水库工程坝基混凝土防渗墙施工技术

水库工程坝基混凝土防渗墙施工技术【摘要】混凝土防渗墙是水利工程中常用的防渗结构形式，尤其在水库坝基防渗中的应用较为广泛。

本文以水库工程为例，结合工程地质条件，介绍了水库坝基混凝土防渗墙的施工技术，并针对施工中的难点提出相应的质量控制措施，以确保了混凝土防渗墙的施工质量。

【关键词】水库；混凝土防渗墙；施工技术；造孔；质量控制水库大坝是一项关系国计民生的建设工程，在促进地区经济发展上发挥着重要作用。

但由于种种原因，水库大坝的防渗漏问题一直是难以根治的技术难题。

而近年来，混凝土防渗墙在水库工程坝基防渗中得到了广泛应用。

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。

为了更好的应用该技术，下面，就结合水库工程实例，就混凝土防渗墙施工技术进行探讨。

1 工程概况
某水库工程是一座以防洪为主，兼顾发电、水产养殖等综合利用的水电枢纽工程。

挡水坝为混凝土面板堆石坝，最大坝高22.1m，坝顶长62m，宽2.8m，坝基采用混凝土防渗墙防渗，最大墙深12m，墙厚0.5m。

左右坝坡趾板、连接板下基岩进行固结灌浆；防渗墙下、左右岸坡趾板下基岩和水库两岸向上游延伸段基岩进行帷幕灌浆。

2 工程地质情况
库区两岸基本为岩质岸坡，基岩裸露，岩性为常州沟组石英砂
岩，岩性坚硬。

左岸岸坡较缓，岩层倾向河谷，为顺向岸坡，受卸荷、风化影响，岸坡处岩体中的节理裂隙较发育。

右岸岩层倾向上游偏岸坡内部，为逆向岸坡，岩体整体性较好。

防渗墙轴线位置河床覆盖层为混合土卵石，混合土卵石层内局部存在孤漂石；河床比现有围堰低3m，且围堰内水位过高，在混合土卵石层中造孔难度大，易塌孔，泥浆流失严重，并且防渗墙入岩深达5m，冲击钻钻凿基岩困难。

3 施工总体布置
3.1 供水系统
施工供水主要取自围堰基坑内集水坑渗透水，采用2台
is100-65-250型离心式清水泵（q=100m3/h，h=80m，n=37kw）在集水坑中提水，用dn100钢管向场内的各施工工作面供水。

供水系统共需铺设dn100钢管约1500m。

3.2 供电系统
本标段主要用电负荷有：防渗墙、灌浆施工、以及混凝土拌和系统、膨润土制浆站、水泥浆制浆站、供水、施工辅助工厂、照明等，用电负荷约为1000kva。

3.3 泥浆系统
在防渗墙轴线上游侧40m外、桩号坝0＋170位置的河漫滩处，建立一套泥浆拌和系统，建造制浆站规模为建造280m3的膨化池1个，280m3的供浆池1个。

安装2台s1500高速搅拌机和3台3pnl 型泥浆泵。

泥浆站至施工现场的供、回浆管路为φ100mm钢管。

3.4 混凝土拌和系统
为方便供水、供电的统一规划，本工程混凝土拌和系统建设在泥浆系统附近，并就近设砂、石储料场，料场保证2个槽孔储量。

拌和站设2台js-500型强制式拌和机，骨料由配料机按自动配料程序完成，水泥通过袋装计量，水用量由时间继电器控制。

混凝土运输采用混凝土泵，根据施工强度，投入1台hbt-60a泵。

3.5 施工平台及导墙
施工平台及导墙采用钢筋混凝土形式，沿防渗墙轴线修筑，钻机平台位于防渗墙轴线下游，轴线上游为抓斗施工作业平台，断面图如图1。

3.6 水泥浆系统布置
水泥制浆站布置在帷幕灌浆作业区内。

在大坝左岸趾板附近建设一集中制浆站，供给固结、帷幕灌浆所需浆液，距离较远的地方设置水泥浆中转站，采用输浆管把浓浆输送到各个作业面，保证远距离输浆需要。

4 混凝土防渗墙施工
4.1 槽段划分
根据设计文件，考虑地下水位、槽孔深度、施工历时、导管布置和浇筑能力等，在保证槽孔稳定的前提下，初步拟定防渗墙ⅰ期、ⅱ期槽段长度均为7.0m。

施工过程中根据实际情况，坝体两岸部位防渗墙深度较浅，可适当加长槽孔施工长度；坝体中间部位防渗墙施工时，若有漏浆塌孔现象，可缩短槽孔施工长度。

4.2 防渗墙造孔
造孔是防渗墙施工中的主要工序，受地层等自然条件影响最大，是影响工期、工程成本，甚至决定工程成败的重要因素。

施工中采用如下控制措施：
1）采用“三钻两抓”或“两钻三抓”造孔。

2）开孔前，首先调整好抓斗和钻机位置，保证孔位偏差小于等于±3cm。

3）造孔过程中，随时检验孔斜率，以保证孔斜率控制在4‰以内。

4）测斜采用相似三角形法。

量出带钻头的测绳距孔口中心的偏差，即可求出孔斜率，每2m填一次测斜记录。

5）造孔过程中孔内泥浆面应保持在导墙顶面以下30～50cm。

6）漏失地层，应采取预防措施。

发现泥浆漏失，应立即堵漏和补浆。

7）槽孔孔壁应平整垂直，不应有梅花孔、小墙等。

4.3 清孔换浆
槽孔验收合格后，进行清孔换浆，并及时向槽内补充新鲜浆液。

新鲜浆液与槽底浆液的置换量为该槽孔方量的1/3。

使用膨润土泥浆清孔合格的标准为：槽孔清孔换浆结束后1h，槽孔淤积厚度小于等于10cm，槽内泥浆密度小于等于1.15g/cm3，马氏漏斗粘度：32～50s，含砂量小于等于6%。

4.4 预埋帷幕灌浆管
为后期灌浆需要，防渗墙内预埋φ110mm钢管，管距2.0m，利用钢筋保持架定位。

预埋灌浆管孔距2.0m，位于防渗墙中心轴线上，平面上的允许偏差不大于±5cm。

预埋灌浆管在槽口固定在导墙上，灌浆管间采用丝扣连接或焊接，底口缠过滤网，防止混凝土进入管内。

预埋管施工完毕后，管口采用圆形木塞封闭，防止异物落入管内增加帷幕钻孔的难度。

4.5 钢筋笼的吊装与下设
（1）按照设计要求，本合同段防渗墙钢筋笼在每个槽段设计墙顶高程以下5m高度内布设。

（2）钢筋笼在下部的预埋灌浆管下设完成后下设。

（3）钢筋笼采用25t吊车吊装和下设。

（4）钢筋笼入槽时，若遇阻碍，应进行槽孔处理，不得强行下沉，并应采取措施防止混凝土浇筑时钢筋笼上浮。

5 施工难点及质量控制措施
5.1 漏浆和塌孔及孔口工程防护
本工程覆盖层主要为混合土卵石，不利于成槽过程中的孔壁稳定。

成槽过程中，首先应使用优质膨润土泥浆护壁，在大漏失量地层成槽时，适当加大泥浆比重，并向槽内加入黏土，然后利用钻头或重凿冲击挤密地层，每挤密一层后，再正常钻进或抓取进尺。

如此循环，直至穿过漏失地层。

这样施工既可以保证槽孔安全，又有利于提高成槽工效。

5.2 孤石、漂石处理
采用抓斗施工，漂石、孤石严重制约抓斗工效，遇该地层，应采取适当处理措施：
（1）用抓斗挂重锤（或冲击钻冲击）破碎；
（2）孤石、漂石表面聚能爆破；
（3）采用地质钻机在孤、漂石中钻孔，孔内预爆。

这几种办法应该下一种比上一种更为有效，当采取孔内爆破措施时，首先应征得监理人同意，并就孔深及孤、漂石大小的判断，考虑装药量和爆破方案。

槽内聚能爆破见图2。

5.3 孔斜控制
（1）冲击钻钻进，应随时进行孔斜测量，发现孔斜后，首先采取轻打勤放措施，用钻头自重修正偏斜孔壁；或在偏斜部位预填石块，轻打纠偏。

（2）抓斗施工，斗体安设导向板，斗体采用导向杆控制；施工过程中，随时观测孔斜仪表盘，通过斗体控制自动纠偏。

5.4 堵埋管
（1）严格控制新拌混凝土质量，防止配料错误、流动性不满足要求、严重离析及含超径大卵石的混凝土进入导管。

（2）混凝土的拌制和运输能力应满足混凝土面上升速度的要求，并留有余地，避免由于浇筑速度过慢，使混凝土丧失流动性。

（3）开始浇筑前应做好各项准备工作，确保混凝土浇筑连续进行，避免长时间中断浇筑。

（4）导管内径应上下一致，采用二级配混凝土时，导管内径应
不小于230mm。

向导管内浇入混凝土时速度不能太快，以防止压入过多空气造成堵管。

（5）发生埋管时，暂停浇注或降低浇注速度，避免继续增加导管埋深；同时改换吊车或以千斤顶配合等措施增加起拔力；必要时可在导管口上垫厚木板，用钻头往下轻击导管，从反方向活动导管。

6 结束语
综上所述，混凝土防渗墙的施工是一项技术要求很高的技术，施工过程中可变因素较多，施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量。

为此，在施工中应严格按照操作规程设计规范施工，合理地布置导墙，选取合适的造孔机械，不断改进造孔工艺。

参考文献
[1] 连华.防渗墙混凝土施工工艺及质量控制[j].中国新技术
新产品，2011年17期
[2] 黄友富.水库坝基混凝土防渗墙施工质量控制[j].建设监理，2010年01期。