水利建筑工程中混凝土防滲墻施工技術研究

文 謙，師 維

（1.長江工程監理咨詢有限公司，湖北 武漢 430015；2.國家電網湖北送變電有限公司，湖北 武漢 430060）

引言

水利建筑工程中混凝土防滲墻具有極高的可靠性，應用越來越廣泛[1]，因此應設計更優秀的施工方案，加強防滲墻性能。現綜合已有研究成果，研究應用于水利建筑工程中的混凝土防滲墻施工技術，以實現該技術的創新與突破。

1 混凝土防滲墻施工技術

1.1 混凝土加熱拌和技術

在拌和站中設計一種混凝土加熱拌和系統，使混凝土充分拌和均勻，解決混凝土拌和中的老化問題。系統的構造包括骨料稱量設備、強制式攪拌機、滾筒式烘干機，其中滾筒式烘干機用于骨料的加熱處理[2-3]。其中滾筒式烘干機采用燃油式烘干機；強制式攪拌機選用的型號為LB-1000；骨料稱量設備選用磅秤。系統的工作流程具體如下：首先利用磅秤對不同粒徑的骨料進行計量，接著將計量后的骨料運送至滾筒式烘干機中，加熱3～5 min，溫度燮制在160 ℃～180 ℃內。滾筒式烘干機的入料順序為先入砂子，待其走過滾筒約三分之一以后再加入粗骨料。通過溜槽對加熱后的骨料實施測溫，合格后將其倒入強制式攪拌機中。將強制式攪拌機出口溫度燮制在150 ℃～160 ℃內，確保拌和均勻后，將其卸入裝載機中[4]，完成混凝土的加熱拌和。針對其運輸問題，設計一套運輸工藝，具體流程見圖1。

圖1 運輸工藝流程

根據圖1 所示的工藝流程，完成混凝土的加熱拌和與運輸。

1.2 成槽施工

設計導墻，架設施工平臺，保障各種機械設備可以順利運轉，并起到成槽施工的導向作用。首先架設施工平臺，用于放置吊裝機械、造孔機械等大型設備。平臺高程比地下連續墻的頂高高出0.6 m。由于是在水庫處施工，因此比地下最高水位高3 m[5]。將平臺的寬度設置為19～26 m，將導向槽布設在平臺的一側。在施工平臺上修建導墻，將導墻的導向槽的深度定為1.5～2.0 m 之間，槽口寬度比設計墻厚度大約5～10cm之間。選擇混凝土作為導墻材質，根據槽孔深度、施工荷載、施工方法、地質條件等因素，將“[”型導墻、“Γ”型導墻、“L”型導墻結合使用，見圖2。

圖2 導墻施工示意圖

使用沖擊式鉆機進行造孔成槽部分的施工，具體施工工序如下：（1） 間隔布置一、二期槽孔；（2） 依次實施一期、二期槽孔的施工。先主孔施工，再進行副孔的施工。在槽段施工前，需要對大的孤石、漂石進行探測，并在鉆機鉆孔下對爆破筒進行設置，處理孤石、漂石，提升沖擊效率。

1.3 墻段連接與混凝土澆筑施工

在墻段的連接中，使用的施工方法為接頭管法。為保障泥漿的質量，使用新型凈化機械對一期槽進行泥漿置換與槽孔清理。每小時處理250 m3泥漿，凈化90%以上超過四十微米的顆粒。在清理中首先使用抓斗對底部的淤積物進行抓取，然后使用氣舉反循環法利用泥漿凈化機、排渣管、風管以及空壓機實施泥漿凈化。在混凝土的澆筑中連接兩段墻段，在墻段兩端對接頭鋼管進行設置。用液壓拔管機將接頭鋼管拔起，并依據初凝時間、澆筑方量、澆筑速度對鋼管拔起速度進行不斷調整。將鋼管拔起后遺留的圓形孔作為澆筑下一期槽的端孔。依據管長選取節數，通過插銷將兩節整合到一起。單元槽段的開澆需要遵循先深后淺的原則，當槽底有較大高差時，首先估算澆平多套導管混凝土面的灌注量，并依據液面上升高度判斷其他導管的開澆時間。將導管的埋置深度設定為1～6 m，通過以下兩種方式燮制其埋深：（1） 在混凝土后槽孔反漿停止、混凝土面上升4～5 m 后無法下降時上下抖動拆除導管；（2） 拆除導管前，根據灌注量數據與上升高度數據推算液面高度，見圖3。

圖3 澆筑導管燮制示意圖

對于澆筑完畢的混凝土防滲體面，應用高壓風槍同時配合人工手段，將表面的廢渣等異物清理干凈。在干燥、干凈的表面上，人工涂刷冷底子油。當涂刷的油完全干燥后（至少12 h），在表面涂抹厚瀝青瑪蹄脂，涂抹厚度為1～2 cm。當厚瀝青瑪蹄脂的用量較小時，使用人工方式進行拌制；當其用量較大時，使用拌和站進行拌制。每次僅拌制使用的量，避免浪費。

2 施工測試

2.1 試驗工程介紹

測試設計技術的施工能力，試驗工程是一個水電站建設工程，其大壩設計參數具體如下：大壩正常蓄水位為1 452.2 m，壩頂高程達到1 458.2 m，死水位為1 438.2 m。試驗大壩的地層地貌比較復雜，其橫斷面呈現不對稱的U 型，并且河谷兩岸的山體也比較雄厚，具有超過300 m 的高差。同時該地區的地層巖性也十分復雜，主要巖石有花崗閃長巖、花崗巖、閃長巖，覆蓋層較厚，導致防滲墻的修建難度較大。通過該工程對設計的施工技術進行測試，能夠更加凸顯設計技術的實用性與優勢。在施工中，使用的基礎處理機具設備包括砂石泵、混凝土加熱拌和系統、高速制漿機等，使用的測量設備包括排污泵、經緯儀、全站儀、水準儀等，使用的其他設備包括柴油機發電機組、汽車起重機、裝載機等。槽段的劃分：一期槽段共分為14 個，劃分的槽長為5.0 m；二期槽段共分為12 個，劃分的槽長為8.0 m。按照設計技術進行施工，完成防滲墻的構建后，對質量檢查孔進行布設，共布設了9 個檢查孔，對其實施鉆孔取芯以及壓水試驗。

2.2 鉆孔取芯測試

首先對取芯的物理性質進行觀察，發現巖心樣堅硬，不存在蜂窩麻面現象。截取試件的一半實施燮內抗壓強度試驗，試驗結果見表1。

根據表1 可知，巖心樣的抗壓強度均大于48 Mpa，大于設計強度。巖心樣抗壓強度最低等級為118%，整體抗壓強度等級較高，說明設計的施工技術構建的防滲墻的抗壓強度較大。應用另一半試件進行抗凍性試驗，觀察各試件的質量損失率與抗凍等級，測試結果具體見表2。

表2 各試件的質量損失率與抗凍等級測試結果

根據表2 的測試結果，所有試件的抗凍等級均≥F100，說明通過設計的施工技術建造的防滲墻的抗凍性很強。

2.3 壓水試驗

對鉆取巖芯后遺留的孔進行壓水試驗，測試各試件處防滲墻的透水率，測試結果見圖4。

圖4 各試件處防滲墻的透水率測試結果

根據圖4 的透水率測試結果，各試件處防滲墻的透水率整體低于30 Lu，說明構建的防滲墻的透水率較低。

3 結論

在各種水利建筑工程中，防滲墻是一個重要的施工項目，設計一種混凝土防滲墻施工技術，實現了混凝土防滲墻各施工環節的詳細設計，取得了一定研究成果。對于混凝土防滲墻施工技術的發展有一定參考意義。