水利工程混凝土防滲墻施工技術

□張彬趙孟偉

（1河南省水利水電工程建設質量監測監督站；2河南省豫東水利工程管理局惠北水利科學試驗站）

水利工程混凝土防滲墻施工技術

□張彬1趙孟偉2

（1河南省水利水電工程建設質量監測監督站；2河南省豫東水利工程管理局惠北水利科學試驗站）

水庫滲漏問題將直接影響到水庫的安全運行，在水庫工程建設過程中要高度重視水庫防滲尤其是水庫壩基的防滲問題。倘若沒有及時處理好水庫壩基的滲漏問題，不僅影響水庫工程的正常蓄水，而且會給庫區周邊廣大群眾的生產和生活埋下安全隱患，違背了“興水利，除水害”的初衷。文章主要列舉前坪水庫工程壩基混凝土防滲墻施工的例子，簡述了采用液壓抓斗配合沖擊鉆成槽法進行防滲墻施工的技術工藝。施工過程中利用混凝土防滲墻施工具備便于快速化施工，耐久性好，質量易于保證等諸多優點，通過合理的施工組織，顯著提高了大壩地基基礎防滲能力。同時也為今后類似工程施工提供了一定的借鑒之處。

水利工程；混凝土防滲墻；液壓抓斗；沖擊鉆機；施工技術

1 前言

混凝土防滲墻是首先在施工作業面進行造孔作業，然后在地基中利用泥漿固壁，開鑿成連續槽孔，最后向槽孔內回填混凝土材料，最終構成具備防滲功能的地下連續墻體。混凝土防滲墻施工在我國的應用已經有幾十年歷史，該項技術也廣泛地應用在水利水電工程的水庫大壩、河道堤防等的防滲施工中，均取得了良好的工程效果。

2 工程案例

2.1 項目簡介

前坪水庫位于北汝河干流汝陽縣境內，控制流域面積1325km2，總庫容5.93億m3。水庫樞紐建筑主要包含主壩、副壩、溢洪道、泄洪洞、輸水洞、電站等，是一座以防洪為主，結合灌溉、供水，兼顧發電的大型水庫，總投資44.60億元。

壩基處為原河道采砂作業范圍內，多年的采砂活動造成壩基處細顆粒嚴重缺失，大壩壩基覆蓋層以卵礫石為主，滲透系數為5.20×10-1cm/s，屬強透水性。通過現場地質勘測發現，壩基卵礫石層滲漏損失較為嚴重，且存在管涌型滲透破壞的風險，為確保水庫的壩基穩固，采用混凝土防滲墻對壩基進行防滲處理。

混凝土防滲墻布置于粘土心墻軸線上游5.00 m處，范圍為樁號ZB0+246～ZB0+732，總長486.00 m，墻厚1.00 m。混凝土設計強度等級為C25，抗滲等級為W8，彈性模量2.80×104MPa。底部深入基巖內至少1.00 m，槽深3.90～47.60 m。

2.2 防滲墻施工

2.2.1 防滲墻施工方法及流程

參照類似工程施工經驗和生產性試驗成果，本工程防滲墻槽孔每段長度定為6 m，二序法進行施工。施工方法采用液壓抓斗配合沖擊鉆成槽，泥漿下直升導管法澆筑，采用接頭管封堵槽段兩端的方法將槽段進行連接。具體防滲墻施工流程見圖1。

圖1 防滲墻施工流程圖

2.2.2造孔

采用液壓抓斗配合沖擊鉆成槽。一序槽使用沖擊鉆在槽段兩端及中心分別鉆三個引孔，一序槽澆筑完成后，拔出接頭管形成二序槽引孔，再使用沖擊鉆在墻中心鉆一個引孔。

各個槽孔孔壁要求平整垂直，槽段允許偏差值≤3 cm，孔斜率控制在0.40%范圍以內；防滲墻墻頂應澆筑至高出設計墻頂高程0.50 m；一、二期槽孔接頭套接孔的兩次孔位中心在任一深度的偏差值控制在設計墻厚的1/3范圍內。造孔中，孔內泥漿面保持在導墻頂面以下30 cm。

2.2.3 清孔及換漿

造孔作業完成后，對造孔質量（孔深、孔斜等）進行全部檢查。經檢查合格，成槽后經聯合驗收合格后進入下一工序。

清孔換漿采用氣舉法施工，在清除孔內廢渣的同時，及時向孔內補充新鮮泥漿。清孔后孔底淤積厚度值≤100 mm；清孔換漿合格后再進行下一道工序施工。防滲墻二期槽孔清孔換漿作業完成前，采用帶有鋼絲刷子的鉆頭自上而下分段刷洗接頭附著在混凝土孔壁上的泥皮。直到刷子端頭部基本不帶泥屑，孔底淤積不再增加為止。

泥漿凈化處理。澆筑混凝土時將未被污染的泥漿通過泥漿泵抽送至廢棄泥漿池，通過沉淀處理后的泥漿可以供其它槽段鉆孔時二次利用。

2.2.4 鋼筋籠制安

2.2.4.1 鋼筋籠的制作

鋼筋籠在鋼筋加工場制作成型。防滲墻鋼筋籠豎向受力鋼筋，在加工廠采用單面焊進行搭接，鋼筋籠分段入槽時，采用豎向單面焊搭接，鋼筋籠相互交接1 m。

2.2.4.2 鋼筋籠安裝

起吊鋼筋籠使用一臺75 t履帶式起重機，鋼筋籠的端部及中部各設兩個吊點，采用雙鉤滑輪吊具，同時起吊鋼筋籠的頭部及中部。起吊時特別注意防止鋼筋籠的扭曲、變形過大。

鋼筋籠中心與槽孔中心重疊后，緩慢下放鋼筋籠至設計深度，用2根Ф100 mm的鋼管橫穿吊裝環并擱置在導墻上固定鋼筋籠。

根據現場情況，為避免澆筑混凝土時鋼筋籠上浮，在鋼筋籠上端設置配重。

2.2.5 預埋管

在鋼筋籠內預埋帷幕灌漿管，具體施工方法如下：預埋管采用Ф89 mm壁厚5 mm鋼管，按設計要求布置，每2 m焊接一道鋼筋固定架。管接頭采用套絲連接，確保管接頭牢固可靠。在墻體施工過程中，要保護好預埋管，管口臨時封堵，防止異物墜入，堵塞預埋管。

2.2.6 墻體澆筑

墻體澆筑采用泥漿下直升導管的方法施工。各槽段混凝土灌注均使用兩套導管作業，導管間距≤5 m。導管選用φ360 mm鋼制導管，管間采用絲扣連接，密封完好。導管吊裝作業采用人工配合75 t履帶式起重機完成。

澆筑前，導管內置入可浮起的隔離球塞；澆筑時，澆入足夠的混凝土，擠出球塞并埋住導管的管底端。

防滲墻采用自拌混凝土、12 m3混凝土攪拌車運至施工現場，混凝土現場檢測合格后，將其通過溜槽分流至左、右兩根導管。應控制各導管均勻下料，混凝土澆筑面均勻上升，槽內各處混凝土面高差控制在0.50 m以內，及時抽拔導管，槽孔內混凝土面上升速度≥2 m/h。

防滲墻澆筑作業時須每25 min測量一次槽孔內的混凝土面深度，每隔2 h至少測量一次導管內的混凝土面深度。

現場混凝土檢測并取樣、養護，以備第三方試驗室試驗。

2.2.7 防滲墻槽段連接

2.2.7.1 槽段連接采用接頭管法施工

一期槽清孔換漿完成以后，在槽段兩端孔位置下設φ920 mm鋼制接頭管，孔口固定。接頭管分節制作，銷子進行上下連接，75 t履帶式起重機配合液壓拔管器起拔吊裝作業。

2.2.7.2 接頭管下設

采用75 t履帶式起重機首先起吊最底部接頭管，對準端孔中心位置，豎向緩慢下放到接頭管銷孔高程，采用鋼管對孔插入接頭管，繼續將最底部接頭管放下，使鋼管垂直于導墻軸線上，然后再起吊第二節接頭管，對準接頭插入，然后待吊環與上部接頭管重合一致后，對孔插入銷子。

吊起接頭管，抽出鋼管，下到第二節接頭管銷孔處，插入鋼管，循環上述過程直至全部接頭管下放完成。

2.2.7.3 接頭管拔管

準確掌握起拔時間直接影響到拔管施工能夠順利進行。如果起拔的時間太早，導致槽段接頭孔孔縮現象甚至塌孔事故；如果起拔時間太晚，起拔難度增大，嚴重時導致孔內事故的發生。

根據生產性試驗成果及本工程的實際情況，防滲墻澆筑作業后6 h內開始略微起吊接頭管，使得上下各個管節之間的連接拉直，待防滲墻混凝土達到7 h以后開始逐節起拔，必須要確保接頭管處的混凝土持續處在初凝狀態。

3 結語

工程實例表明，水庫大壩混凝土防滲墻施工具備便于快速化施工，耐久性好，質量易于保證等諸多優點，快速標準化施工縮短了施工周期，顯著提高了大壩基礎垂直防滲能力。為切實提高混凝土防滲墻的施工質量應從以下幾方面抓起：一是扎實做好設計圖紙的自審與會審工作，對設計意圖理解要充分，做好現場設計與施工的對接工作；防滲墻施工技術交底要逐級進行，使得設計圖紙、相關的技術規范要求灌輸到現場每一個施工人員質量意識中。二是過程控制：每個工序均按規范及設計要求，核對施工參數，及時填寫原始記錄表，并得到監理的確認，方能進入下一個工序，確保全過程控制。

TV523

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1673-8853（2017）11-0046-02

張彬（1987-），男，主要從事水利水電工程質量技術及水利工程實體質量檢測等方面工作。

2017-8-23

編輯：劉長垠