水庫大壩除險(xiǎn)加固混凝土防滲墻施工技術(shù)探析

李秋桂

摘要：水庫大壩是重要的水利工程，具有灌溉、供水、發(fā)電等多重功能，但是由于長期的自然因素和水文壓力，水庫大壩的安全問題一直備受關(guān)注。特別是大壩防滲墻，其質(zhì)量直接關(guān)系到水庫大壩的安全穩(wěn)定。因此，水庫大壩除險(xiǎn)加固混凝土防滲墻施工技術(shù)的研究與探索顯得尤為重要。本文將探討水庫大壩除險(xiǎn)加固混凝土防滲墻施工技術(shù)的關(guān)鍵問題，希望能夠?yàn)樗畮齑髩蔚陌踩€(wěn)定提供更加可靠的技術(shù)支持，保障水庫工程的長期運(yùn)行和效益。

關(guān)鍵詞：水庫大壩；除險(xiǎn)加固；混凝土防滲墻；施工技術(shù)

水資源是人類生存和發(fā)展的基本條件之一，而水庫大壩作為水資源調(diào)控的重要工程，承擔(dān)著儲存水源、防洪抗旱、發(fā)電等重要任務(wù)。為了提高水庫大壩的安全性，混凝土防滲墻技術(shù)被廣泛應(yīng)用于水庫大壩的除險(xiǎn)加固工程中。混凝土防滲墻具有密實(shí)、抗?jié)B、耐久等特點(diǎn)，能夠有效防止水庫滲漏問題的發(fā)生，保障了水庫大壩的安全運(yùn)行，然而混凝土防滲墻的施工技術(shù)涉及眾多工程學(xué)科和專業(yè)，其施工過程中需要克服眾多復(fù)雜因素，因此，需要深入探討和研究。

1 混凝土防滲墻施工技術(shù)概述

水庫大壩的滲漏問題一直是工程界關(guān)注的焦點(diǎn)，因?yàn)闈B漏可能導(dǎo)致地基沉降、壩體破裂、決堤等嚴(yán)重事故，因此，除險(xiǎn)加固水庫大壩成為一項(xiàng)緊迫的任務(wù)，而混凝土防滲墻施工技術(shù)作為一種高效的防滲手段應(yīng)運(yùn)而生。混凝土防滲墻的基本原理是在水庫大壩的內(nèi)部構(gòu)筑一道密實(shí)的混凝土屏障，以阻止水分的滲透，該屏障通常是由高強(qiáng)度混凝土制成，其密實(shí)性和抗?jié)B性能能夠有效地防止水分滲漏?；炷练罎B墻的施工過程通常包括以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟：（1）工程準(zhǔn)備：包括測量、設(shè)計(jì)、材料采購等前期準(zhǔn)備工作。（2）壩體開挖：需要在壩體內(nèi)部挖掘出一定的空間來容納混凝土墻。（3）混凝土澆筑：將高強(qiáng)度混凝土澆筑到挖掘出的空間中，形成墻體。（4）施工監(jiān)測：對施工過程進(jìn)行監(jiān)測，確保施工質(zhì)量。（5）維護(hù)保養(yǎng)：定期檢查和維護(hù)混凝土防滲墻，確保其長期穩(wěn)定性。

混凝土防滲墻技術(shù)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，不僅用于水庫大壩的滲漏治理，還可以應(yīng)用于隧道、地下工程、污水處理等領(lǐng)域。綜合來看，混凝土防滲墻施工技術(shù)是一項(xiàng)重要的工程實(shí)踐，為維護(hù)水庫大壩的安全性和穩(wěn)定性提供了可行的技術(shù)手段，其原理簡單而有效，施工過程嚴(yán)格，應(yīng)用廣泛，有利于保障國家水資源管理和工程安全[1]。

2 混凝土防滲墻施工技術(shù)的優(yōu)勢分析

混凝土防滲墻作為一種有效的除險(xiǎn)加固手段，在水庫大壩工程中廣泛應(yīng)用。

2.1 高抗?jié)B性

混凝土防滲墻采用高強(qiáng)度混凝土材料，具有極高的抗?jié)B性能，其致密的結(jié)構(gòu)和低滲透率，可以有效阻止水分的滲透，確保水庫大壩的安全性，該優(yōu)勢尤其在地下水位較高的區(qū)域以及長期暴露于水的環(huán)境中表現(xiàn)出色。

2.2 耐久性強(qiáng)

混凝土防滲墻具有長期穩(wěn)定的性能，能夠承受多年的水壓和水腐蝕而不失效，意味著一旦施工完成，混凝土防滲墻可以長期維持其防滲功能，減少了維修和更換的頻率，節(jié)省了維護(hù)成本。

2.3 施工靈活性

混凝土防滲墻的施工相對靈活，可以根據(jù)具體工程情況進(jìn)行定制設(shè)計(jì)和施工，無論是在新建工程中還是在既有水庫大壩的加固工程中，都可以根據(jù)需要選擇合適的混凝土防滲墻類型和尺寸，以滿足不同的工程需求[2]。

2.4 生態(tài)友好

混凝土防滲墻的材料主要由水泥、砂石和水構(gòu)成，與周圍環(huán)境相對友好，且混凝土防滲墻施工過程中產(chǎn)生的廢棄物較少，減少了對生態(tài)環(huán)境的不良影響，所以被認(rèn)為是一種較為環(huán)保的工程措施。

2.5 經(jīng)濟(jì)效益

盡管混凝土防滲墻的建設(shè)和施工需要一定的投資，但從長期來看，其耐久性和抗?jié)B性能將帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益，減少了維護(hù)和修復(fù)成本，延長了水庫大壩的使用壽命，同時(shí)降低了因滲漏問題而可能導(dǎo)致的災(zāi)害和經(jīng)濟(jì)損失。

2.6 安全性

通過混凝土防滲墻的施工，水庫大壩的滲漏問題可以得到根本性解決，提高了工程的安全性和穩(wěn)定性，不僅有助于保障水資源的安全供應(yīng)，還減少了水庫大壩可能帶來的危險(xiǎn)和災(zāi)害。

3 混凝土防滲墻的常用施工方法

3.1 鉆劈法

鉆劈法的核心是通過鉆機(jī)在地下預(yù)制一系列孔洞，孔洞在一定深度形成一個(gè)孔洞帶，為混凝土漿液的注入提供了通道；鉆機(jī)在孔洞內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，鉆頭不斷進(jìn)入地下，同時(shí)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)摩擦力和沖擊力可劈裂巖石，使孔洞擴(kuò)大；孔洞帶形成后，就可以通過注漿管將混凝土漿液注入其中，填滿孔洞和劈裂的空隙，形成一道堅(jiān)固的混凝土墻體。鉆劈法適用于巖性較硬的地質(zhì)條件，能夠有效劈裂堅(jiān)硬的巖石，形成堅(jiān)固的混凝土防滲墻，且鉆劈法可以適用于較大深度的施工，因?yàn)榭梢愿鶕?jù)需要選擇不同長度的鉆桿。

3.2 抓取法

抓取法是指在混凝土防滲墻施工過程中，采用挖掘機(jī)等機(jī)械設(shè)備，將混凝土墻的主孔和副孔交錯分段開挖，以減少孔壁的支撐工作，該方法主要適用于主孔深度小于抓斗最大開度，副孔深度小于主孔范圍的情況。使用挖掘機(jī)挖掘混凝土防滲墻的主孔，挖掘深度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，確保主孔的質(zhì)量和穩(wěn)定性，在挖掘過程中要特別注意孔壁的平整度和垂直度，以確保后續(xù)的施工質(zhì)量；在主孔開挖完成后，開始挖掘副孔，副孔的深度應(yīng)小于主孔范圍，通常為主孔深度的一半或更淺，交錯分段挖掘的方法有助于降低孔壁的支撐難度；在主孔和副孔挖掘完成后，對孔壁進(jìn)行支護(hù)，通常使用防滲墻工程中常見的支護(hù)材料，如混凝土支撐框架或其他支撐結(jié)構(gòu)，以防止孔壁坍塌。

3.3 鉆抓法

鉆抓法是一種常用于混凝土防滲墻施工的方法，通過使用沖擊鉆機(jī)和抓斗機(jī)，可以高效地完成主孔和副孔的挖掘工作，該方法適用于混凝土防滲墻的施工，特別是在需要控制副孔深度的情況下，可以有效確保施工的質(zhì)量和進(jìn)度。使用沖擊鉆機(jī)對混凝土防滲墻的主孔進(jìn)行挖掘，沖擊鉆機(jī)的選擇應(yīng)根據(jù)工程要求和孔徑尺寸來確定，在挖掘主孔時(shí)要確?？妆诘钠秸群痛怪倍?，以保證后續(xù)的施工質(zhì)量；主孔挖掘完成后，使用抓斗機(jī)挖掘副孔，副孔的深度應(yīng)受抓斗機(jī)最大開度的控制，確保在掘進(jìn)過程中能夠有效地控制孔的深度，可以減少孔壁的支撐難度。

4 混凝土防滲墻施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 導(dǎo)墻施工

在進(jìn)行導(dǎo)墻施工之前，需要進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作，在確定施工方案之前必須進(jìn)行詳盡的地質(zhì)勘測，了解地質(zhì)情況，確定施工的深度和范圍，根據(jù)勘測結(jié)果，進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，確定防滲墻的尺寸、材料和施工方法；在導(dǎo)墻施工前，需要進(jìn)行詳細(xì)的導(dǎo)墻設(shè)計(jì)和計(jì)算，包括確定導(dǎo)墻的高度、寬度、坡度等參數(shù)，以及計(jì)算所需的混凝土量和鋼筋數(shù)量，設(shè)計(jì)和計(jì)算應(yīng)符合相關(guān)的工程規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以確保導(dǎo)墻的穩(wěn)定性和抗?jié)B性，確定混凝土防滲墻的位置、長度、高度和深度等關(guān)鍵參數(shù)，繪制詳細(xì)的工程圖紙；在進(jìn)行導(dǎo)墻施工前，必須對基礎(chǔ)進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作，包括清理基礎(chǔ)表面，確保基礎(chǔ)平整并達(dá)到所需的強(qiáng)度要求，任何基礎(chǔ)上的松散物質(zhì)都應(yīng)該清除，以確?；炷恋酿そY(jié)性能；導(dǎo)墻的主要功能之一是防止水滲透，因此，在導(dǎo)墻施工中，需要特別關(guān)注防滲措施，包括在混凝土中添加適量的防滲劑，以提高混凝土的抗?jié)B性能，還可以考慮在導(dǎo)墻內(nèi)部設(shè)置防滲層，如防水膜或防滲涂層，以增強(qiáng)導(dǎo)墻的防滲性能。導(dǎo)墻的坡度和形狀對其穩(wěn)定性和排水性能至關(guān)重要，通常導(dǎo)墻的坡度應(yīng)根據(jù)具體工程要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，以確保排水暢通，防止積水，且導(dǎo)墻的頂部應(yīng)平整，以便后續(xù)工程施工和維護(hù)；鋼筋是導(dǎo)墻的重要構(gòu)件，用于增強(qiáng)其抗拉強(qiáng)度，在導(dǎo)墻施工中，必須按照設(shè)計(jì)要求正確布置和固定鋼筋[3]。

4.2 成槽施工

在施工現(xiàn)場，需要進(jìn)行槽位的測量和標(biāo)志，測量應(yīng)準(zhǔn)確無誤，以確保槽位的位置和尺寸符合設(shè)計(jì)要求；成槽的第一步是土方開挖，必須確保土方開挖的深度和寬度符合設(shè)計(jì)要求，土方開挖應(yīng)遵循安全操作規(guī)程，以防止坡壁坍塌等意外事件；在水庫大壩附近，地下水位可能較高，在成槽施工前必須采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣硖幚淼叵滤?，以確保槽底保持干燥，防止?jié)B水對施工的干擾。槽底的處理非常重要，必須平整、堅(jiān)實(shí)，并達(dá)到所需的坡度。槽底的坡度應(yīng)確保排水暢通，防止水在槽內(nèi)滯留；在槽底處理完成后，需要澆筑基礎(chǔ)混凝土，澆筑過程中應(yīng)采取振搗措施，確?；炷恋木鶆蚍植己统鋵?shí)，同時(shí)應(yīng)檢查混凝土的質(zhì)量，確保其符合設(shè)計(jì)要求；槽壁的模板搭設(shè)是成槽施工的關(guān)鍵步驟，模板必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求搭設(shè)，確保槽壁的尺寸和形狀準(zhǔn)確無誤；在模板搭設(shè)完成后，需要進(jìn)行鋼筋的布置和綁扎，鋼筋的布置必須符合設(shè)計(jì)要求，綁扎應(yīng)牢固可靠，確保鋼筋不會移位或變形；混凝土充分凝固后，可以進(jìn)行模板的拆除，模板拆除應(yīng)小心進(jìn)行，以防損壞槽壁的表面。拆模后，還應(yīng)檢查槽壁的表面質(zhì)量，并進(jìn)行修補(bǔ)或拋光，以確保表面光滑和均勻[4]。

4.3 泥漿制備

泥漿制備的主要原材料包括水、水泥、粉煤灰、膨脹劑、黏土等，原材料必須具備合適的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)過檢測和篩選，以確保泥漿的質(zhì)量；泥漿制備所需的設(shè)備包括攪拌機(jī)、攪拌桶、計(jì)量設(shè)備等，設(shè)備必須經(jīng)過檢查和維護(hù)，以確保其正常運(yùn)行；在制備泥漿之前，必須設(shè)計(jì)合適的攪拌工藝，包括原材料的投放順序、攪拌時(shí)間、攪拌速度等參數(shù)，參數(shù)應(yīng)根據(jù)泥漿的配方和工程要求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。水泥和粉煤灰的比例決定了泥漿的強(qiáng)度和抗?jié)B性能，根據(jù)工程要求確定合適的水泥與粉煤灰的比例，并確保其在泥漿中均勻分布；膨脹劑的添加可以改善泥漿的流動性和黏度，使其更容易施工，膨脹劑的種類和用量必須根據(jù)具體工程要求確定；黏土的摻入可以增加泥漿的黏度，提高其填充性能，必須確定合適的黏土摻入比例，并確保其均勻分散在泥漿中；水質(zhì)和水溫對泥漿的質(zhì)量和性能有重要影響，需要選擇適宜的水質(zhì)，并控制水溫在合適的范圍內(nèi)，以確保泥漿的穩(wěn)定性。按照預(yù)定的配方和攪拌工藝，逐步投放水泥、粉煤灰、膨脹劑、黏土等原材料到攪拌桶中，在攪拌桶中啟動攪拌機(jī)，按照設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行攪拌，攪拌的時(shí)間和速度必須嚴(yán)格控制，以確保泥漿的均勻性和穩(wěn)定性；在攪拌過程中，必須進(jìn)行泥漿質(zhì)量的監(jiān)測，包括測量泥漿的密度、黏度、流動性等參數(shù)，以確保泥漿符合設(shè)計(jì)要求。根據(jù)施工現(xiàn)場的距離和泥漿的用量，選擇合適的運(yùn)輸方式，如卡車、泵送等，以確保泥漿能夠準(zhǔn)時(shí)投放到施工現(xiàn)場。

4.4 混凝土澆筑施工

在施工前，應(yīng)進(jìn)行混凝土的試驗(yàn)，包括坍落度、抗壓強(qiáng)度、密度等，試驗(yàn)結(jié)果用于驗(yàn)證混凝土的質(zhì)量和性能，并清理施工區(qū)域，確保沒有障礙物、雜物和污物，以保持施工環(huán)境的整潔和安全；在混凝土澆筑過程中，必須設(shè)置膨脹縫，以防止混凝土龜裂和變形。膨脹縫的位置和間距應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。在開始澆筑前，要確保模板表面充分濕潤，以防止吸水和黏附問題，混凝土澆筑應(yīng)從低處到高處進(jìn)行，以確?；炷辆鶆蚍植己统鋵?shí)。在澆筑過程中，要避免產(chǎn)生冷縫或空隙；在混凝土澆筑后，必須進(jìn)行振搗作業(yè)，以排除混凝土中的氣泡并提高密實(shí)度。振搗設(shè)備的選用和操作要符合相關(guān)規(guī)定；混凝土澆筑完成后，必須對表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，以確保表面的光滑和一致，涉及拋光、刷涂劑、噴水等處理方法；混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)維持全槽內(nèi)混凝土面均勻上升，并控制各段高差在50 cm；混凝土需進(jìn)行連續(xù)澆筑，槽孔內(nèi)混凝土面的上升速度需大于2 m/h，且需連續(xù)上升到設(shè)計(jì)頂高程[5]。此外，混凝土澆筑過程中，若發(fā)生導(dǎo)管拔脫、堵塞或漏漿時(shí)，應(yīng)將導(dǎo)管全部拔出，沖洗干凈后再次下設(shè)，待導(dǎo)管內(nèi)的泥漿抽凈后繼續(xù)澆筑。

4.5 清孔

清孔工作涉及潛在的危險(xiǎn)，必須采取適當(dāng)?shù)陌踩胧楣と颂峁﹤€(gè)人防護(hù)裝備，確保工作區(qū)域的安全，以及制定清孔作業(yè)的安全計(jì)劃。根據(jù)清孔的深度和巖土情況，選擇適當(dāng)類型的清孔設(shè)備，常用的設(shè)備包括旋挖鉆機(jī)、液壓鉆機(jī)、鉆探機(jī)等，選擇應(yīng)根據(jù)工程要求和實(shí)際情況進(jìn)行；清孔設(shè)備必須經(jīng)過調(diào)試，確保其運(yùn)行穩(wěn)定，包括檢查設(shè)備的電氣系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、機(jī)械部件等，以排除潛在故障。清孔可以采用旋挖、沖擊、液壓等不同方式，根據(jù)巖土情況和清孔深度選擇合適的鉆孔方式；在清孔施工中，必須控制鉆孔的參數(shù)，包括鉆頭轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、沖擊力等，參數(shù)應(yīng)根據(jù)巖土類型和清孔深度進(jìn)行調(diào)整，以確保高效的清孔作業(yè)；在清孔施工過程中，需要監(jiān)測鉆孔的進(jìn)度，及時(shí)記錄鉆孔深度和位置，以確保清孔的準(zhǔn)確性和一致性。

5 結(jié)語

綜上所述，混凝土防滲墻施工技術(shù)在水庫大壩除險(xiǎn)加固中具有諸多優(yōu)勢，包括高抗?jié)B性、耐久性強(qiáng)、施工靈活性、生態(tài)友好、經(jīng)濟(jì)效益和安全性提高等方面，使其成為解決水庫大壩滲漏問題的有效手段，為水利工程的安全性和穩(wěn)定性提供了有力保障。

參考文獻(xiàn)

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