水库大坝混凝土防渗墙施工要点

水库大坝混凝土防渗墙施工要点
摘要：文章结合水库大坝工程混凝土防渗墙施工技术要点及质量控制措施进行了简要的分析，以供类似工程借鉴、参考。

关键词：水库大坝、防渗墙、混凝土施工
一、工程简介
该水库是一座以灌溉、防洪为主，结合供水、发电综合利用的大型水利工程。

坝顶高程为174.50m，最大坝高为57.5m，坝顶宽7.0m，坝顶长300m。

为实现正常蓄水位，本次除险加固的主要任务是在粘土坝中间浇筑宽0.8m长300m的混凝土防渗墙，单孔最大深度为60m，总共完成成墙面积11634.58m2。

施工过程中对墙深小于20m的防渗墙及大坝左右两岸地基进行帷幕灌浆处理，沿防渗墙轴线单排布置，左端桩号坝0-005.5～坝0+22.5，长28m；右端桩号坝0+256～坝0+298，长42m。

二、水库大坝混凝土防渗墙施工技术
混凝土防渗墙是在地面上进行造孔施工，在地基中以泥浆固壁开凿成槽形孔或联锁桩柱孔，回填防渗材料筑成具有防渗性能的地下连续墙。

防渗墙施工流程主要由临建工程、防渗墙钻孔成槽、浇筑混凝土及拆除头墙构成。

2.1防渗墙施工临建工程
临建工程包括导向槽、施工平台、制浆站、泥浆沉淀池、浆水管路铺设、混凝土拌和站和风、水、电路布设等，其施工方案的科学性、合理性和可靠性，直接关系到防渗墙施工的质量、进度和成本。

导向槽、施工平台在施工中起到墙体定位，稳定孔口土体，稳定和移位钻机，避免塌孔、缩孔等重要作用。

由于该水库坝体填筑密实度差，存在渗漏现象，这对保证导向槽在施工过程中的稳定提出了较高的要求。

常用的导向槽断面形式主要有：矩型、梯型、“L”型。

施工机械设备重达几十吨，使导向槽底部的土体承受较大压力；孔口附近槽壁所受的泥浆压力较小，孔口土体稳定性差；造孔过程中产生的震动，加之槽孔壁土体受泥浆的长期浸泡，易产生滑动。

为减小导向槽底部土体承受的压力强，避免槽孔壁土体的滑动，保证导向槽的稳定，本工程在进行导向槽设计过程采用矩型断面，导向槽的深度1.2～1.5m，宽度0.8m，用Φ18@200配筋，坝面用30cm碎石填筑，下游面浇筑30cm厚混凝土施工平台，保证工作面施工干净，坝体不被泥浆渗漏浸泡。

2.2槽段的划分
槽段划分一般需考虑地质条件、墙体深度、施工方法等诸多因素，根据本工程的特点，整个防渗墙为轴线带折点防渗墙，防渗墙D-13号槽1号为折点（坝0+109），在折点左侧轴线长97.4m的防渗墙段，布置D-1号槽～D-12号槽共12
个槽段（坝0+011.6～坝0+109）；在折点右侧，长167.4m防渗墙段，布置D-3号槽～D-34号槽22个槽段（坝0+109～坝0+284.4）长97.4m，共划分为34个槽段进行施工。

槽段长度为8.8m。

为了保证折点处的槽段接头套接质量，方便施工。

征得设计同意后，本次施工方案中将折角形防渗墙，改为圆弧形转角防渗墙。

改形后保持原设计的槽段个数不变，槽段长度不变，槽段起止桩号不变，实践证明将折角形防渗墙改为弧形转角防渗墙的施工方法是正确的。

2.3造孔
（1）造孔机械：本工程投入多台（CZ-22A、ZZ-5型）冲击式钻机、造孔工艺主要选择钻劈法（主孔副孔均采用钻进成孔，劈打压打小墙）。

同时也积极探索各种造孔方法，以加快施工进度；
（2）冲击钻机钻孔工艺：本工程采用钢绳冲击钻和钻劈法造孔成槽，成槽时先钻进主孔，副孔，再劈打打小墙。

选用1.3～2.5t十字冲击钻头和空心长钻头造孔，为保证终孔孔径不小于80cm，施工中已经做到了对钻具及时进行补焊，主副孔的钻进，主要依靠钻头的冲击或切削作用破碎孔底成孔，对于主、副孔之间小隔墙劈打，将钻机移到小墙中心才能进行，劈打时适当控制冲程，做到轻打稳打。

2.4混凝土浇筑
防渗墙混凝土的设计指标：抗压强度R28≥7.5MPa，抗拉强度≥0.7MPa，弹性模量≤2800MPa，极限水力坡降（28d）≥250，渗透系数K28≤1×10-7cm/s。

最小水泥用量≥150kg/m3；施工单位根据批准的配合比拌制混凝土，采用电子计量方法，确保称量准确，拌制施工中对袋装膨润土的质量进行检查，不用受潮结块的膨润土，不与水同时掺加，应将水泥、膨润土和砂石等搅拌均匀后再加水搅拌，防止膨润土结块和粘搅拌机，使拌和质量均匀。

混凝土从搅拌站出料后，用1台HBT80A拖式混凝土泵（备用1台），直接输送到施工平台的储料斗里，通过储料斗的卸料槽流入导管漏斗，混凝土浇筑强度以槽段内混凝土面上升速度都达到了大于2m/h，混凝土面高差均小于50cm，终浇面高程控制在171.10m左右，高于设计高程60cm。

浇筑采用“直升导管法”，导管内径为Φ250mm，壁厚4mm，导管布置间距可根据实际情况，按规范要求进行，导管组装后，进行了密闭承压试验，采用钻机升降导管配合浇筑。

三、防渗墙主要施工质量控制与效果检验
3.1造孔质量控制和检验
3.1.1孔位控制
在防渗墙轴线上，分别在左右岸山坡设置半永久性轴线控制点，在与槽段对应的钢轨上设置单孔中心点，并标明单孔的孔号和孔位或在上下游两侧的槽板梁上口顶面，设置单个孔中心点，并标明单孔的孔号和孔位，以槽段对应的第一根
钢轨的腹板（钢轨腹板平行防渗墙
轴线且距防渗墙轴线90cm）作为防渗墙轴线辅助基准，钢轨腹板上用红油漆标明各孔孔中心，以此控制或检查各钻孔的孔位的基准。

槽板梁顶面高程为172m，以此作为控制或检查孔深的基准。

3.1.2槽段钻孔成槽质量控制与检验
对所有外孔的偏斜率均按≤4‰的《规范》标准进行控制，具体做法是：
⑴开孔至钻具钻稳后，最上面的钢绳卡进入槽孔内，校正钻机使悬挂钻具的钢丝绳，对准钢轴上的孔位标记，然后才进行正常钻进；
⑵正常钻进时观察悬挂钻具钢丝绳的晃动情况，发现钢丝绳向一个方向晃动，立即停钻测斜；每次接班后都进行测斜，发现偏斜立即纠偏，直到钻孔纠正回位后，再进行正常钻进；
⑶当钻孔钻至基岩面时立即取样，当岩样被设计、地质人员鉴定后，应立即排总长，以便准确确认该孔基岩面深度，进而确保防渗墙底入岩深度符合设计要求；
3.1.3槽段终孔孔型质量验收
在槽孔成型后及时对槽孔孔型进行了严格的工序质量验收，工序质量验收是严格按质量“三检制”进行验收的。

槽段孔形验收的质量指标结果：43个槽段的主副孔孔斜率均小于4‰，孔位偏差均小于3cm，孔宽均≥80cm，完全符合有关要求。

3.2混凝土拌和浇筑质量控制
混凝土原材料质量：粗骨料采用碎石，最大粒径不大于20mm，骨料中粘土和其他杂质含量应低于2%，超径含量不大于5%，逊径含量不大于10%；拌制混凝土的水泥，采用普通硅酸盐水泥，各种材料的配料偏差，水泥、掺和剂、水为±1%，砂、石为+2%。

及时做好混凝土性能指标的统计和分析工作。

由于进料系统为自动计量配料系统，混凝土拌和物质量较为稳定，均符合质量标准。

浇筑过程是保证防渗墙质量的最后一关，也是最重要的一关。

浇筑导管内径以200～250mm为宜，并按规范要求严格控制浇筑导管间距及导管距孔端的距离，同时导管应布置在其控制范围的最低处。

开浇前，浇筑导管内必须置入可浮起的隔离球。

开浇时，应先注入水泥砂浆，随即注入足够的混凝土，挤出隔离球并埋住导管底部，使后注入的混凝土与浆液隔离开，保证不产生混浆现象。

四、防渗墙质量检查与质量评定
根据混凝土防渗墙施工工序质量评定，结合施工单位自检试块的数理统计、监理抽检试块的数理统计结果及防渗墙进行钻孔取芯和超声波质量的检测结果：钻孔取芯检验项目为混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、渗透系数和极限水力坡降。

被检混凝土芯样除抗压弹性模量略大于设计值外，抗压强度、劈裂抗拉强度、渗透系数及极限水力坡降均满足设计要求。

超声波检测的内容为防渗墙的密实性和均质性。

检测采用双孔一发一收、单孔一发双收相结合的办法。

检测结果表明防渗墙的密实性和均质性较好，未发现明显的空洞、夹泥断层等。

该工程混凝土防渗墙施工共42个单元，有32个单元优良，优良率75%。

五、结语
综上所述,混凝土防渗墙施工前必须详细收集工程地质资料，根据工程特性制定符合本工程的施工方案。

孔形和清孔是保证防渗墙体的整体性和混凝土浇筑质量的关键，混凝土浇筑过程是保证防渗墙质量的最后一关，也是最重要的一关，在实施中要控制混凝土浇筑强度，确保防渗加固工程整体质量。