.5安全性高

從20世紀(jì)50年代混凝土防滲墻誕生至今，該技術(shù)獲得了長足的發(fā)展和進(jìn)步，尤其是接頭連接技術(shù)，目前，它的滲透系數(shù)可以達(dá)到10-7m/s。此外，相應(yīng)的檢測技術(shù)也要比其它隱蔽工程成熟，由此能確保防滲墻的整體質(zhì)量，從而使其防滲加固效果得以充分發(fā)揮。

2　防滲墻施工技術(shù)在水庫堤壩工程中的應(yīng)用及管理

相關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，目前國內(nèi)共計(jì)修建的大中小型水庫約為8.50萬座，這些水庫的總庫容量接近5000億m3，控制的流域面積在150萬以上，占江河流域面積的35%左右，為減輕洪澇災(zāi)害做出了巨大的貢獻(xiàn)。然而，部分水庫由于修建的年代比較久遠(yuǎn)，受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件等因素的限制，水庫堤壩的變形穩(wěn)定及滲透穩(wěn)定未達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，加之長期的運(yùn)行，使得堤壩內(nèi)部出現(xiàn)了老化的跡象，有些水庫堤壩甚至出現(xiàn)了嚴(yán)重的滲漏，這對水庫的安全運(yùn)行造成了影響。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，推動(dòng)了水電建設(shè)進(jìn)程，各類水庫工程日益增多，基礎(chǔ)防滲是此類工程的重要組成部分之一，由此使得混凝土防滲墻的應(yīng)用前景愈發(fā)廣闊。為了便于研究下面依托工程實(shí)例，對防滲墻施工技術(shù)在水庫堤壩工程中的應(yīng)用進(jìn)行論述。

2.1工程概況

下泊水庫地處山西省晉城市沁水縣境內(nèi)，位于固村河泊圪塔村河段，水庫大壩距離柿莊鎮(zhèn)約6 km，壩型為堆石壩，最大壩高約為37.90 m，總庫容量200萬m3。

2.1.1水文氣象

固村河是柿莊河的一級支流，其位于柿莊河的右岸，該流域面積約為58.90 km2，至下泊水庫斷面河長約為11.00 km，控制流域面積42.30 km2。沁水縣處于暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，依據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料，該水庫區(qū)域范圍內(nèi)的多年平均氣溫在10.60℃，多年平均降水量在626～674 mm之間，歷年最大凍土深度約為65 cm。表1為該水庫年徑流量頻率的分析結(jié)果。

表1　下泊水庫年徑流量頻率分析結(jié)果表

2.1.2工程地質(zhì)

水庫工程位于太岳山東麓，工程區(qū)處于剝蝕侵蝕地低中山區(qū)內(nèi)，庫區(qū)位于三級構(gòu)造單元呂梁-太行斷塊下，受區(qū)域北向東褶皺帶的影響，工程區(qū)發(fā)育有3組次級褶皺帶，分別發(fā)育與十里鄉(xiāng)、固縣鄉(xiāng)北部和端氏鎮(zhèn)附近，與工程區(qū)的距離分別為6km、1km 和14 km。在工程區(qū)25 km范圍內(nèi)，無地震分布，區(qū)域內(nèi)構(gòu)造穩(wěn)定性較好。

2.2庫區(qū)現(xiàn)存的滲漏問題

由水文地質(zhì)概況可知，本庫區(qū)位于低中山區(qū)內(nèi)，庫盤的封閉條件較高，庫區(qū)內(nèi)沒有低鄰谷，不存在鄰谷滲漏問題，并且?guī)靺^(qū)內(nèi)也不存在構(gòu)造滲漏。依據(jù)庫區(qū)壩址工程地質(zhì)條件及巖土工程地質(zhì)特性分析可知，壩址主要存在壩基滲漏、繞壩滲漏、基坑涌水等問題。為有效防止?jié)B漏問題對庫區(qū)堤壩運(yùn)行安全性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響，經(jīng)過綜合考慮之后，決定采用混凝土防滲墻技術(shù)對壩基進(jìn)行防滲處理。下面重點(diǎn)對防滲墻施工技術(shù)的應(yīng)用及管理進(jìn)行分析。

2.3防滲墻施工技術(shù)管理

2.3.1成槽施工管理

成槽是防滲墻施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，其施工技術(shù)管理要點(diǎn)如下。

2.3.1.1導(dǎo)墻及施工平臺布置

導(dǎo)墻頂應(yīng)當(dāng)比地下防滲墻的設(shè)計(jì)頂部高出0.50～1.00 m以上，并高于地下水位2.00 m以上；在水庫施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)高出施工期最高水位，同時(shí)還要預(yù)留出足夠的安全超高；導(dǎo)墻的布置應(yīng)當(dāng)便于大型機(jī)械設(shè)備的進(jìn)出，道路的坡度不宜過大；在對施工平臺進(jìn)行布置時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇堅(jiān)硬且密實(shí)的地基基礎(chǔ)；通常情況下，導(dǎo)墻應(yīng)當(dāng)配置必要的鋼筋，尤其是導(dǎo)墻的頂部和底部均必須設(shè)置數(shù)量足夠的縱向受力鋼筋，導(dǎo)墻的橫縫應(yīng)當(dāng)盡可能設(shè)置在槽段的中部，縱向鋼筋則應(yīng)當(dāng)連接起來，由此形成一個(gè)完整的整體，接縫部位要采取有效的止水措施，以免漿液滲漏；施工平臺除了要略高于導(dǎo)墻頂部之外，還應(yīng)當(dāng)堅(jiān)固穩(wěn)定，平臺可布設(shè)在導(dǎo)墻的一側(cè)，寬度以18～25 m左右為宜。

2.3.1.2固壁泥漿的制備

為使泥漿的作用在施工期間獲得充分發(fā)揮，在制備過程中，要合理確定泥漿的配合比?？梢允褂玫驼惩粱蚴桥驖櫷翑嚢璩陕┒氛扯葹?0-21 s的泥漿，并對相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測定，如漿液失水量、穩(wěn)定性、泥皮厚度及膠體率等等，再結(jié)合以往同類工程的施工經(jīng)驗(yàn)及本工程的地質(zhì)條件，反復(fù)進(jìn)行試配，通過材料使用量的增減，對配合比進(jìn)行修正，直至符合施工要求為止；按照設(shè)計(jì)好的泥漿配合比，選擇相應(yīng)的材料，便可開始制備泥漿。

2.3.1.3施工過程的管控

首先依據(jù)工程水文地質(zhì)情況，并結(jié)合單個(gè)槽孔的造孔時(shí)間，對槽孔的長度進(jìn)行劃分，具體劃分時(shí)應(yīng)遵循墻段接頭少的原則，這樣不但有助于施工速度的提升，而且還能保證施工安全。其次，可采用兩鉆一抓法成槽，即使用沖擊鉆鉆鑿主孔，以抓斗抓取副孔。需要特別注意的是，施工中副孔的長度應(yīng)當(dāng)小于抓斗的最大開度，由此能夠防止漏抓的情況發(fā)生。

2.3.1.4墻段間接頭的處理

各個(gè)墻段一般都是通過接頭連接成為整體，在整個(gè)防滲墻施工，墻段的連接是較為薄弱的環(huán)節(jié)，一旦質(zhì)量控制不好，則可能引起墻體滲漏，輕則影響防滲效果，嚴(yán)重時(shí)，會導(dǎo)致壩體塌陷。由于本工程采用的沖擊鉆造孔，故此選用鉆鑿法進(jìn)行墻段連接，施工中要控制好接頭孔的空間位置，使其盡可能與原主孔的位置保持一致。

2.3.2混凝土澆筑施工管理

混凝土的澆筑質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)防滲墻的質(zhì)量及防滲效果，若是質(zhì)量出現(xiàn)問題，則會造成整個(gè)墻段報(bào)廢，不但會影響工期，還會增大造價(jià)，所以必須混凝土澆筑施工管理予以足夠的重視，并對各個(gè)環(huán)節(jié)和細(xì)節(jié)進(jìn)行有效控制。

鋼筋籠的寬度可以按照墻體的厚度進(jìn)行確定，其底端可以制作成微閉形狀；鋼筋籠保護(hù)層的厚度不得＜8 cm，鋼筋籠制作的誤差應(yīng)滿足表2的規(guī)定要求。

表2　鋼筋籠制作的允許誤差表

下放鋼筋籠時(shí)應(yīng)當(dāng)緩慢平穩(wěn)，若是入槽過程中遇到阻礙，則應(yīng)提起后查明原因，不得強(qiáng)行下沉，以免造成鋼筋籠變形或損壞，影響混凝土澆筑質(zhì)量。

混凝土可以采用泵送的方式進(jìn)行澆筑，導(dǎo)管的內(nèi)徑以200～250 mm為宜，采用絲扣對導(dǎo)管進(jìn)行連接，混凝土的澆筑可采用水下直升導(dǎo)管法，在對每個(gè)槽段進(jìn)行澆筑前，均應(yīng)制定合理可行的施工方案，澆筑速度不宜過快，若因故中斷時(shí)，間隔澆筑時(shí)間不得超過40 min，混凝土澆筑完畢后，要及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)生，由此可以預(yù)防早期開裂。

3　結(jié)　論

綜上所述，文章在簡要介紹防滲墻施工技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，依托工程實(shí)例，對防滲墻在水庫堤壩工程中的應(yīng)用進(jìn)行論述。在具體施工中，為了提升防滲墻的整體質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)加強(qiáng)成槽和混凝土澆筑兩個(gè)方面的施工管理，這不但能夠降低工程造價(jià)，而且還能保證施工進(jìn)度和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

［1］馬明，姜本鴻.防滲墻體間搭接處理及特殊工藝研究［J］.中國水利，2012（12）：88-90.

［2］萬怡國，周云水.反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆法混凝土防滲墻在水利工程中的應(yīng)用［J］.江西水利科技，2013（4）：76-78.

（責(zé)任編輯：趙鑫）

中圖分類號：TV543. 9

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）04-0060-02

作者簡介：宋剛（1984-），男，工程師，主要從事山區(qū)水庫和渠道設(shè)計(jì)工作。

收稿日期：2016-01-13