水库大坝混凝土防渗墙施工技术分析

水库大坝混凝土防渗墙施工技术分析

任文涛

中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司  443000

摘要：随着社会进步与发展，我国社会经济呈现出高速稳定的发展态势。尤其是水利水电工程事业，取得显著成就，工程数量及规模日渐扩增，受到人们广泛关注。在水库主坝防渗施工过程中，混凝土防渗墙是使用效果最佳的施工工艺，其施工效果直接关系整个水利水电工程正常运行。混凝土防渗墙施工技术在实际应用中，需要根据水库主坝设计形式，借助一定的技术手段，实施防渗性能高的混凝土墙体的建设，实现提高水库主坝的防渗性能的目的。基于此，本文分析了混凝土防渗墙施工概念及发展现状，结合实际案例，分析了水库大坝混凝土防渗墙施工技术及要点，以供参考。

关键词：水库大坝；混凝土；防渗墙；施工技术

前言：近几年，我国一直致力于水利水电工程建设的完善。水库大坝工程作为水利水电工程重要部分，在水库大坝建设进程中，如何做好防渗工作是施工单位必须着重关注的问题，所以，要对当前使用的防渗技术展开进一步的优化。采用新技术手段，实施防渗施工作业，能够促进水库大坝整体建设质量有效提升。实际防渗施工过程中，混凝土防渗墙施工技术最为常用，通过应用该技术，可以规避或降低水库大坝渗漏问题发生率。施工单位在运用混凝土防渗墙施工技术时，要注意一些技术要点，从而充分发挥这一技术的应用价值和效用。

1混凝土防渗墙施工概述

1.1基础概念

混凝土防渗墙的施工程序较为复杂，其中包括多个不同的环节，任何一个环节出现问题都会对混凝土防渗墙的质量产生影响。在具体的施工过程中需要做好造孔工作和清孔工作，相关技术人员还要及时对混凝土防渗墙质量进行检查和验收。如果发现存在一些质量问题，则要对问题进行及时有效的解决。在进行造孔的过程中采用专业的钻机和钻具。使用泥浆进行灌注一定要保证泥浆的各项指标都能满足具体施工要求。如果其中任何一项指标出现问题，都会对防渗墙的质量产生影响，因此需要在后期添加泥浆处理剂。

1.2特点

（1）可根据工程特点的不同，进行结构尺寸选择。应用材料以及力学性能上的重新设计，其应用起来较为灵活；

（2）防渗墙的应用几乎可包含各类地质环境，只是在施工上存在不同的差异，应用环境十分丰富；

（3）用途广泛，既可防渗，又可防冲刷、挡土、承重；既可用于大型深基础工程，也可用于小型的基础工程；既可作为临时建筑物（如围堰上），也可作为永久建筑物（如堤库）；

（4）与其他防渗措施相比，防渗效果好，耐久性好；

（5）施工方法成熟，检测手段简单直观，工程质量可靠；

（6）混凝土防渗墙在施工过程中，所需要的机械设备比较大、且在施工过程中施工环节较多，同时需要的施工场地面积较大，工程一旦开工，需要的工期也较长。

1.3影响因素

通过相关工程经验，混凝土防渗墙的施工质量影响因素有很多，例如：墙底沉淀及接缝夹泥过厚；断墙、裹泥；入岩深度不够或未入岩；钢筋笼保护层不够或露筋；混凝土严重不均匀。

2我国水库大坝混凝土防渗墙施工技术的发展现状

水库大坝在具体运行过程中会面临较多的安全险情，其中最为主要的包括流土、接触冲刷等等。为了尽可能地减少一些安全隐患，必须要做好防渗工作，因为防渗工作是否完善，直接决定了水库大坝的使用寿命以及建设质量。在应用防渗施工技术的过程中，施工人员应该充分考虑工程的具体建设情况，对多种不同的技术进行全面系统的研究和分析，进而选择最为合适的施工技术，这样才能提高施工质量。混凝土防渗墙施工技术之所以能够得到十分广泛的应用，是因为其具有绝对的优势。这一技术主要是对墙体透水的地基进行造槽施工，然后充分利用泥浆的凝结功能来对墙壁的表面进行进一步加固，通过导管的方式向其内部注入混凝土，当混凝土凝固以后，就会形成一个防渗墙。通过这样的方式就能有效防止坝体出现渗水的情况。防渗墙不仅有良好的防水效果，同时还有一定的加固作用，因此能够有效提高整个水库大坝建设的稳定性。

3水库大坝混凝土防渗墙施工技术及要点分析

3.1施工技术

3.1.1对泥浆的相关要求

在采用混凝土防渗墙施工技术的过程中，会进行防渗墙处理。在进行造孔的过程中，无法避免地会使用到一些泥浆。在对泥浆进行选择的过程中，要尽可能地选择一些规格较高的原材料，这样才能保证整个泥浆的质量。泥浆颜色最好呈现出红褐色，泥浆塑性系数应该控制在18左右，含沙量应该控制在10%。泥浆只有满足这些要求，才能更好地保证孔壁的稳定性，为后续施工奠定良好的基础。施工单位应该充分意识到泥浆选择对于整个混凝土防渗墙施工技术的影响，严禁采用一些质量不合格的原材料来生产泥浆。

3.1.2造孔成槽与清洗

混凝土防渗墙施工技术包含许多不同的工序，想要提高混凝土防渗墙的施工质量，则必须要对每一道工序进行严格的把控。在众多工序中，造孔施工是最为复杂且困难的一道工序，在施工时必须要借助机械设备来完成。当前许多施工单位都会选择冲击式的钻机，因为该种钻机的性能较高，而且价格也比较便宜，所以得到了十分广泛的应用。在具体的施工过程中，首先要对混凝土防渗墙进行科学合理的划分，然后用钻机对每一个不同的单元进行造孔处理，同时应该保证每一个孔洞的直径都在0.8m左右。在造孔完成以后，需要对墙体周围的松散基土进行加密处理。当整个工序完成以后，相关技术人员需要进行反复的检验，在保证没有任何质量问题以后，才能开展下一步的施工操作。当整个造孔完成以后，施工人员还需要对孔内的泥沙以及周围的一些施工废物进行处理，这样才能为后续的施工奠定良好的基础。

3.1.3导墙施工

水利工程建设中，导墙是防渗墙的基准物，施工人员需严格按照施工图纸及相关规范要求施工，确保防渗墙处于正确位置。放线人员定位放线确定好轴线尺寸后，施工人员应使用石灰粉确定开挖边线，然后使用挖掘机按边线位置开展土方开挖工作。一般情况下，施工人员应结合黏土芯墙来确定槽孔深度，等槽孔开挖工作得到落实之后，进行导墙支模工作。该项工作需施工人员对防渗墙基础槽底进行修整，有效保障基础的施工质量。通过木模支撑来提高导墙结构整体稳定性，从而提高导墙整体性。现场操作中，使用混凝土进行导墙浇筑，施工人员应确保断面整体结构符合相关规范标准。在导墙建设中，需要对泥浆增加一定的侧压力，从而提高泥浆的高度，然后使用滚筒搅拌机对混凝土进行搅拌，最后采用人工进行抹平。

3.1.4槽段划分

为方便对导墙进行施工，需要将导墙划分为不同槽段，并且按照相关规范标准，将槽段进行区分，进而提高施工效率。施工人员对水库大坝导墙进行施工时，一般每隔6米距离，在墙体钉入水泥钉或膨胀螺丝。施工人员将槽段施工进行有效划分，区分不同时期，从而保障槽壁的稳定性。这些槽段的接头处往往需要施工冲击钻配合施工，同时使用红漆将导线墙上的槽孔进行编号。

3.1.5槽段开挖

开挖槽段时，需要将一序槽、二序槽孔分开挖掘。施工人员使用抓斗挖槽时，需确保槽孔垂直，做到轻放慢提，避免抓斗在施工中掀起周边泥浆，影响施工质量。槽段开挖时，为确保施工质量，需要保持悬吊机钢索始终保持张紧状态，确保挖槽器具始终具备较高灵活性，能够开展高精度施工。工作结束后，将挖槽器具及时转移，避免挖槽器具对后续施工造成影响。

3.1.6槽段连接

槽段连接施工时，需要等待一序槽成墙完毕之后，使用冲击钻对接口位置开展冲击成孔，确保钻孔位于钻头中心靠近混凝土墙。同时施工人员利用钻头上下移动，确保墙上的黏土保持平整状态。施工人员需将吊车支好后，钻机再开展作业，避免施工中因为冲击钻出现偏移，影响施工质量。

3.1.7安装锁管

锁管主要指接头的管子，它能把相邻的已经浇筑完的管子整合为一个完整的墙体，每个锁管的接头处都具有一个“U”形的接口。此外，利用锁管能保障泥浆和槽底浇筑的混凝土充分混合，达到防渗漏的目的。在完成成槽工艺后就可以安装锁管。

3.1.8安装导管

在对每个单元的混凝土进行浇筑时都应该配置2个导管，锁管和导管之间的距离应该控制在1m左右，要采取外接的模式安装导管。槽底和导管底部间的距离应该控制在22cm左右，最远不能超过28cm。这样能为混凝土浇筑工作和换浆操作预留足够的空间。安装导管的操作为：先对导管安全提升架进行定位，之后使用吊机进行配合安装。当完成安装操作后，要把振捣和混凝土浇筑设备移到顶部。

3.1.9预先埋设帷幕注浆管

按照设计的要求预留足够的围盖子，把混凝土防渗墙和帷幕注浆进行有机整合，增强整体的防渗效果。比如，在施工中应该每间隔1.8m埋设一根管，每个槽中放置3根。当检查完成槽工艺，妥善安装导管后，应该进行清孔换浆操作，清除孔中的砂砾和碎屑，注入新的泥浆。在进行操作时应该关注泥浆的变化情况，随时探测泥浆的浓度，达到施工的标准后就可以结束清孔换浆操作。

3.1.10混凝土防渗墙体浇筑

从当前实际发展情况来看，在进行混凝土防渗墙浇筑的过程中，最经常使用的墙体材料为c15素混凝土，但是由于当前对于工程的建设质量有着更高的要求，如果单纯采用c15素混凝土，则无法满足具体的建设要求，因此需要在原有的基础上添加w6抗渗材料，将二者进行充分的结合，这样才能够有效提高浇注的质量。在对混凝土防渗墙浇筑的扩散度进行控制的过程中，应该将其范围尽可能控制在34cm~40cm之间，出机口的塌落度应该控制在18m左右。在进行浇筑施工的过程中，应该每半小时就进行一次恢复浇筑，这样才能有效保证混凝土的契合度。在进行浇筑的过程中，经常会出现混凝土散落进孔内的情况，为了避免这种情况的出现，应该在槽口处设置一个盖板。此外，施工人员需要对墙体的质量以及功能进行多次反复的检测，保证每一项检测指标都符合标准。

3.1.11混凝土浇筑质量控制

想要提高混凝土浇筑的质量，首先应该对混凝土的温度进行科学有效的控制。在生产混凝土时，一定要对石子和水的温度进行严格控制，如果温度过高将会严重影响整个浇筑质量。在进行搅拌的过程中，不能出现离析的情况，而且还要适当地加入一些骨料和石料来降低混凝土的温度。为了避免在运输和浇筑过程中出现混凝土散落度的损失，则必须要对混凝土的配料进行科学合理的配比。除此之外，在进行浇筑的过程中，一定要进行充分的振捣。

3.1.12混凝土防渗墙检测

在混凝土防渗墙建设完成以后，需要对防渗墙进行全面细致的检测，具体可以采用抽芯实验的方式来对透气性系数进行测量，应该保证每项指标都符合前期的设计要求。其中任何一个指标出现错误，都需要追究问题的源头，进而对问题进行科学有效的解决。

3.2施工要点

水库堤坝施工工程中的防渗墙施工中，应严格按照桩设计要求中规定的长度进行注浆管长度设计。同时，注浆管的出浆孔孔径必须要控制在>7mm的范围内，并且出浆孔的总面积要小于注浆管内孔的截面积，要保证注浆管底部的密封性以及单向阀性能。采用套丝将管与管之间紧密连接起来并涂密封胶，用止水胶带包裹外面螺纹处，并将其牢固地拧紧密封。在钢筋笼施放时要注意保证注浆管与主筋的牢固可靠性，并认真检查其通水性是否良好。水库堤坝施工工程中的防渗墙在结束每节钢筋笼下放的时候，必须检查管路的密封性能，可以通过在注浆管内注入清水的方式来检查。当注浆管内注满清水之后，水面保持稳定而且不下降则表示已达到设计要求。但是如果发现漏水则应该将钢筋笼提起进行检查，排除所有障碍物之后才能再次下笼。在桩身混凝土浇灌后12-24小时之内，必须用清水劈裂疏通注浆管，水量不宜大，贯通后即刻停止灌水。要加强保护露在孔口出地面的注浆管，以防止人为或者施工机械对其造成的损坏。

4工程概况

某水库工程大坝顶高程为95.6m，最大坝高为32.6m，坝顶宽10.56～12.56m，坝顶长230m，上游坡比为1：3.64，下游坡1：2.5～1：3.0。坝顶及库区道路均为已修建为砼道路；坝型为粘土斜墙坝，斜墙顶厚2.2m（93.6m高程处），底厚4.5m（75.5m高程处）；坝脚反滤体顶高程71m。上游面采用干砌石护坡，下游面为草皮护坡，针对工程存在的问题，拟定本次除险加固主要工程任务有：大坝防渗除险加固方案为：坝体垂直塑性砼防渗墙、坝基及坝肩帷幕灌浆。

4.1塑性混凝土防渗墙设计

采用混凝土垂直防渗墙、坝基（及坝肩）帷幕灌浆防渗。沿坝轴线对大坝桩号0+000～0+230段坝顶布置塑性砼防渗墙，墙底嵌入基岩1m，墙厚0.6m，待塑性砼防渗墙完成后，再于坝顶防渗墙线布置基岩帷幕灌浆，与坝肩帷幕灌浆相接，帷幕顶进入砼墙体内不小于1m，灌浆孔间距2m，灌浆深入10Lu线不小于5m。具体加固方案如下。

4.1.1坝肩绕渗处理

沿左坝肩砼公路延伸布置帷幕灌浆，灌浆深入10Lu线不小于5m，越过底部放水隧洞，布置长度暂定75m（0+000~0-075）。对于右坝肩虽未出现渗漏情况，为保证防渗可靠，向右侧溢洪道延伸，布置长度40m69（0+230~0+270）。

4.1.2大坝防渗加固方案

全坝段垂直塑性砼防渗墙+坝基帷幕灌浆。沿坝轴线对大坝桩号0+000～0+230段坝顶布置塑性砼防渗墙，墙底嵌入基岩1m，墙厚0.6m，待塑性砼防渗墙完成后，再于坝顶防渗墙线布置基岩帷幕灌浆，与坝肩帷幕灌浆相接，帷幕顶进入砼墙体内不小于1m，灌浆孔间距2m，灌浆深入10Lu线不小于5m。塑性砼防渗墙施工工艺见施工组织设计章节，主要设计指标暂定如下：渗透系数K≤1×10-7cm/s，墙体厚度为0.6m，抗压强度3Mpa≤R28≤5Mpa；弹性变形模量300Mpa≤E28≤1000Mpa；允许渗透比降J=80。考虑垂直塑性砼防渗墙施工对大坝砼道路的破坏，待砼防渗施工完成后，按砼路面路面宽4.5m恢复。路面由三层结构组成，上为0.2m厚C30砼，下为0.15m厚水泥稳定层和0.15m级厚级配砂砾石层，路基压实度同大坝压实度，不小于0.96。

4.2工程效益

某水库除险加固后，消除了各水工建筑物的安全隐患，使水库由不能安全运行转为安全运行，避免了大坝一旦失事对下游地区造成的损失。水库有效灌溉面积0.57万亩；养殖水面170亩；防洪保护面积40km2，涉及人口8万多人。估算，水库多年平均防洪效益为80万元。水库除险加固后，改善灌溉面积0.57万亩。借用邻近灌区的灌溉效益分析成果，耕地产量平均高10kg左右，粮食和经济作物综合单价2.0元/kg。考虑到增产效益是水库措施和灌区水利配套措施、农业生产服务体系多重投入的结果，因而其效益需在水库措施和灌区水利配套措施、农业部门进行合理分摊，分摊系数为0.3，分摊后水库除险加固增产效益为3.42万元。汪岭水库加固后新增多年平均效益83.42万元。

结束语：

综上所述，在未来的发展过程中，我国会投入更多的时间和精力来建设水利水电工程，其是水利水电工程的重要组成部分，能否得到良好的发展直接影响了水利水电行业的未来发展情况。想要将水库大坝的作用更好的发挥出来做，则必须要做好防渗工作。如今使用的最为广泛的技术就是混凝土防渗墙施工技术，利用该技术能够有效解决水库大坝的渗漏问题。施工人员在施工过程中要切实把控好混凝土防渗墙施工技术的要点，充分发挥混凝土防渗墙施工技术的作用，这样才能有效地提高水库大坝的防水性，进而促进我国水利水电工程能够得到更好的发展。

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