水利工程防滲墻構造設計及混凝土澆筑技術

黃頔 寧夏賽禹水利勘測設計有限公司

水利工程所在區域，經常會出現軟土地質或破碎巖層，除了增加施工難度外，還容易發生壩基、壩體的滲水問題，并且會隨著時間推移，滲漏問題加重，對水利工程主體結構的穩定性也構成威脅。

一、水利工程防滲墻構造設計

（一）科學選擇防滲方案

根據作業條件、現場環境的不同，可供選擇的防滲方案也存在明顯差異。例如，土石壩因為滑坡或開裂等原因發生滲透的，可以選擇高壓噴射灌漿的方式，一來起到封堵裂縫、防止滲水的效果，二來也發揮了加固工程結構、提高壩體穩定性的作用。或者是采用帷幕灌漿、增設黏土截水槽等方式，也能夠發揮水利工程防滲的效果。如果是圍堰出現了滲漏，則考慮鋼板樁或連鎖管樁防滲，其優點在于機械化作業，施工效率高，但是對于堅硬巖石地質不宜使用。混凝土防滲墻克服了傳統防滲技術的缺陷，是一種優先級較高的水利工程防滲方案。

（二）防滲墻的布置與構造

混凝土防滲墻的平面布置需要考慮槽孔穩定性的問題，因此需要沿壩頂縱向僅限于壩基有砂卵石覆蓋層的河槽段，軸線則位于壩軸線上游2m處，采取封閉式模式，墻體嵌入基巖中，嵌入的深度不能小于0.6m，墻頂高程要在73.0m，這樣可以保證良好的防滲效果。混凝土防滲墻采取分段挖槽澆灌施工方案，墻段之間采取半圓形鋼結構接頭管連接。同時在具體的施工中要選擇合適的墻體材料和設計厚度，具體需要考慮抗滲透性、結構強度、適應變形等因素。

（三）防滲墻的構造設計

當防滲墻與水利工程的其他結構連接時，應重點進行節點的結構設計。為了避免節點的變形，設計了一種“插入式”結構，即在心墻中插入一定長度的防滲墻，一般為壩前設計水頭的20%。插入部分現澆成型后，心墻與防滲墻牢固連接，防止變形和滲漏；第二種情況是防滲墻與岸坡的結合，適用于岸坡兩側大坡度的情況，將邊坡巖體切成一定深度的規則孔，采用同樣的澆筑方法使防滲墻與岸坡結合形成一個整體，澆筑混凝土與防滲墻連接形成一個整體。

二、水利工程混凝土澆筑施工技術存在的問題

（一）原材料質量問題

混凝土的原材料成分復雜，各個材料的質量又會直接影響混凝土的質量，而部分企業過于重視自身的經濟效益問題，為有效節約開支，獲得經濟效益最大化，缺乏對原材料選購的監控，導致原材料存在質量問題，這會從根本上影響混凝土澆筑的整體穩定性。如水泥的強度、穩定性以及凝固時間達不到國家有關標準，存在水泥硬化之后的體積變化不均勻或者出現初凝時間過短、終凝時間過長等問題，既無法滿足后期混凝土澆筑工作的順利進行，延長施工工期，降低項目效益，還會由于混凝土體積不均勻導致其出現膨脹、裂縫等質量問題，從而影響整個水利工程的結構穩定，并為其帶來一定的滲漏安全隱患。

（二）施工人員監管難度較大

水利項目工程往往具有施工量大、施工面積廣的特點。由于工程體量較大，施工環節較為繁雜，在項目工程正式施工建造之前，就要求相關施工技術人員進入施工現場進行有效的勘測，結合實際情況設計出合理的防滲施工方案。并且在現場施工建造過程中還需要設置專職監管人員，確保施工技術人員能夠按照設計方案的相關要求嚴格施工，科學施工，同時還應該結合施工現場的不同情況，綜合運用不同的施工技術。但是由于施工現場的工作人員相對較多，并且施工流程比較復雜，實現全方位的有效監督管理難度較大。

三、水利工程防滲墻的混凝土澆筑技術

（一）嚴格把控原材料質量

為保證混凝土澆筑的整體質量，要嚴格把控原材質量，確保其滿足工程設計的強度等級要求。在水泥的選擇過程中優先選擇收縮性小、凝結時間長、耐熱性能高的水泥，以充分考慮水泥熱化引起的溫度應力對混凝土造成不良的物理反應，如礦渣水泥能夠有效降低水熱化；在外加劑的選擇過程中，充分進行市場調研，選擇口碑良好的生產廠家，確保外加劑的種類多樣，如使用減水劑、緩凝劑等減少混凝土的用水量，以滿足實際混凝土澆筑過程的使用需求。

（二）混凝土的配合比設計

在保證混凝土基礎材料質量達標的前提下，不同的配合比例也會對混凝土材料的性能以及澆筑后墻體的防滲效果產生明顯影響。因此科學設計配合比也十分關鍵。需要特別注意的是，為了改善混凝土的防滲性能，需要加入適量的外加劑，如減水劑、膨脹劑等。實際施工中，應根據設計好的配合比，制作混凝土的試件。若試件的抗壓、防滲等性能指標未達到防滲墻施工要求，則調整配合比，之后重新制作試件，重復上述流程，直到某個配合比下制作的試件完全滿足施工要求后，再進行混凝土的批量化生產，這對于提高防滲墻的施工質量以及防止材料浪費和控制工程成本也是大有裨益的。

（三）溝槽鉆掘施工

水利工程混凝土防滲墻施工中溝槽鉆掘方式的應用主要包括三種方法，即鉆劈法、鉆抓法、抓取法。在溝槽鉆掘過程中，若是遇到砂卵石地層，或是覆蓋層顆粒比較大時，鉆劈法有著較好的應用效果，主要涉及對鋼絲繩、反循環鉆機的使用。對于粉土、軟土的地質層，或者是小顆粒砂卵石層，抓取法都有著較好的使用效果。抓斗機是抓取法應用的主要施工設備。在對鉆劈法進行應用過程中，由于需要將劈打落下產生的石渣全部排出孔位，選擇合適的石渣排出方法極為重要，主要是結合鉆機使用類型來決定。在使用鋼絲繩沖擊鉆機進行鉆掘時可借助接砂斗來對石渣進行排出處理；如果需要用到反循環沖擊鉆進行鉆掘，則應采用砂石泵抽排的方式排出石渣。鉆抓法的具體應用關鍵在于如何有效控制副孔抓掘長度。

（四）安裝鋼筋籠

在施工現場進行爆破作業的同時，加工制作鋼筋籠。根據設計圖紙，現場裁切鋼筋，并將鋼筋焊接得到鋼筋籠。鋼筋連接位置采用焊接方式固定，分節制作，并表上序號，按照序號依次將鋼筋籠放入到溝槽內。首節鋼筋籠的底部帶有固定裝置，其作用是避免澆筑混凝土導致鋼筋籠移動或上浮，保證防滲墻的成型效果。從第二節開始，需要與上一節焊接固定。鋼筋籠起吊前要檢查四個吊點是否牢牢固定，吊運時注意不要發生碰撞，放置時要控制精度。

（五）混凝土澆筑施工

對于水利防滲墻施工而言，混凝土澆筑施工環節的控制極為重要，需對混凝土澆筑施工質量予以嚴格控制。一般來說混凝土澆筑最好是在完成孔槽清理后4個小時內進行。具體施工時，結合實際情況采用分層澆筑施工，其過程需對模板固定設置進行嚴格把控，避免在澆筑過程中出現模板變形、松動現象。由于混凝土具備一定流動性，在進行澆筑時應注意做好澆筑高度控制，避免導管內外出現較大壓力差，確保混凝土能夠很好地流動到需要進行填充的位置，并且注意控制好混凝土墻體的連續性。

（六）做好混凝土后期養護

混凝土后期養護是混凝土施工技術的關鍵環節之一。在混凝土后期養護過程中控制好保溫、保濕、防風的時間比例，以保證混凝土澆注體的內外溫差滿足溫控指標要求，尤其是在冬季施工過程中，要有效控制混凝土溫差，妥善處理防凍和防裂兩者之間的關系，避免影響混凝土內部結構的穩定性；有效利用混凝土的抗拉強度，當混凝土結構強度達到標準之后再拆除模板，以有效提高混凝土澆筑塊的抗裂能力和結構穩定性，從而提高水利工程質量。

四、結束語

在水利工程中，防滲墻雖然是一項隱蔽工程，但是對于其質量管控要求絲毫不能放松。現場施工人員既要熟悉防滲墻布局方式、選型要求和施工流程，同時又要基于以往防滲墻施工的經驗，重點從多個方面加強嚴格控制，才能高標準完成防滲墻的建設任務。