广西纳海交通设计咨询有限公司
摘要：伴随着我国科学技术的不断发展，当前关于防渗墙项目工艺及其理论体系已较为成熟，在某些领域行业的应用中发挥重要的作用。本文结合某港航项目防渗设计对其应用的技术及关键内容加以分析，以供参考。
关键词：港航项目；防渗墙设计；关键内容；应用技术
有研究数据显示，当前全球范围内应用的水利输电领域整体防渗墙的面积已超过55万平米，且在一些项目中实际应用的难度较大。从整体来看，我国防渗墙项目工艺发展前景良好，甚至有很多项目已经处于世界先进水平。从防渗墙实际应用现状可看出，其并没有广泛应用于水运领域，通过防渗墙止水，使得施工现场环境处于干燥状态的工程十分罕见。某大规模挖入式港池港口工程主要使用防渗墙止水，设置干施工环境以及建设码头结构等，为水运领域使用防渗墙的典型案例，因此水运领域的其他工程团队应当以此为基础，进一步研究以及分析防渗墙设计工艺，为相关工程提供优良经验。
1.某港航项目工程概况
引入案例的港航项目主要通过内挖式港池，将其分成不同时期，一期项目完成已干工程，经由航道和外海建立密切联系，港池内平均潮位是+0.0m。港口二期项目实际内容：两个10万t级集装箱泊位以及多用途泊位，两者全部长度相同，都为838.5m，还包括堆场以及进港路等。为保证二期港池、一期北围堰能够顺利完成干施工开挖工作，工作人员提前于一期项目中回填，并建设而成南围堰。二期项目施工过程中，在南围堰中建设专门的防渗墙，并在二期模拟开挖的港池泻湖一侧，建设东北围堰和防渗墙，将其和一期项目防渗墙变为整体。
2.防渗墙的概念分析
防渗墙指的是在松散透水地基以及土石坝体条件下，防渗墙被不间断的造孔逐渐变为槽，通过泥浆固定壁，并进行适当的泥浆浇筑，进而达到防渗的目标[1]。防渗墙的本质是地下水工建筑物，从属于地下连续墙的范畴，因此在施工过程中，其工程方法和地下连续墙所用到的方法基本一致。防渗墙和地面上水工建筑物相同，两者都可于墙体之中设置专门的钢筋，随后进行浇筑并对其标号，使其成为钢筋墙体，该墙体能够承担相应的荷载以及水流冲刷力，防渗墙实际施工之中存在不少技术难点[2]。
3.某港航项目防渗墙设计的应用关键技术
3.1墙体材料
目前各种工程中应用的防渗墙墙体材料种类较多，比较繁杂，其中比较典型的有普通、黏土以及塑性浇筑，还包括固化和自凝灰浆等。在所有材料中，塑性浇筑为在普通浇筑基础上，添加膨润土以及黏土等，能够有效减少水泥使用数量，是新型柔性材料的一种。塑性浇筑材料与刚性浇筑具有密切联系，使用刚性浇筑建设的防渗墙，存在众多不足之处，为弥补不足，塑性浇筑防渗墙在市场受到施工团队的青睐。通常情况下，刚性浇筑材料实际弹性模量＞2~3万MPa，是周围土体几百倍、几千倍[3]。于上部荷载条件下，防渗墙和周围土体两者出现的差异沉降，容易使得防渗墙自身承受垂直方向较大的压力以及侧方向的摩擦力，导致墙体内部实际应力大于浇筑材料自身抗压强度。久而久之，墙体内部容易出现裂隙，其防渗作用逐渐削弱，甚至会损坏防渗墙。塑性浇筑是在浇筑材料中里面添加适当膨润土以及黏土，这在无形之中减少材料本身强度以及弹性模量，加大损伤时的极限应变。如今，中国以及全世界范围内众多学者研究得出防渗墙塑性浇筑材料实际强度以及变形特性如下：弹性模量是地基的1~5倍，≤2000MPa。因为塑性浇筑材料优点较多，如强度比较低以及应变比较大等。所以其可和墙体两端土体一起相互配合变形，对防渗墙应力情况进一步优化，防止墙体被破坏。不仅如此，塑性浇筑材料之中含有膨润土以及黏土，能够显著降低水泥的使用量，节约项目资金，通过分析该项目的实际特征以及防渗墙借鉴经验可知，塑性浇筑防渗墙是十分可行的。
3.2墙体厚度
当前，施工团队在挑选以及明确防渗墙自身厚度过程中，主要利用允许水力坡降以及抗化学溶蚀的方法，前者能够避免防渗墙被渗透水流所侵蚀，为防渗墙关键指标。通常情况下，允许水力坡降的计算方式为渗透破坏极限水力坡降Jmax 和安全系数相除。Jmax 具体数值以室内试验数据为准，中国安全系数是5。通过分析与之有关的案例以及水利水电领域防渗墙行业规范可知，在塑性浇筑防渗墙中，其允许水力坡降数值在40~80之内。该项目的港池底标高是-17.0m，泄湖以及海水高水位分别是+2.0m 以及+0.6m。所以，港池干施工工作过程中，其围护结构两端水头最大差值H应当处于17.6~19.0m之间。倘若将水头差整体都作用在塑性浇筑防渗墙之中，按照项目规范，其浇筑材料允许水力坡降J是40~80，由此可进一步算出墙厚B为H/J=0.24~0.48m，原则上，依托项目墙厚处于0.24~0.48m之间即可符合的墙厚水力坡降实际标准。倘若防渗墙厚度不够，那么会对成槽施工带来不良影响，所以，根据项目水文以及地质条件，还有一期项目防渗墙施工的成功经验，可得出依托项目防渗墙厚度是400mm以及600mm，按照渗流情况可知，在此情况下防渗墙水力坡降在20左右，符合工程标准。抗化学溶蚀法主要以耐久性为主，进一步对防渗墙实际厚度起到约束作用，其混凝土防耐久性具体表现为：墙体材料对渗透水化学溶蚀的抵抗程度。当渗透水经由墙体内部微小裂缝之时，会导致墙体出现酥松问题，强度变低，严重影响其抗渗性能。利用相关试验进一步测试浇筑材料中CaO实际溶出速度，并以此为基础，估量计算当浇筑材料CaO溶出量是25%~30%时，所花费的时间，此时间是浇筑材料在正常情况下的使用寿命，为耐久性。先前其他学者将CaO被淋溶以至于使得墙体实际强度降低50%时，所花费的时间当作防渗墙的寿命，T=aCL2/KβH=aCL/KβJ。T为正常情况下浇筑材料的耐久性，C为水泥使用的数量，L为墙的厚度，H为水头差，J为水力比降，K为渗透系数，a为当浇筑材料本身强度降低到50%时，琳溶CaO需要的全部水量，数值为1.54~2.2之间，β为安全系数，数值为3~20之间。凭借项目防渗墙的不固定工程性质，不需要对其耐久性急性计算[4]。
3.3墙体深度
底层由于对地下水位和强透水层的要求十分严格，所以防渗墙应当深入到基岩以及比较微弱的透水层之中；倘若其埋深比较深，那么可按照渗流现状，设计悬挂式帷幕。按照依托项目实际地质条件可知，基岩上分布着大量强透水砂层，另外，基岩埋设的深度处于20m范围中，深度比较浅。所以，依托项目实际墙体深度应当参考墙体进入强风以及微风化层的深度，前者应当≥1m，后者≥0.5m。
3.4渗透系数
在设计防渗墙时需要参考渗透系数的数据，通常情况下我国塑性浇筑材料有其一定的数值，且与其他国家不同，要预防塑性浇筑材料发生变形的情况，进一步增加抗渗性能，我国对渗透系数必须做出调整。
3.5配合比
在对依托工程所需要的浇筑材料配比时，应当符合以上设计标准，最后，参考室内试验数据，如下表所示。
表1 浇筑材料配合比
.png)
4.结束语
综上所述，伴随我国科学技术的不断发展及其在各领域中的实践应用，防渗墙技术逐渐发挥其更大的功能与作用。本文以某港航项目作为案例对其防渗墙设计的关键内容与应用技术展开分析，进行总结，研究结果再次证实，防渗墙技术具有很高的可靠性，因此在我国具有很好的发展潜力与发展前景，这与其对墙体厚度要求不高，渗透系数低一级耐久性好有直接关系，因此在应用中相关人员还需不断实践与探索，发挥其更大的功能，确保防渗墙设计为之所用。
参考文献
[1]伍琪琳,王征亮,张鹏.某港口项目防渗墙设计关键技术[J].中国水运,2018,2(5):132-133.
[2]何海强.多哈新港项目防渗墙施工工艺技术研究[J].中国水运,2017,11(7):195-196.
[3]黄雷,王永明.白鹤滩水电站上游围堰防渗墙设计与实施[J].水利规划与设计,2019,2(2):119-122.
[4]翟子昊.水库增容工程防渗设计方案分析与研究[D].山东大学,2016.