水库大坝防渗加固中塑性混凝土防渗墙施工技术分析

吴政隆

摘 要： 当前，全国范围内的病险水库除险加固工程正处在集中建设的高峰时期。加固过程中，对坝体和坝基进行防渗处理是大坝加固的关键环节之一，尤其是土石坝防渗问题更为突出。防渗处理中，塑性混凝土防渗墙可以很好地满足大坝防渗加固的要求，又便于就地取材，且成本低廉，适用范围广，其诸多优越性能可以在大坝防渗工程中发挥很好的作用。为此，本文主要对塑性混凝土的概述、施工工艺及质量控制措施进行了探讨。

关键词： 水库大坝；防渗加固；塑性混凝土

近二十年来，水库的防洪安全越来越受到各级党委政府的重视，政府利用多种资金渠道对全国大、中、小型水库进行除险加固工作。可是，毕竟我国病险水库的数量较多，资金缺口很大，如何利用好有限的資金来消除水库的病险已成为一个不得不思考的问题。自1957年意大利阿亚水电站运用塑性混凝土作为防渗墙体材料以来，至今在世界各地塑性混凝土防渗墙得到了非常广泛的应用。与刚性混凝土相比，塑性混凝土具有初始弹模低，极限应变大，能适应较大变形，有利于改善防渗墙体的应力状态等特点；同时它能节省水泥，降低工程造价；另外，它还能就地取材，便于施工。因此在我国水利工程中也得到了广泛应用。

一、塑性混凝土的概述

塑性混凝土是一种水泥用量较低，并掺加较多的膨润土、粘土等材料的大流动性混凝土，它具有低强度、低弹模和大应变等特性，由于弹性模量可达2000以下，是一种柔性材料，可以很好的与较软的基础相适应，同时又具有很好的防渗性能，在水利工程的防渗中应用较多。混凝土拌合物坍落度为10～90mm的混凝土 。塑性混凝土在配合比方面的特点是水泥用量较少，一般约为80～170kg/m3，此外还需掺加 部分黏土或（和）膨润土（塑性指标较高），对其它材料用量的要求与一般混凝土基本相同。

二、塑性混凝土防渗墙施工工艺

某水库工程的主要功能是防洪灌溉，同时兼顾发电及城乡工业用水，坝址区流域面积为5807km2，总库容5.72亿m3，采用RCC碾压混凝土重力坝，坝体最大高度为119.14m。综合考虑施工现场实际地质、水文条件，近年来实测最大流量为6230m3/s，水位变幅在9.71m以内，河床覆盖层厚度为7.0—20m。本工程防渗系统设计为塑性混凝土防渗墙，墙顶高程578.50m，墙体厚度为0.8m。具体施工工艺如下：

1、施工材料准备

为保证工程建设质量，必须在充分掌握施工现场实际情况的基础上选取各项材料。水泥对混凝土的强度。弹性模量有直接影响，应根据工程性质确定水泥标号，以满足工程建设需求，每一批次材料进场前，必须进行严格的质量验收，禁止应用不达标材料。在塑性水泥混凝土中，膨润土和粘土是关键材料，能够有效降低其弹性模量，要求其胶粒含量及黏粒应当达到相关标准，将含黏量控制在50%以上，同时还可掺入适量的粉煤灰，增强混凝土抗侵蚀性。通过添加适量的外加剂，能够有效提升塑性混凝土的强度，加大密实度，根据工程实际情况选取相应的外加剂，常用的由引气剂、减水剂等。

2、临时设施布置

塑性混混凝土防渗墙施工中需要采用吊装、钻孔等大型机械设备，为保证施工顺利进行，必须布设施工平台，保证设备安全运转，同时修建导向槽，为后期施工提供积极指导。防渗墙的中心线应与导墙中心线保持一致，便于检查防渗墙的平面位置，通过导墙顶面高程，可控制混凝土浇筑面标高。将测量基准点设置在导墙附近，在施工中定期检测导向槽沉陷情况，避免出现变位现象。现阶段，钢筋混凝土导墙应用相对广泛，不仅施工操作相对简便，主要断面形状有两种，一是倒L型，即为“ ”，在适用于表土强度高的工程，降低冲蚀影响。二是正L型，即为“ ”，此类墙体不仅承载能力强，且底面积大，具有良好的稳定性，不易产生变形问题。此外，导墙还能够保护槽段主体，避免出现坍塌现象，提升孔口的稳定性。

3、槽段施工

（1）槽段划分。根据相关技术标准的要求，应将塑性混凝土防渗墙划分为若干个单元，并钻孔挖槽形成连续槽孔。由大量独立的钻孔相连形成槽孔，为便于后期施工，需对钻孔进行编号，为1、2……N，采用间隔分序的施工方式，先进行奇数号单孔施工，属于主孔，待其施工完毕后在进行副孔施工，二者相间布置。在划分槽段时必须充分考虑实际情况，综合考虑混凝土供给能力，浇筑上升速度保持在2m/h以上。

（2）钻孔成槽。通常情况下，在施工之前应选取主河床部位的槽段进行试验施工，确定防渗墙底部高程，为后期施工提供参考。试验施工过程中，应详细记录各项施工参数，划分土层情况，选取适宜的钻进速度。正式施工时，将钻机安放至指定位置，核对孔号及孔位，明确主孔及副孔的具体位置，主孔采用冲击钻进成孔的施工方式，副孔劈打成孔。严格控制钻进速度，避免对周边钻孔造成影响。

4、槽段浇筑

待清孔作业完成后，检验孔底沉渣厚度，将其控制在10cm以内，并按照规定标准验收成孔质量，采取必要的纠偏措施。随后将导管下放至指定位置，与孔底保持15—25cm左右的距离，将篮球或排球作为隔水塞，并检查导管的形状、焊缝等，避免在浇筑过程中出现密闭性不足的问题。通常采用直升导管法进行混凝土浇筑，导管间距控制在3.5m以内，埋入混凝土的深度不宜大于6m，以免后期难以拔出。定期测量槽孔内部混凝土面标高，直至达到设计要求后方可停止施工。

三、塑性混凝土防渗墙施工质量控制措施

1、钻孔成槽质量控制

钻孔施工过程中若遇到障碍物，可采取增加锤头落距的方式处理，避免影响正常施工进度。如果基岩倾斜程度过大，在钻进时出现飘滑现象，应及时回填片石或者水泥，保证孔底平整程度。必须严格按照施工方案要求进行钻孔作业，其位置偏差控制在3cm左右，倾斜程度控制在0.5%以内。在钻孔时可能会出现孔壁坍塌的问题，应采取相应预防措施，将钻进速度保持在合理范围之内，禁止重车通行。一旦出现坍塌问题，应及时回填块石、黏土等材料，填筑高度略高于地面1—2m，并适当压实以提高填筑材料稳定性，待处理完成之后才能继续施工。其次，在成槽阶段，应将合理控制内部泥浆面高度，在导墙顶面下部300—500mm左右。槽段开挖深度与泥浆面下降速度应保持一致，一旦出现下降速度过快的现象，可能是内部存在漏失地层，应采取堵漏处理的措施。

2、塑性混凝土浇筑质量控制

施工单位应根据水利工程实际情况建立起完善质量保证体系，尤其加强重点施工环节的控制。塑性混凝土浇筑直接影响了防渗墙的性能，必须严格按照相关标准进行操作，规范施工人员行为，尽量减少质量隐患。同时针对工程难点加强施工人员技术培训，使其充分掌握塑性混凝土防渗墙施工的技术标准，从根本上提高施工质量。由于在塑性混凝土浇筑时通常采用导管直升法，因此混凝土材料应具有良好的和易性及流动性，以免出现导管堵塞现象。在塑性混凝土材料运送至施工现场之后，检查其坍落度，以20—24cm为宜，若材料质量无法达到相关标准，禁止应用在防渗墙施工中。混凝土浇筑上升速度控制在2m/h以内，随着浇筑高度的增加逐渐提升导管。在此过程中，导管速度不宜提升过快，否则会影响墙体连续性，进而降低防渗性能。待浇筑砼面达到设计高度之后，应在导墙上进行立模浇筑，高度保持在0.5m左右，提高墙体稳定性。

四、结束语

综上所述，塑性混凝土防渗墙施工在水利工程施工中应用较为广泛，该项技术具有良好整体性和防渗性能，可大幅提高水利工程施工质量。在具体施工操作中应充分掌握工程的水文地质条件，制定科学、合理的施工方案，确保塑性混凝土防渗墙施工质量。如出现渗漏水问题，必须对此类问题加以重视，分析问题出现的原因，及时采取相应的修复措施，提高水利工程整体质量。

参考文献

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