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塑性混凝土防渗墙施工技术在水利工程中的应用

发表时间：2021/4/16 来源：《基层建设》2020年第32期作者：塔力哈提别克•西热甫

[导读] 摘要：随着社会的不断进步和发展，我们在水利工程方面的发展也是非常迅速的，这也使它在建筑行业的地位得到了很大的提升。

        新疆阿勒泰地区水利水电勘测设计院新疆阿勒泰 836500
        摘要：随着社会的不断进步和发展，我们在水利工程方面的发展也是非常迅速的，这也使它在建筑行业的地位得到了很大的提升。而塑性混凝土防渗墙作为它重要的部分，当然也受到了社会大众和从业者的重视和喜爱，而水利工程对我们的生活也有着很大的作用，能及时有效地帮我们防止一些自然灾害的发生，仅从这一点上，我们就知道防渗技术到底对我们的生活有多重要了。本文具体谈谈塑性混凝土防渗墙的特点以及它在水利工程中应该怎么应用和如何监控质量等问题。
        关键词：塑性混凝土防渗墙；施工技术；水利工程；应用
        引言
        塑性混凝土防渗墙在水利工程中的应用是非常普遍的，它也是施工中不可或缺的重要应用技术，而塑性混凝土防渗墙不管在设计还是在建筑应用上，都达到了很好的效果，受到了广大人民群众的喜爱，它应用的范围越来越广，在建筑施工中起到了尤为重要的作用。
        一、塑性混凝土防渗墙特点
        塑性混凝土防渗墙的主要成分材料有两种，分别是膨润土与黏土，自身具备一定的柔韧性特点，可以替代普通混凝土材料。但是，普通混凝土却无法替代塑性混凝土。塑性混混凝土具有众多优势，比如，良好的柔韧性、良好的抗渗能力等，此类性能是普通混凝土无法达到的。而且塑性混凝土价格成本相对较低，可以为施工部门节省更多成本的同时，节约更多水泥材料。也正是因为此类优势，所以，被广泛应用在水利工程中。塑性混凝土在不断的实践与使用中可以明确，极限值是普通混凝土的两倍，这样塑性混凝土防渗墙的弹性将会更强，因此在使用过程中安全性更高。
        二、工程概况
        某水库是以人饮供水为主的小（一）型水利工程，水库总库容316.3万m3，年供水量可达到439.03万m3。大坝为塑性混凝土心墙风化料坝，最大坝高达48.5m。坝址地质情况十分复杂，坝址岩体中主要结构面是岩层面和裂隙，且裂隙较发育。河床有一条小型逆断层，上盘为左岸上部板岩，下部为灰岩岩层上升；下盘为右岸上部板岩，下部灰岩岩层下降，垂直段距约25～35m。坝址基岩板岩全～强风化为软质岩，灰岩坚硬岩。由于大坝填筑料主要是全风化土料，其渗透系数在1.0×10-3～1.0×10-4cm/s之间，满足不了防渗要求，经对比相关坝型并取用周边现有的材料进行实验后，决定采用塑性混凝土防渗墙对大坝坝体部分做防渗处理，实现经济、实用双赢。
        三、设计指标
        C8混凝土防渗墙墙体厚80cm，槽孔最深47m，墙轴线长148.5m，6m为一槽段，共布置25个槽段，防渗墙底界深入基岩不小于1.0m；混凝土28d抗压强度不小于8MPa；抗渗等级不小于W6；弹性模量不大于1.8×104N/m2；渗透系数不大于1×10-6cm/s。导墙采用C25钢筋混凝土，布设12号三级钢筋，间距200mm，保护层30mm。
        四、工艺流程
        施工准备（含建设施工平台、浇筑混凝土导墙、确定塑性混凝土配合比等）→安装钻机→对准孔位→冲击钻钻主孔→取芯确定基岩面位置→冲击钻继续钻进达到设计要求高程→验收（孔深、孔斜检测）→副孔钻孔及小墙处理→清孔换浆→混凝土灌注→接槽段处理→下一槽段施工。
        五、防渗墙施工方法
        5.1成槽方法
        防渗墙槽孔按照设计图纸要求分为两期槽孔，槽孔按间隔布置、依次按序施工，Ⅰ期槽孔先行施工，待相邻一期槽孔均完成后，Ⅱ期槽孔方可施工，使混凝土防渗墙成为连续墙而达到防渗要求。槽段成槽使用CZ-30型冲击钻成孔，在钻孔时采用粘粒含量不小于45%的黏土加工的泥浆来护壁，护壁泥浆能稳定槽壁、提高冲孔速度、减少钻头磨损、保证混凝土质量；基岩段施工采用挂重锤的方法重凿穿越；成槽施工过程中均采用黏土泥浆固壁。每个槽段长度为6m，共有主孔5个、副孔4个，主孔宽度为80cm，经钻主孔劈副孔成槽。钻孔过程中，为确保钻孔、孔斜质量可靠，在主孔钻机对位、开孔、进钻、进入基岩取芯、终孔基岩鉴定、副孔钻机对位劈孔等操作中，必须严格按照施工规范要求进行。在确定槽段终孔深度时，对比实际取样鉴定结果与设计深度相结合的方法进行。在具体施工中，可呈设计基岩面以上1～2m开始采取岩样，经工程技术人员共同讨论分析以确定强弱风化层顶面、基岩面。

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        5.2清孔换浆
        清孔换浆使用3PNL型泥浆泵反复吸取不合格泥浆来完成清孔，先利用钻头将孔底淤积层持续不断的搅动，之后将排渣管安放至距离孔底30cm处，开启砂石泵吸走孔底含砾泥浆，然后注入新拌制的黏土泥浆，泥浆比重控制在1.1～1.2g/cm3，粘度控制在18-22s，含砂量不大于5%，将孔内不合格泥浆全部置换。清孔应先从浅出到深入依次进行，严禁为了方便施工采用加深设计规定的槽孔底深度的方法来代替清孔工作。每完成一次清孔，需从槽孔内不同的深度取出泥浆检测，确保检测的数值的平均值接近设计值；孔底沉渣厚度的检测数值确保不大于规定值时，即可以停止清孔作业进入下一道工序。
        5.3混凝土浇筑
        混凝土浇筑质量与混凝土拌制、单位时间内混凝土生产能力、运输等因素相关，所以在拌制混凝土时应对水泥、砂、碎石、膨胀土等材料精确进行称量，在拌和时对用水量严格进行控制，验算混凝土生产能力与槽内混凝土上升速度的关系，确保制备的混凝土符合施工要求。在运输时，采用混凝土输送泵经混凝土输送管送至储料斗。
        混凝土搅拌站由2台JD500混凝土强制式搅拌机拌制，HBT60混凝土输送泵水平输送，导管的吊挂和升降采用汽车吊，确保在混凝土浇筑强度上、运输强度和导管的上升控制上都能得到保证。
        防渗墙混凝土浇筑为水下混凝土灌注，采用直径准250mm特制无缝钢导管进行直升导管灌注，导管底口安置在距槽底部15～25cm范围内，导管安装完成后用隔板将导管料斗下部盖住；采用特制的比导管内径略小皮球栓且球面光滑，用铁丝将球悬吊固定导管内距离孔内泥浆面0.3m以上，待混凝土储量足够再剪断吊绳，球和混凝土顺沿导管挤走泥浆后落入孔底。皮球在浮力作用下，浮出泥浆面，回收清洗干净可重复利用。每个槽孔内布置2套导管，间距为3m。混凝土拌和物运至仓面时，应检测混凝土的坍落度和均匀性等。水下混凝土在灌注过程中槽孔内混凝土面深度应每间隔30min测量一次，保持槽孔内混凝土抬升的速度不小于2m/h；导管内应每间隔2h测量一次混凝土面的深度，导管底部距离槽孔内混凝土面的长度控制在2.0～4.0m，灌注初始阶段和结束阶段要增加测量频率；浇筑过程还要及时调整混凝土的拌制速度和入仓混凝土速度；浇筑要连续一次性完成，最终浇筑的混凝土高度应比设计高度高出0.5m以上，以保证混凝土强度。
        5.4墙段连接
        防渗墙槽段间的连接是整个防渗墙施工中的最不易控制的难点要点，关系着防渗墙是否达到防渗要求。防渗墙墙段连接采用钻凿法，此法施工方便、结构简单实用、对地层和孔深的适应性强。Ⅰ期槽孔浇筑完成24h后采用钻头钻凿搭接面，以此来避免对一期已完成的墙体造成破坏；在Ⅱ期槽孔清孔完成前，用机械设备清除槽孔壁上的附着泥皮，反复刷洗至钻头不带泥屑且孔底的淤积不再增加方可。槽孔清洗的越好，墙段间新、旧混凝土的连接就越紧密，就会渗径越长和墙体的整体性越好。
        六、塑性混凝土防渗墙在水利工程中应用的注意事项
        在将塑性混凝土防渗墙应用在水利工程中，为达到良好应用效果，要注意以下几点问题：一是确保导槽与平台的稳定性。在导槽施工中，对于导槽的坚固性与稳定性要给予更多重视与关注。要及时检查导槽顶部密度情况，明确密度是否是在规定范围内，同时见啥导槽与防渗墙是否在同一平线上。此类问题是施工中的小细节问题，容易被忽视，但是会对施工质量产生重要影响，因此，要加强重视程度。对于施工平台要在最大程度上保证其稳定性，查看是否存在超负荷问题，在使用中是否存在裂纹问题。一旦出现此类问题，平台要停止运行，及时做好维修工作。二是做好机械槽孔清理工作与维护工作。在槽孔制造过程中，不可避免需要展开后期维护工作。后期维护工作的开展中，最重要的就是要将槽孔中的杂物以及脏水等清理干净。为达到良好清理效果，可以采用出抽出渣的方式。在清理期间要做好岩浆补充工作，明确主槽孔与副槽孔。
        结语
        综上所述，塑性混凝土防渗墙对于水利工程施工工作而言具有重要作用。为保证水利工程质量，避免渗漏问题的产生，要合理应用塑性混凝土防渗墙。在这一过程中，施工人员对塑性混凝土防渗墙优势与特点要有正确认识，确保应用的科学性，实现水利工程的更好发展。
        参考文献：
        [1]张晔.塑性混凝土防渗墙在水库副坝加固中应用[J].东北水利水电，2019，37（07）：9-10+20+71.
        [2]龙少林.塑性混凝土防渗墙在土坝防渗加固中的设计与施工应用[J].西北水电，2019（02）：46-49.
        [3]辜诗纯.塑性混凝土防渗墙在围堰工程中的应用探析[J].太原城市职业技术学院学报，2019（03）：162-163.