新疆阿勒泰地区水利水电勘测设计院 新疆阿勒泰 836500
摘要：随着我国现代化城市建设进一步加快，对能源的需求越来越大，在水利水电资源资开发与建设中，对生态自然环境的保护要求越来越高，而混凝土防渗墙施工技术水平对工程建设质量和环境保护尤为关键。文章介绍水利水电工程中混凝土防渗墙的施工工艺，提出在施工过程中的控制难点与措施，从而对我国水利水电工程建设实现又好又快地发展具有重要的指导意义。
关键词：水利水电；混凝土；防渗墙施工；应用
引言
随着我国现代化城市建设进一步加快，对能源的需求越来越大，在水利水电资源资开发与建设中，对生态自然环境的保护要求越来越高，而混凝土防渗墙施工技术水平对工程建设质量和环境保护尤为关键。文章介绍水利水电工程中混凝土防渗墙的施工工艺，提出在施工过程中的控制难点与措施，从而对我国水利水电工程建设实现又好又快地发展具有重要的指导意义。
一、混凝土防渗墙工程施工技术的概述
1.1桩柱型混凝土防渗墙施工技术
在柱型混凝土防渗墙施工过程当中，普遍采用的施工技术是空洞回填，首先要运用现代化的机械设备对其进行打孔，然后用混凝土对空洞进行回填，最后再把回填以后的混凝土进行夯实处理。
1.2槽板式混凝土防渗墙施工技术
槽板式混凝土防渗墙的施工工艺主要是运用相关的机械设备对墙体进行挖槽，然后在槽内填筑混凝土材料，回填处理，完成整个施工步骤。但是采用这种施工技术，在实际的施工过程当中，首先需要对水坝的实际情况制定科学的挖槽尺寸，实现水利水电工程的防渗效果。
1.3板桩灌注混凝土防渗墙施工技术
在对防渗墙工程进行施工的时候，运用板桩施工技术，主要是通过打桩的方式，对混凝土进行处理，然后按照相关的施工顺序，完成所有的工程步骤。具体的操作方法是运用机械设备把钢板桩压到一定深度后，把钢板取出。再取出钢板桩的过程当中，需要用混凝土对其进行回填，完成填筑步骤。
二、工程概况
某水库以灌溉功能为主，辅以防洪和水产养殖，集水面积为72km2，库容约3.618×107m3，因大坝槽段上游和下游坡自身抗滑稳定性无法达到规范要求，故下游坝坡出现一定局部滑动。上游护坡已经严重损坏，且清基不到位，填筑质量未达到要求，基础未采取防渗措施，浸润线上的出逸点相对较高，在出逸段没有采取有效保护措施。经技术经济综合对比，决定采用混凝土防渗墙技术，墙体的位置为坝顶中部，顶部高程为62.3m，厚0.4m，深22.4m左右，总工程量约1万m2。墙体伸入不透水层中2m，其起迄桩号为0+000～0+650，总长约650m。现围绕该工程实际情况，对其混凝土防渗墙施工技术作如下深入分析。
三、混凝土防渗墙施工技术
3.1导墙施工
这是墙体施工重要环节之一，作用在于成槽导向，对标高予以控制，避免槽口发生坍塌，按照设计要求，导墙的防面采用倒置的L型断面。导墙必须有足够刚度与强度，能适应各类机械设备作业要求。槽宽为0.56m，在导墙施工过程中，轴线放样应准确无误，最大误差不能超过10mm，其导墙壁应保持平直，将平整度偏差控制在3mm以内，同时垂直度偏差不能超过0.5%。墙体顶面要比施工地面高出100～150mm，各槽段中的导墙需要设置溢浆孔，墙基底部需要和土面相紧贴，为避免导墙发生变形，将内侧模板拆除后，不仅要按照1.5m的间隔距离设置木撑，还应在槽段之间的结合部位浇筑厚度为15cm的隔墙，待混凝土实际强度达到要求后，方可进行后续施工。
3.2泥浆制备
（1）为使成槽质量达到要求，必须重视和加强护壁泥浆循环，这是使槽壁保持稳定、使冲孔的速度及混凝土质量都达到要求的关键所在。该工程所用泥浆的主要材料为膨润土，辅以适量粘土，在造孔过程中使用的泥浆应在通过检测确认合格以后才能使用。泥浆质量按以下标准控制：①新配制泥浆。粘性土与砂性土比重分别为1.04～1.05g/cm3、1.06～1.08g/cm3，粘度分别为20～24s、25～30s，含砂率分别不能超过3%和4%，pH值均为8～9。②循环泥浆。粘性土与砂性土比重分别不能超过1.10g/cm3、1.15g/cm3，粘度分别不能超过25s、35s，含砂率分别不能超过4%、7%，pH值都应大于8。③废弃泥浆：粘性土与砂性土比重分别大于1.25g/cm3、1.36g/cm3，粘度分别大于50s、60s，含砂率分别大于8%、11%，pH值均大于14。
（2）泥浆拌制方法与时间都应根据试验结果确定，然后按照经审核通过的配合比进行配制，经计算得出的结果，其误差值应控制在5%以内。搅拌系统设于轴线下游，每个搅拌站配置6台搅拌机，同时设置容量不小于300m3的贮浆池。将配制好的泥浆由管线输送至中转站，最后分送到各个槽孔段。
（3）泥浆应先后经过三级处理，即制浆池、沉淀池与贮浆池，对于制浆场地，应按照便于现场施工的基本原则布置。
3.3成槽施工
待槽口板混凝土实际强度达到要求后，开始进行成槽施工，施工方法为先借助冲击钻机进行端孔钻凿，然后利用抓斗将土体取出。为有效加快施工进度，针对处在土体区段中的槽孔，可直接利用液压抓斗进行成槽。对于单元槽段，其长度按地质、抓斗的规格、墙体结构和混凝土供应能力来确定，根据以上要求，将该工程的槽孔分成两段，长度相等均为8m。
成槽是墙体施工重要工序，不仅控制工期，而且会对质量造成影响，以地质情况为依据，决定采用液压抓斗来成槽，在部分区段辅以冲击钻。对于上部土层与夹石层，采用两钻一抓的方法施工，而对于基岩段，采用冲击钻进行成槽。
抓斗沿导墙壁方向持续开挖，采用对抓斗垂直度进行动态调整的方法来讲控制成槽尺寸精度，开挖到强风化层后，将槽底部修整平齐，避免产生过大偏差。
当成槽时突发事故时，可采取以下应急措施：以地质资料为依据，结合以往工程经验，如果由于无法提前预见的原因导致塌方与失浆，则应停止开挖，增加浆液的供应量，使液面处于稳定状态，也可向槽中倒入大量粘土或回填土，防止事故进一步扩大。另外，还要和各参与方积极沟通，找出原因，并制定处理方案。
施工中必须时刻关注泥浆性能产生的变化，做好定期检测，根据检测结果及时补充满足标准要求的泥浆，使施工过程保持连续和正常。
所有段落的墙体底部都要进入岩层1m，为掌握岩性情况，并确定墙体底线所处高程，需在墙体轴线上按一定间隔距离设置先导孔，其间隔距离一般为10m。当河床的地势较为平缓时，各槽孔底线应保持水平，而对于两岸的陡坡，应将槽孔底线做成梯坎型，两个相邻的槽孔，其终孔时孔深高差应控制在1m以内。施工开始前，需针对底线高程进行剖面图的绘制，以便为施工提供正确指导。
在冲击、抓挖到设计确定的岩面后，与监理单位、设计单位和建设单位相关人员开展现场确认，确定终孔时深度能否达到设计要求，一般判定依据以岩样和进尺为主。
3.4清槽
成槽时，为将槽底沉渣清理干净，要认真做好清槽，保证墙底抗渗与承载能力。待成槽完成后，利用液压抓斗对槽底的沉渣进行清理，同时检查成槽的实际情况，然后用洗刷锤对接头处进行清刷，到没有泥屑被带出为止。在清槽中，利用泵吸法进行反循环排渣，待沉渣进入到泵管中后，由管口向外排出，清槽时，需持续输送泥浆，使液面高度达到要求，避免塌孔的发生。
3.5混凝土浇筑
（1）运输至孔口处的混凝土应具备符合要求的和易性，采用专门的输送泵进行输送，要求生产率不能低于15m3/h，且功率应达到18.5kW以上。
（2）浇筑方法为直升导管法，所用导管的内径为25cm，在浇筑开始前，先对导管做密封性试验和承压试验，以确定能否满足浇筑施工要求。
（3）对于一期槽孔，其两端导管和孔端之间的距离不能超过1.5m；对于二期槽孔，其两端导管和孔端之间的距离不能超过1.0m，相邻两条导管之间的距离应控制在3.5m之内。如果孔底高差超过25cm，则需将导管的中心放到最低点。
（4）在安装导管的过程中，其底部出口和孔底之间的距离应控制在25cm以内。在浇筑开始前，各条导管都要下入能漂浮的木球隔离球塞。刚开始浇筑时使用储料斗供料，然后使用混凝土泵进行连续供料。
（5）浇筑开始前，先向导管中加注一定量水泥砂浆，同时准备好充足混凝土，确保导管内木球完全挤出以后，使导管的底部处于混凝土液面当中。如果槽孔的底部存在高差，则先对较低处进行浇筑。
（6）浇筑必须连续，液面实际上升速度应达到2m/h以上，且平均速度以4m/h为宜，一次性上升到指定的高程。
（7）浇筑时导管下端管口应始终处在液面下方至少1m，但不能超过6m。通过连续、稳定供料，使液面平稳上升，高差不超过0.5m。按照30min的时间间隔对混凝土面进行测量，按照2h的时间间隔对导管中的混凝土液面进行测定，浇筑开始与完成后都要增加测量的频率。
（8）在浇筑施工中，需在孔口处设置一块钢盖板，避免混凝土或杂物进入到槽孔当中。另外，混凝土必须满足施工要求，质量不合格的混凝土禁止入槽。浇筑时，必须做好检测与记录，各槽段都应制作一组混凝土试件，以验证其弹性模量、抗压强度和抗渗压力。当检查发现墙顶不满足设计要求时，应将其挖除，然后用粘土进行分层回填和碾压，使其达到密实，压实度应达到96%。
3.6相邻槽孔混凝土接头
（1）槽孔之间的混凝土采用套接方法处理，即利用直径为400mm的接头管进行套接，通过套接能使槽孔稳定、可靠。管径为400mm，壁厚12mm，长3～6m。
（2）在套接施工中，混凝土早期强度不可太高，且管的表面应保持光滑与平整，连接紧固。
（3）接头管的起拔采用专门的拔管机进行，由液压泵与千斤顶两部分构成。在正常条件下，液压压力为25MPa，千斤顶在垂直方向上的起拔力为1600kN，提升和下降的速度分别均不小于600mm/min。
（4）待成槽完成，并检查验收确认合格后，将接头管设于槽两端，随着混凝土不断浇筑，以控制时间和起拔力为依据对接头管进行起拔。
3.7特殊情况与处理
（1）在墙体造孔成槽时，若遇到硬物，如木头、孤石等，利用标准手段无法快速成槽，则应在保证孔壁稳定性的基础上，采用重锤法进行处理。
（2）当造孔成槽时产生塌孔与裂缝时，应立即进行处理，调整护壁泥浆的配比和成槽方法，使孔壁保持稳定，针对施工中出现的裂缝，应采取有效措施予以加固。
（3）成槽时做好泥浆漏失数量的检测与记录，如果经检测发现漏失情况比较严重，则应立即封堵与补浆。在施工现场要准备好各类堵漏材料。另外，需对泥浆的配比进行适当调整，减慢开挖的速度，在漏失量达到正常条件后恢复正常施工，在必要时可向泥浆中适量掺加堵漏剂。
四、结束语
水利水电工程是一项利国利民的重要工程，在技术方面应该给予足够的重视，水利水电工程中混凝土防渗墙施工技术的应用，正是我国工程项目中不断优化技术，有效保护有限资源发展所带来的结果。在未来，水利水电工程中混凝土防渗墙施工技术仍需不断优化技术，从而更高效地服务于工程项目。
参考文献：
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