水利工程防滲墻構(gòu)造設(shè)計(jì)及混凝土澆筑技術(shù)

黃頔 寧夏賽禹水利勘測設(shè)計(jì)有限公司

水利工程所在區(qū)域，經(jīng)常會出現(xiàn)軟土地質(zhì)或破碎巖層，除了增加施工難度外，還容易發(fā)生壩基、壩體的滲水問題，并且會隨著時(shí)間推移，滲漏問題加重，對水利工程主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也構(gòu)成威脅。

一、水利工程防滲墻構(gòu)造設(shè)計(jì)

（一）科學(xué)選擇防滲方案

根據(jù)作業(yè)條件、現(xiàn)場環(huán)境的不同，可供選擇的防滲方案也存在明顯差異。例如，土石壩因?yàn)榛禄蜷_裂等原因發(fā)生滲透的，可以選擇高壓噴射灌漿的方式，一來起到封堵裂縫、防止?jié)B水的效果，二來也發(fā)揮了加固工程結(jié)構(gòu)、提高壩體穩(wěn)定性的作用?；蛘呤遣捎冕∧还酀{、增設(shè)黏土截水槽等方式，也能夠發(fā)揮水利工程防滲的效果。如果是圍堰出現(xiàn)了滲漏，則考慮鋼板樁或連鎖管樁防滲，其優(yōu)點(diǎn)在于機(jī)械化作業(yè)，施工效率高，但是對于堅(jiān)硬巖石地質(zhì)不宜使用。混凝土防滲墻克服了傳統(tǒng)防滲技術(shù)的缺陷，是一種優(yōu)先級較高的水利工程防滲方案。

（二）防滲墻的布置與構(gòu)造

混凝土防滲墻的平面布置需要考慮槽孔穩(wěn)定性的問題，因此需要沿壩頂縱向僅限于壩基有砂卵石覆蓋層的河槽段，軸線則位于壩軸線上游2m處，采取封閉式模式，墻體嵌入基巖中，嵌入的深度不能小于0.6m，墻頂高程要在73.0m，這樣可以保證良好的防滲效果?；炷练罎B墻采取分段挖槽澆灌施工方案，墻段之間采取半圓形鋼結(jié)構(gòu)接頭管連接。同時(shí)在具體的施工中要選擇合適的墻體材料和設(shè)計(jì)厚度，具體需要考慮抗?jié)B透性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、適應(yīng)變形等因素。

（三）防滲墻的構(gòu)造設(shè)計(jì)

當(dāng)防滲墻與水利工程的其他結(jié)構(gòu)連接時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了避免節(jié)點(diǎn)的變形，設(shè)計(jì)了一種“插入式”結(jié)構(gòu)，即在心墻中插入一定長度的防滲墻，一般為壩前設(shè)計(jì)水頭的20%。插入部分現(xiàn)澆成型后，心墻與防滲墻牢固連接，防止變形和滲漏；第二種情況是防滲墻與岸坡的結(jié)合，適用于岸坡兩側(cè)大坡度的情況，將邊坡巖體切成一定深度的規(guī)則孔，采用同樣的澆筑方法使防滲墻與岸坡結(jié)合形成一個(gè)整體，澆筑混凝土與防滲墻連接形成一個(gè)整體。

二、水利工程混凝土澆筑施工技術(shù)存在的問題

（一）原材料質(zhì)量問題

混凝土的原材料成分復(fù)雜，各個(gè)材料的質(zhì)量又會直接影響混凝土的質(zhì)量，而部分企業(yè)過于重視自身的經(jīng)濟(jì)效益問題，為有效節(jié)約開支，獲得經(jīng)濟(jì)效益最大化，缺乏對原材料選購的監(jiān)控，導(dǎo)致原材料存在質(zhì)量問題，這會從根本上影響混凝土澆筑的整體穩(wěn)定性。如水泥的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及凝固時(shí)間達(dá)不到國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，存在水泥硬化之后的體積變化不均勻或者出現(xiàn)初凝時(shí)間過短、終凝時(shí)間過長等問題，既無法滿足后期混凝土澆筑工作的順利進(jìn)行，延長施工工期，降低項(xiàng)目效益，還會由于混凝土體積不均勻?qū)е缕涑霈F(xiàn)膨脹、裂縫等質(zhì)量問題，從而影響整個(gè)水利工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并為其帶來一定的滲漏安全隱患。

（二）施工人員監(jiān)管難度較大

水利項(xiàng)目工程往往具有施工量大、施工面積廣的特點(diǎn)。由于工程體量較大，施工環(huán)節(jié)較為繁雜，在項(xiàng)目工程正式施工建造之前，就要求相關(guān)施工技術(shù)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場進(jìn)行有效的勘測，結(jié)合實(shí)際情況設(shè)計(jì)出合理的防滲施工方案。并且在現(xiàn)場施工建造過程中還需要設(shè)置專職監(jiān)管人員，確保施工技術(shù)人員能夠按照設(shè)計(jì)方案的相關(guān)要求嚴(yán)格施工，科學(xué)施工，同時(shí)還應(yīng)該結(jié)合施工現(xiàn)場的不同情況，綜合運(yùn)用不同的施工技術(shù)。但是由于施工現(xiàn)場的工作人員相對較多，并且施工流程比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)全方位的有效監(jiān)督管理難度較大。

三、水利工程防滲墻的混凝土澆筑技術(shù)

（一）嚴(yán)格把控原材料質(zhì)量

為保證混凝土澆筑的整體質(zhì)量，要嚴(yán)格把控原材質(zhì)量，確保其滿足工程設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級要求。在水泥的選擇過程中優(yōu)先選擇收縮性小、凝結(jié)時(shí)間長、耐熱性能高的水泥，以充分考慮水泥熱化引起的溫度應(yīng)力對混凝土造成不良的物理反應(yīng)，如礦渣水泥能夠有效降低水熱化；在外加劑的選擇過程中，充分進(jìn)行市場調(diào)研，選擇口碑良好的生產(chǎn)廠家，確保外加劑的種類多樣，如使用減水劑、緩凝劑等減少混凝土的用水量，以滿足實(shí)際混凝土澆筑過程的使用需求。

（二）混凝土的配合比設(shè)計(jì)

在保證混凝土基礎(chǔ)材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)的前提下，不同的配合比例也會對混凝土材料的性能以及澆筑后墻體的防滲效果產(chǎn)生明顯影響。因此科學(xué)設(shè)計(jì)配合比也十分關(guān)鍵。需要特別注意的是，為了改善混凝土的防滲性能，需要加入適量的外加劑，如減水劑、膨脹劑等。實(shí)際施工中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)好的配合比，制作混凝土的試件。若試件的抗壓、防滲等性能指標(biāo)未達(dá)到防滲墻施工要求，則調(diào)整配合比，之后重新制作試件，重復(fù)上述流程，直到某個(gè)配合比下制作的試件完全滿足施工要求后，再進(jìn)行混凝土的批量化生產(chǎn)，這對于提高防滲墻的施工質(zhì)量以及防止材料浪費(fèi)和控制工程成本也是大有裨益的。

（三）溝槽鉆掘施工

水利工程混凝土防滲墻施工中溝槽鉆掘方式的應(yīng)用主要包括三種方法，即鉆劈法、鉆抓法、抓取法。在溝槽鉆掘過程中，若是遇到砂卵石地層，或是覆蓋層顆粒比較大時(shí)，鉆劈法有著較好的應(yīng)用效果，主要涉及對鋼絲繩、反循環(huán)鉆機(jī)的使用。對于粉土、軟土的地質(zhì)層，或者是小顆粒砂卵石層，抓取法都有著較好的使用效果。抓斗機(jī)是抓取法應(yīng)用的主要施工設(shè)備。在對鉆劈法進(jìn)行應(yīng)用過程中，由于需要將劈打落下產(chǎn)生的石渣全部排出孔位，選擇合適的石渣排出方法極為重要，主要是結(jié)合鉆機(jī)使用類型來決定。在使用鋼絲繩沖擊鉆機(jī)進(jìn)行鉆掘時(shí)可借助接砂斗來對石渣進(jìn)行排出處理；如果需要用到反循環(huán)沖擊鉆進(jìn)行鉆掘，則應(yīng)采用砂石泵抽排的方式排出石渣。鉆抓法的具體應(yīng)用關(guān)鍵在于如何有效控制副孔抓掘長度。

（四）安裝鋼筋籠

在施工現(xiàn)場進(jìn)行爆破作業(yè)的同時(shí)，加工制作鋼筋籠。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，現(xiàn)場裁切鋼筋，并將鋼筋焊接得到鋼筋籠。鋼筋連接位置采用焊接方式固定，分節(jié)制作，并表上序號，按照序號依次將鋼筋籠放入到溝槽內(nèi)。首節(jié)鋼筋籠的底部帶有固定裝置，其作用是避免澆筑混凝土導(dǎo)致鋼筋籠移動或上浮，保證防滲墻的成型效果。從第二節(jié)開始，需要與上一節(jié)焊接固定。鋼筋籠起吊前要檢查四個(gè)吊點(diǎn)是否牢牢固定，吊運(yùn)時(shí)注意不要發(fā)生碰撞，放置時(shí)要控制精度。

（五）混凝土澆筑施工

對于水利防滲墻施工而言，混凝土澆筑施工環(huán)節(jié)的控制極為重要，需對混凝土澆筑施工質(zhì)量予以嚴(yán)格控制。一般來說混凝土澆筑最好是在完成孔槽清理后4個(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行。具體施工時(shí)，結(jié)合實(shí)際情況采用分層澆筑施工，其過程需對模板固定設(shè)置進(jìn)行嚴(yán)格把控，避免在澆筑過程中出現(xiàn)模板變形、松動現(xiàn)象。由于混凝土具備一定流動性，在進(jìn)行澆筑時(shí)應(yīng)注意做好澆筑高度控制，避免導(dǎo)管內(nèi)外出現(xiàn)較大壓力差，確?；炷聊軌蚝芎玫亓鲃拥叫枰M(jìn)行填充的位置，并且注意控制好混凝土墻體的連續(xù)性。

（六）做好混凝土后期養(yǎng)護(hù)

混凝土后期養(yǎng)護(hù)是混凝土施工技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。在混凝土后期養(yǎng)護(hù)過程中控制好保溫、保濕、防風(fēng)的時(shí)間比例，以保證混凝土澆注體的內(nèi)外溫差滿足溫控指標(biāo)要求，尤其是在冬季施工過程中，要有效控制混凝土溫差，妥善處理防凍和防裂兩者之間的關(guān)系，避免影響混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；有效利用混凝土的抗拉強(qiáng)度，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)之后再拆除模板，以有效提高混凝土澆筑塊的抗裂能力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而提高水利工程質(zhì)量。

四、結(jié)束語

在水利工程中，防滲墻雖然是一項(xiàng)隱蔽工程，但是對于其質(zhì)量管控要求絲毫不能放松?，F(xiàn)場施工人員既要熟悉防滲墻布局方式、選型要求和施工流程，同時(shí)又要基于以往防滲墻施工的經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)從多個(gè)方面加強(qiáng)嚴(yán)格控制，才能高標(biāo)準(zhǔn)完成防滲墻的建設(shè)任務(wù)。