水利水電工程建筑中混凝土防滲墻施工技術(shù)的運用

張金龍

蚌埠市江河水利工程建設(shè)有限責任公司 安徽 蚌埠 233000

隨著人們需求的逐步增長，水利工程項目的發(fā)展速度也愈發(fā)加快，在當前的水利工程施工內(nèi)，大多會使用混凝土防滲墻，雖然在實際應(yīng)用時會出現(xiàn)不同程度的安全質(zhì)量問題，但若采用適宜措施仍會增強水利工程項目的整體水平，保障其建設(shè)效果。

1 水利水電工程混凝土防滲墻類型

1.1 樁柱式混凝土防滲墻

樁柱式混凝土防滲墻自身具備良好的防水效果，其對于施工技術(shù)要求相對較高，施工方法十分的靈活。借助專業(yè)的綜合性能較強的鉆頭在墻體結(jié)構(gòu)上鉆洞，確?？锥吹闹睆綕M足施工的需要，對孔洞的質(zhì)量加以保障。鉆孔操作完成之后，還需要運用水泥混凝土對孔洞進行填補。在進行樁柱混凝土防滲墻施工工作的時候，應(yīng)當采用根根連接的方法，促使各個樁基形成一個完整的整體。要想保證墻體的質(zhì)量，可以選擇接頭管法、套接、連鎖的方法，這樣對于確保防滲墻的綜合性能也可以起到積極的作用。

1.2 板樁灌輸式混凝土防滲墻

板樁灌輸式混凝土防滲墻通常都是運用振動的方法來輔助鋼板樁可以更好地放入到地基結(jié)構(gòu)之中，在鋼板樁的邊緣選擇適合的位置安設(shè)管道，在地基中的鋼板放入到指定的位置之后，可以運用液壓器將樁體取出，鋼樁上的小管的主要作用就是起到防滲材料的導(dǎo)入引導(dǎo)作用，在進行拔樁操作的時候，借助鋼樁的優(yōu)越性可以將防滲材料引入到管道之中，并且充實孔洞這樣就可以建造出完整的防滲墻結(jié)構(gòu)[1]。

1.3 槽板式混凝土防滲墻

在開始進行槽板式混凝土防滲墻建造工作之前，還需要結(jié)合設(shè)計情況來設(shè)置孔洞，將漿液灌入到孔洞之中，并且采用有效的方法來實施加固操作。在泥漿灌注操作結(jié)束之后，等到整個結(jié)構(gòu)徹底的穩(wěn)定之后，還需要將水泥混凝土進行補充，這樣就可以建造出良好防滲性能的墻體。要想對孔洞的大小加以保證，確保滿足實際需要，還需要對實際情況和需要加以綜合分析。

1.4 泥漿槽混凝土防滲墻

泥漿槽混凝土防滲墻與其他類型的防滲墻在施工方面存在明顯的差別。在進行溝槽挖掘施工工作時，需要保證溝槽的寬度達到規(guī)定的要求，并且在地面挖掘溝槽還需要積極地進行加固處理，使用泥漿來進行關(guān)注，將泥漿充滿溝槽內(nèi)部，并且還需要對溝槽的回填工作加以綜合考慮，一般可以使用黏性能較強的沙土和砂石，這樣就可以對回填的質(zhì)量加以保障。

2 塑性混凝土防滲墻整體施工技術(shù)

塑性混凝土防滲墻施工技術(shù)的運用需要使用到諸多的土及膨潤土在內(nèi)的全新的墻體材料，這類施工材料的運用不但可以有效地促進防滲墻綜合性能的提升，并且也可以保證防滲墻的防滲效果滿足實際需要，從而解決其他施工材料在實踐中可能造成的不良問題。這類墻體材料的在實踐中的運用時間較短，屬于新型的材料，其最為突出的特征就是彈性模量相對較低，工程結(jié)構(gòu)如果出現(xiàn)變形的問題，那么就可以選擇使用這類材料來提升結(jié)構(gòu)的抗壓能力，規(guī)避變形情況的發(fā)生。首先，需要做好充分的前期準備工作，并且設(shè)立導(dǎo)向槽。導(dǎo)向槽的大小也需要進行且殺跌把控，確保其凈寬度超出防滲墻的大小。防滲墻的中心線與深度存在一定的關(guān)聯(lián)，要想切實的避免發(fā)生坍塌的問題，還需要對孔壁的質(zhì)量加以根本保障，確?？锥丛O(shè)置的合理性，保證孔壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時，在實施造孔的時候，還需要對涉及的各方面內(nèi)容加以綜合考慮，結(jié)合實際情況和需要來制定施工方案，這樣才可以確保槽孔能夠滿足實際施工工作的需要。槽孔的設(shè)置應(yīng)當盡可能地控制墻段的接頭數(shù)量，從而對施工工作的安全性加以根本保障。在槽孔劃分工作結(jié)束之后，就可以實施施工工作，為實際施工工作創(chuàng)作良好的基礎(chǔ)。塑性混凝土防滲墻體施工技術(shù)涉及的要點較多，并且針對性地制定了規(guī)范標準。

3 工程概況

以某水庫為例，探究其塑形混凝土防滲墻施工技術(shù)。該水庫屬河谷型帶狀水庫，地勢總體北高南低。山體海拔一般在2900-3100m，相對高差100-300m，山勢挺拔、陡峻。石板溝向由北向南穿行，河道順直，呈基本對稱的“U”字形，河谷底寬約150-350m不等，河床自然比降4%-6%。庫區(qū)地層巖性為三疊系上統(tǒng)延長群（T3yn）灰白色、灰綠色砂巖及灰黑色、黑褐色頁巖，第四系堆積物主要為砂礫石層（glpQ3）、含漂石砂礫卵石（alpQ4）、洪積碎石土（plQ34）及坡積碎石土（dlQ34）。

4 混凝土防滲墻施工技術(shù)應(yīng)用流程

4.1 施工準備

①施工用電準備。在搭設(shè)完用電設(shè)備與線路等設(shè)施后，計算其用電系統(tǒng)，確保其滿足防滲墻整體施工要求。②施工用水準備。實地勘測，確保河道水質(zhì)滿足各個階段的施工所求，施工用水能從河道直接抽取。③施工道路準備。在進行槽孔式防滲墻施工時，確保已修好進場與施工道路，使槽孔式防滲墻施工所需的機械設(shè)備能夠直接到達工作面[2]。④試驗準備。先進行泥漿與混凝土配合比與性能試驗，并呈遞給監(jiān)理單位進行審批。在防滲墻中心完成一系列的施工現(xiàn)場試驗，獲取造孔→成槽→泥漿固壁→墻體混凝土澆筑資料與檢驗，在審批之后，進行正式的防滲墻施工。

4.2 搭建施工平臺

混凝土防滲墻施工平臺由以下數(shù)個部分組成：由鉆機工作平臺、倒?jié){平臺、排漿溝和施工道路等部分組成。①在鉆機施工側(cè)布置動力線路、水管、泥漿管道，另一側(cè)沿施工軸線布置砼澆筑設(shè)備。②按照項目整體施工特征以及各階段實際施工要求架設(shè)長寬分別為118m、12m的施工平臺，便于后續(xù)施工，在建設(shè)平臺時需高出始河道1.5m。③綜合建筑單位提供的基本數(shù)據(jù)與資料、水準點、基準線、測量基準點，按照固定流程測放施工控制網(wǎng)，得出測放結(jié)果之后呈送給監(jiān)理單位。④在開挖導(dǎo)墻前放出防滲墻中心線，在中心線兩側(cè)灑出填筑平臺線輪廓線，用挖掘機、裝載機整平、壓實建筑基礎(chǔ)。⑤在建設(shè)單位與監(jiān)理單位指定的黏土料場用自卸汽車取料修筑施工平臺，用履帶式挖掘機或者裝載機分層壓實。

4.3 導(dǎo)墻施工

4.3.1 導(dǎo)墻施工原則

導(dǎo)墻是沿墻面兩側(cè)構(gòu)筑的臨時性結(jié)構(gòu)物，但其在成槽作業(yè)時有著重要作用，比如承重、避免槽口坍塌、槽段定位、控制標高和成槽導(dǎo)向等[3]。除了需嚴格按照導(dǎo)墻設(shè)計圖紙推進施工流程之外，還需關(guān)注施工經(jīng)濟型、安全性與質(zhì)量等，保障工程的順利實時。此外需貫徹“三檢制”，對土方工程重難點環(huán)節(jié)實施全面檢查與控制，在該道工序合格后開始下一道工序，而就抽測點來說，應(yīng)保持其整體施工進度的適宜性，避免壓實面風干時工期延誤。

4.3.2 導(dǎo)墻施工要點

在進行導(dǎo)墻施工時，按照該位置實際情況建設(shè)為“г”型，選擇C20鋼筋砼進行澆筑，其頂寬與高度為1.6m、1.5m；在進行導(dǎo)墻施工時，禁止汽車吊、混凝土攪拌車等大型設(shè)備在導(dǎo)墻附近活動。

4.3.3 開挖導(dǎo)墻基槽

借助RTK放出防滲墻中心線，兩側(cè)位置灑出導(dǎo)槽邊線，在邊線位置開挖基槽，高于設(shè)計底面30cm時，選擇水準儀抄平，設(shè)水平樁，以此為基礎(chǔ)控制挖槽深度。在結(jié)束基槽開挖工程之后，檢查基槽寬度與深度，確保其滿足設(shè)計規(guī)范要求，呈報相應(yīng)結(jié)果進行審批，審批通過后進入下一道工序。

4.3.4 導(dǎo)墻澆筑

綜合整體要求，導(dǎo)槽位置綁扎鋼筋、澆筑混凝土。導(dǎo)墻澆筑時滿足以下技術(shù)指標：平行于防滲墻中心線允許偏差為±1cm，導(dǎo)墻頂面高程允許偏差為±1cm，導(dǎo)墻頂面高程允許偏差為±0.5cm，導(dǎo)墻間凈距各自允許偏差為±0.5cm。

4.3.5 平臺修筑

平臺修筑包括由鉆機工作平臺、倒?jié){平臺、排漿溝和施工道路等部分。在結(jié)束導(dǎo)墻施工后，綜合總體布置，鋪設(shè)13-22cm的碎石路面在鉆機施工側(cè)，以此來鋪設(shè)沖擊鉆軌道。另外一側(cè)澆筑倒?jié){溝與混凝土路面。

4.4 制備泥漿

4.4.1 泥漿選擇

防滲墻造孔施工時泥漿的主要用處時穩(wěn)定地層、支撐孔壁，冷卻鉆具、攜帶鉆渣、懸浮的作用，且泥漿具備較好的抗水泥污染能力、穩(wěn)定性、流變性能、物理性能。需綜合施工條件、經(jīng)濟技術(shù)指標、造孔工藝等因素選擇適宜的泥漿土料。通常防滲墻施工選擇3級膨潤土制漿，而一些重要工程或者地質(zhì)復(fù)雜工程多會選擇二級膨潤土制漿。泥漿配合比與性能指標則需綜合泥漿用途、造孔方法、地層特性加以試驗并選定。

4.4.2 明確膨潤土漿液性能

膨潤土漿液性能按照《鉆井液用膨潤土》標準。按照施工現(xiàn)場整體狀況明確泥漿池數(shù)量與位置，單個泥漿池儲存漿量在150m3左右。再進行制備池、沉淀池分割，泥漿利用率雖然提高，但不會影響防滲墻整體性能。

4.5 劃分槽段

按照設(shè)計方案與圖紙?zhí)峁┑牟鄱伍L度要求與槽段號對槽段實施槽段劃分，在導(dǎo)墻兩側(cè)用油漆在頂部標記槽段號以及各個階段的槽段槽孔號，還需控制好槽段長度，縮減槽段間接頭數(shù)目以提升整體性，且受限于墻基地質(zhì)條件、成槽深度等，槽段不會太長。綜合槽壁穩(wěn)定性驗算與以往槽段劃分經(jīng)驗，本工程選擇將砼防滲墻劃分為一期槽與二期槽，長度皆為6m。

4.6 防滲墻施工

4.6.1 成槽施工

①成槽選擇沖擊鉆施工，首先鉆出5個主孔，再實施小墻劈裂，先一期槽、后二期槽；②為明確基巖面高程，可首先鑒定分析一期槽段樣品土壤，確保其滿足施工要求。槽段入巖深度、槽孔寬度分別為0.5m與80cm，孔位中心與孔斜率偏差應(yīng)分別控制在±3%、0.4%；在造孔時，選擇膨潤土泥漿護壁，泥漿黏粒含量、塑性指數(shù)控制在55%、60%以內(nèi)，其他指標滿足實驗所需。定時攪動泥漿池內(nèi)泥漿，避免沉淀與結(jié)塊?？變?nèi)泥漿面低于導(dǎo)墻頂面30-50cm。

4.6.2 終孔驗收與清孔換漿

結(jié)束槽段施工后，報與監(jiān)理工程師對槽段寬度與長度、孔斜、孔深、孔位等全面驗收，合格之后清孔換漿，并在結(jié)束換漿1h達到如下標準：①孔底淤積厚度控制在100mm以內(nèi)；②槽內(nèi)泥漿密度在1.15g/cm3以內(nèi)，馬氏漏斗黏度控制在32-50s，含砂量應(yīng)控制在6%。在結(jié)束二期槽孔清孔換漿前，刷洗接頭砼孔壁泥皮，清孔換漿4h后內(nèi)澆筑砼。

4.6.3 墻體連接

墻體連接選擇鉆鑿接頭孔法，在澆筑過一期槽孔，在混凝土初凝時，以沖擊鉆沖鑿槽孔兩端砼，且保持鉆鑿直徑能夠配搭槽寬，形成接頭孔，工藝簡單，利于施工安排。

4.6.4 墻體砼澆筑

（1）砼拌和與配比材料選擇。選擇砼強制式攪拌機進行混凝土拌制，材料配比應(yīng)達到以下標準：①水泥標號超過32.5R，中粗砂，含泥量、黏粒含量控制在3%、1.0%以內(nèi)；②粗骨料選擇礫石、天然卵石，最大骨料粒徑小于40mm，含泥量小于1%，泥塊含量不大于0.5%；③澆注混凝土入孔擴散度、坍落度分別在340-400mm與180-220mm；坍落度保持150mm以上超過1h，且初凝時間超過6h，終凝時間控制在24h之內(nèi)，混凝土密度超過2100kg/m3；④混凝土膠凝材料用量超過350kg/m3，控制水膠比在0.6之內(nèi)；塑性混凝土水泥用量、膠凝材料總量應(yīng)不低于80kg/m3、240kg/m3，砂率超過45%；塑性混凝土選擇一級配骨料，如選擇二級配骨料，中石用量：小石用量不大于1；⑤彈性模量、滲透系數(shù)、抗壓強度等指標滿足設(shè)計文件標準要求[4]。（2）導(dǎo)管下設(shè)。控制導(dǎo)管內(nèi)徑在200-250mm，選擇絲扣連接，并以橡膠密封圈對相連絲扣密封。槽孔澆筑選擇3組導(dǎo)管，具體情況需滿足距孔端距、導(dǎo)管中心距要求。在槽底高差超過250mm時，置導(dǎo)管在控制范圍最低處，槽底、導(dǎo)管底口距離控制在150-250mm。（3）砼運輸。綜合施工現(xiàn)場選擇適宜砼運輸方式，一般會選擇砼攪拌運輸車、砼輸送泵完成輸送工作，且在砼澆注時應(yīng)保持一定連續(xù)性，若是因其他不可抗因素而中斷，中斷時間不應(yīng)大于40min。（4）砼澆筑。選擇直升導(dǎo)管法實施泥漿下砼澆筑，澆筑前于導(dǎo)管內(nèi)部放入能夠漂浮的隔離塞球，注入些許水泥砂漿，控制注漿速度，不間斷地完成混凝土澆筑，擠出隔離塞球的同時埋住導(dǎo)管底端。澆筑時滿足如下標準：①導(dǎo)管埋入砼深度控制在1m≥h≥6m；②混凝土面上升速度超過2m/h；③保持砼面均勻上升，每隔30min測一次面深度，保證砼面高差不超過500mm；④澆筑砼時，設(shè)蓋板，避免混凝土散落槽孔內(nèi)；⑤避免混凝土將空氣壓入導(dǎo)管內(nèi)。

5 防滲墻質(zhì)量采用的檢測方法

防滲墻質(zhì)量檢查一般采用現(xiàn)場質(zhì)量檢查和室內(nèi)檢測的方法。其主要檢測方法為：（1）原材料檢測；（2）混凝土檢測；（3）聲波檢測；（4）孔內(nèi)電視成像；（5）壓水試驗?；炷练罎B墻質(zhì)量檢測方法中的原材料和混凝土檢測為常規(guī)檢測方法，主要依據(jù)相關(guān)的規(guī)范進行；而檢測方法中的聲波檢測、孔內(nèi)電視成像和壓水試驗為本次研究采用的主要方法，其檢測原理為：（1）聲波檢測為彈性波檢測方法中的一種。該方法建立在固體介質(zhì)中彈性波傳播理論基礎(chǔ)上、以人工激振的方法向介質(zhì)發(fā)射聲波，在一定的空間距離上接收被測介質(zhì)物理特性所調(diào)制的傳播速度、振幅、頻率等聲波參數(shù)，通過數(shù)據(jù)處理與分析解決巖土工程中的有關(guān)問題。聲波檢測是一種輕便、靈活、快捷、高效的檢測方法。（2）孔內(nèi)電視成像采用先進的DSP圖像采集與處理技術(shù)，配合高效圖像處理算法保證了全景圖像實時自動采集[5]。全景視頻圖像和平面展開圖像實時呈現(xiàn)，圖像清晰逼真;系統(tǒng)高度集成，探頭全景攝像、無須調(diào)焦，可對所有的觀測孔進行360°全方位、全柱面觀測成像。野外數(shù)據(jù)采集操作方便，室內(nèi)軟件處理簡潔直觀，可顯示并輸出平面展開圖與立體柱狀圖。通過檢測以視頻的形式獲取地下信息，具有直觀性、真實性等鉆孔孔壁巖層表面特征原始圖像的優(yōu)點，對劃分地層結(jié)構(gòu)、確定軟弱泥化夾層，斷層、裂隙、破碎帶，觀察地下水活動狀況位置等具有重要作用，其已廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探和工程質(zhì)量檢測中，在工程建設(shè)中還可用于檢查混凝土澆筑質(zhì)量與灌漿處理效果等。（3）壓水試驗是一種在鉆孔內(nèi)進行的滲透試驗，其方法是將栓塞把鉆孔隔離出一定長度的孔段，然后以一定的壓力向該孔段壓水并測定出相應(yīng)壓力下的壓入流量，以單位試段長度在某一壓力下的壓力流量值表征該孔段巖石的透水性，通常以透水率q表示，單位為呂榮（Lu），是評價巖體滲透性的常用方法。

6 結(jié)束語

綜上所述，針對水利工程施工中的混凝土防滲墻施工技術(shù)來說，施工人員應(yīng)適時了解其對應(yīng)的施工方法，借助實地探測來掌握適宜的防滲墻施工技術(shù)，其具體的施工過程在與工程具體要求、情況相融合的同時，還需及時優(yōu)化施工設(shè)計方案，在根源上確認項目施工質(zhì)量，促進混凝土防滲墻整體的堅固性、穩(wěn)定性。