水库工程中塑性混凝土防渗墙施工技术.pdf

在水库工程中，塑性混凝土防渗墙施工技术的应用频率极高，该项技术会具备柔性较强、结构稳定等的特征，并且施工环节也会较为简单，整体项目质量验收难度较小。因此，大力推广并应用该项技术更是成为了水库工程项目运营与发展的重要支撑条件。塑性混凝土防渗墙是一类防渗结构，在实际应用的过程中需要融合实际水库工程的地质情况，设计更适合其项目的施工技术应用方案。要准确的操作其技术，避免其形成操作误区等的问题，这样防渗墙技术才能够达到相应的作业标准，防止其产生渗漏问题，要全面提高塑性混凝土防渗墙在水库工程中的应用价值。1 工程概况为了能够深度的探究水库工程中塑性混凝土防渗墙施工技术的应用要点，本文以我国某一大型水库为例展开探究，该工程项目建成于 1960 年，其项目构建的目的就在于给城市供水、发电以及防洪等，其项目的空隙流域面积高达 120km2，坝高为 50m，坝长为 1700m，实际项目总库容约为 21.9 亿 m3。由于其项目长期的运行，是在多年前，水库大坝的坝顶开始呈现出裂缝以及不均沉降等的情况，这就会威胁到水库的运行状态。若水库持续产生渗透或者沉降等的问题，则会对城市的正常生产、生活形成不利的影响。对此，要融合该项目实际坝体的修缮情况，应用塑性混凝土防渗墙，开展一系列的加固处理工作，使得大坝的防渗以及防洪能力有所提升。该工程项目会应用 C20 混凝土实行处理，在墙体底部嵌入岩基厚度 0.7 米，其新构建的混凝土防渗墙轴线长度设置为 420 米，要在每个施工段设置 30 个槽段，最浅墙体深度为 12.4 米，其工程项目要严苛依照项目施工图纸内容展开施工作业，并在规定的时间内竣工，保障项目施工质量达到建设标准。2 水库工程中塑性混凝土防渗墙施工技术应用特征塑性混凝土在制备的过程中会应用到水泥、粘土等材料，要对这部分复合材料进行均匀的搅拌，在达到相应的凝固标准之后，投入应用。为了能够进一步提升其材料应用的结构性能，需要在配比的阶段添加适当的膨润剂等外加剂，利用外加剂，使得塑性混凝土的极限应变能力变得更强，对项目实际施工落后的应力状态进行优化和调整。首先，水库工程中塑性混凝土防渗墙施工技术的应用会具有弹性模量低的优势，在进行配比混合之后的塑性混凝土和一般的混凝土进行对比，其初始弹性模量会比较低，并且依据水库工程项目的实际需要，在配比的过程中适度调整弹性的模量。其次，在浇筑混凝的过程中，塑性混凝土所受到的外界环境因素会比较微弱，并且其弹性模量趋于稳定，回压压力的提升会提高防渗墙自身的结构强度，这样整体设施结构的稳定性也会随之得到提升，图 1 为防渗墙要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要作者简介院甄雷（1969-），男，山东菏泽人，工程师，本科，研究方向为水利工程建设管理。水库工程中塑性混凝土防渗墙施工技术Construction Technology of Plastic Concrete Anti-seepage Wall in Reservoir Engineering甄雷 ZHEN Lei（郓城县水务局，菏泽274700）（Yuncheng County Water Affairs Bureau，Heze 274700，China）摘要院混凝土墙是水利工程防渗系统施工中尤为重要的组成部分，其会在地基的位置使用钻孔等多种形式，构成槽段进行混凝土浇筑，从而建立地下连续墙结构。混凝土防渗墙的构建不但会使得其项目的地基稳定性变强，同时其也是水利工程可以安全稳定运行的重要支撑条件。塑性混凝土带有柔性的特点，其会将膨润土以及粘土等多类材料添加至其中，其材质最初的弹性模量值会处于100至1000MPa的数值范围，受到荷载作用力等的影响，可以始终和土体的变形维持一致的状态，避免其形成结合面分离等的问题。本文以水库工程中塑性混凝土防渗墙施工技术展开探究，以我国某一工程为例，分析其项目在施工阶段所遇到的各类问题，掌握塑性混凝土防渗墙施工技术的应用要点，做好各项前期准备等多项工作，提出有效的质量控制有效措施，以期打造高质量的水库工程项目。Abstract:Concrete walls are a particularly important component in the construction of anti-seepage systems in water conservancyprojects.They use various forms such as drilling holes at the foundation to form grooves for concrete pouring,thereby establishing anunderground continuous wall structure.The construction of concrete anti-seepage walls not only enhances the foundation stability of theproject,but also serves as an important support condition for the safe and stable operation of hydraulic engineering.Plastic concrete has thecharacteristic of flexibility,adding various materials such as bentonite and clay to it.The initial elastic modulus value of the material will bein the range of 100 to 1000MPa,and under the influence of load forces,it can always maintain a consistent state with the deformation of thesoil,avoiding problems such as separation of the joint surface.This article explores the construction technology of plastic concrete anti-seepage walls in reservoir engineering.Taking a certain project in China as an example,it analyzes various problems encountered during theconstruction phase of the project,grasps the application points of plastic concrete anti-seepage wall construction technology,completesvarious preliminary preparations,and proposes effective quality control measures to create high-quality reservoir engineering projects.关键词院水库工程；塑性混凝土；防渗墙；施工技术Key words:reservoir engineering；plastic concrete；impervious wall；construction technique中图分类号院TV62文献标识码院A文章编号院1006-4311（2023）23-150-03doi:10.3969/j.issn.1006-4311.2023.23.046Value Engineering施工截面。再次，水库工程中塑性混凝土防渗墙的构建具有较强的变形性，在配比塑性混凝土时，要依据实际水库工程的地质状况，使得其所配置的混凝土弹性模量能够始终和周围的土壤保持一致的状态，防止其受到严重的施工变形影响，墙体在投入应用时期，若产生了变形问题，内部应力也会处于最大限度范围内。最后，其具备较强的抗渗性能。塑性混凝土在配比阶段会添加膨润土等一系列的材料，这些材料的添加和使用会使得混凝土的抗渗性能变得更强，并且把渗透系数控制在 10 左右，其并不会随着时间的递增而降低塑性混凝土的抗渗系数，所以其投入到水库工程防渗墙的施工中，会具有极强的作业价值。3 水库工程中塑性混凝土防渗墙施工技术应用要点3.1 施工准备阶段质量控制项目施工活动开展之前，项目参与方必须要做好各项基础的准备工作，完善项目施工图纸内容，会审施工图纸方案，并针对和项目相关的各项设计指标以及参数技术等进行交底。处理施工图纸设计方面存在的偏差问题，要让其项目能够依照最初所设定的计划方案，稳步推进，并且在开展具体施工活动之前，还应当补充完善防渗墙施工计划的内容，详尽制定具体的施工流程。依据项目实际施工现状，编制更适合水库工程的防渗墙施工方案，作业人员要应用抓斗挖掘机设备等，把地层挖成槽孔的形状，应用优质的膨润土泥浆填筑槽孔护壁，要确保槽孔护壁的稳固性。施工单位要接受监理单位的操控验收，其验收质量达标之后，允许其开展后续施工活动，使用直升导管法作业。在槽孔内填筑混凝土，并借助液压机等设备处理好混凝土的接缝位置，在浇筑时必须要保障槽孔壁不存在任何的缝隙，将其所制作的钢衔架，预埋至大坝防渗墙的基岩下方位置浇筑混凝土，把施工槽段划分成为两期，调用以往的施工经验，设定作业流程以及内容，让其施工技术能够达到相应的作业标准，项目建立人员要符合其所制定的施工工艺操作流程，保障施工槽段的操控位置可以达到施工标准，检验施工机械设设施的质量。3.2 施工材料与配合比质量把控在施工过程中，企业要对项目所涉及到的各类材料进行严苛的质量管控，其所应用的防渗混凝土材料要能够达到水库工程材料的应用标准。针对其所购置的物资要进行试验样本的送检，在检验达标之后，允许其应用，若其材料不达标，要进行退回的处理，并且还应当合理设置配合比。该项目中的防渗墙混凝土配合比质量与水泥等进行实验检验，其具体如表 1、表 2、表 3 所示。在进行实验验证后能够得知，该项目的混凝土拌合物、使用性能等均能够达到我国所设定的指标要求，并且为了能够保障项目施工质量不受影响，应当依据项目施工标准以及施工图纸的要求验证和其施工相关的参数。选择两个部位的槽口进行生产线的试验，试验槽段的加固性，采取钻心取样等多种形式验证加固墙体质量是否能够达标。槽段防渗墙在进行生产性试验检验之后，要掌握相应的承槽办法以及设备配置要点，应用槽孔划分等多项工艺技术，确保基岩的入岩深度达标。在施工过程中，应用的固壁泥浆配合比的性能较好，注重清孔换浆施工操作的规范性，应用接头管法工艺技术以及预埋管等多项工艺技术。3.3 施工实施阶段质量控制首先，是槽孔办法。项目施工单位严格依照项目作业方案，应用“纯抓法”工艺技术抓取基岩上部分，并钻凿基岩下部分，让其能够快速成槽。其次，要控制好槽孔形的质量。施工单位在作业时，应当依据单孔中心线的位置点建立槽孔，其构件的槽孔误差要控制在 10 至 30 毫米的范围，槽孔地面要始终处于垂直的状态，将槽孔斜率的误差调整在 0.3%，防止槽孔形成斜偏等的问题。在造孔阶段，表1防渗墙混凝土主要物理力学技术指标实验项目抗压强度/MPa渗透系数/cms-1弹性变数模量/MPa防渗墙逸15K臆i伊10-7（1臆i臆10）E臆2000表2混凝土试配试验结果实验项目（1m3防渗墙塑形混凝土组成材料用量/kg）序号水泥膨润土中石/mm小石/mm沙子减水剂水塌落度/mm扩散度/mm弹性模量/MPa渗透系数/cms-11234390390390400909070804704754904703913984033926856947036852.672.672.672.90275275265265190200195206392387405396192002030021500210003.2伊10-83.0伊10-83.3伊10-82.9伊10-8实验项目（1m3防渗墙塑形混凝土组成材料用量/kg）塌落度经时实验/mm凝结时间/min水泥膨润土中石/mm小石/mm沙子减水剂水0min60min初凝时间终凝时间390904703916852.67275195170600870表3混凝土拌合物性能试验图1防渗墙截面8准16准8100淤于价值工程要保障其能够向临槽段的方向，检验取出的样本，并将其报告及时递交给项目的监理单位，确定最终钻孔深度。如果大坝界面出现了陡坡槽段，可以使用阶梯坎的方式钻孔，保障钻孔深度高差控制在一米范围内，若大坝截面产生了平缓槽段，那么则要确保相邻孔槽底线位置能够始终处于一种水平的状态。最后，要做好清孔换浆以及接头口的清洗工作。在槽孔质量验收达标之后，槽孔内灌注的泥浆指标要能够达到浇筑混凝土的指标要求，若其指标不符合，则需要使用器具法及时开展清控工作。借助空压机，把槽孔底部位置所形成的砂浆杂质等及时吸出至孔外，应用新鲜的砂浆及时进行补浆的处理。并应用砖头搅动槽孔底部沉淀物质，在完成单孔清孔任务后，需要对槽孔进行排查的处理，其清孔操作形式会较为便捷，并且应用效果也会比较好，所以其会被广泛的投用至槽孔清理工作之中。为了防止槽孔底部存在淤泥等的杂质，可以应用钻头接孔等具有相应重量的工具洗刷接头，调整接头孔壁的位置点，从而实现预期所设定的清洗槽孔目标。3.4 浇筑混凝土结合水库工程特点，防渗墙在建设过程中需要表现出较强的连续性，在设计环节要运用好导管内外的压力差，结合混凝土本身的流动特性，混凝土在流入孔内后会继续发生流动，从而提升槽孔空间利用效率，保证墙体的连续性（如图 2、图 3）。在进行混凝土浇筑时，需要严格控制好浇筑时间，要在清孔后 4h 内完成浇筑。水利施工中应用到的混凝土浇筑方法主要是直升管道法，浇筑过程配合使用罐车、泵输等方法进行材料运输。混凝土浇筑环节需要严格执行施工标准，需要注意以下几点：第一，处理好槽孔的清洁工作，需要进行仔细检查，待操作面无杂物后进行浇筑施工；第二，在距离槽孔底部 15耀25cm 的导管位置，套上短管；第三，完成浇筑施工后，检查导管的完整性，避免出现导管裂缝导致混凝土漏浆。若出现漏浆，需要及时处理；第四，控制好导管内混凝土的上升速度，速度过快或者过慢都会影响防渗墙的浇筑质量；第五，测量槽孔内混凝土深度，并记录好测量结果，方便进行质量检验。3.5 护壁泥浆拌制及回收塑性砼防渗墙施工前需要制作混凝土防护壁，此环节要保证泥浆性能符合标准，其稳定性维持在 1.1耀1.2g/cm3之间，严格控制含沙量在 5%以内，泥浆搅拌前需要对黏土材料进行试验，其中颗粒含量要在黏土总量的一半以下，并将塑性指数控制在 20 以下。黏土取样需要结合水利工程周边地质情况，如果取料难度大，可以在材料配比中添加二级钠基膨润土作为拌制材料，同时可以加入分散剂。护壁泥浆拌制设备可以选择高速制浆机，将新浆液不断倒入膨化池后，持续进行均匀搅拌，搅拌过程要保证浆液具有泥浆性能。搅拌后的护壁泥浆放入储浆池备用，储备量需要满足水利工程建设需求。在拌制过程中如果发现不符合标准的废浆，例如含砂量超标等等，需要进行回收处理，注意单独将废浆堆放在指定位置，避免施工过程材料混乱或者对环境造成影响。槽段处清理完毕后，对孔底沉渣厚度进行统计测量，要求厚度不能超过 10cm，超过此厚度需要凿除多余部分，同时检查好成孔质量，如果成孔存在问题，需要及时采取纠偏措施。4 技术效果水库主坝使用了塑性防渗混凝土来加固大坝墙体，可以最大程度的提高大坝的墙体质量，避免大坝出现渗漏现象，有效的提升了大坝的使用安全。该项目正式施工前，对混凝土墙体的施工方案和施工工艺流程等内容进行了研究和分析，并对混凝土配合比进行了试验检验，选取了抗渗性能好、抗压力度大等混凝土材料来进行施工作业，确保了槽孔的质量，提高大坝的抗渗、防汛能力。为使塑性混凝土防渗墙允许水力坡降达到 60 左右，防渗墙厚度应控制在 30cm。这种薄型防渗墙结构可使工程造价明显降低，加快施工进度，提升结构耐久性。该水库大坝经过塑性混凝土防渗墙加工处理后，数次蓄水至正常水位时大坝下游并未出现渗漏出逸点，意味着所采用的塑性混凝土防渗墙加固处理技术切实可行，方案合理有效。5 结语综上所述，在水库工程中塑性混凝土防渗墙施工技术的应用优势极强，在实际作业阶段，施工单位必须要做好项目施工方案的设计、审核等多项工作，并加强施工时期的材料配比、浇筑等多项工序的质量管控力度，预防其形成严重的渗漏问题。同时全面提高防渗墙的作业质量，减小项目施工成本，消除各类安全隐患，让水库工程项目能够更为安全可靠的运营，发挥出其所形成的经济效益优势，也可以依照相应的作业条件规范各项操作行为，重点监管项目施工环节的质量，不断提升墙体的防渗性能。参考文献院1郑丽莎.水库工程中塑性混凝土防渗墙施工技术J.河南水利与南水北调，2022，51（12）：113-114.2齐双红.水库围堰工程中塑性混凝土防渗墙施工技术的运用J.科学技术创新，2023（14）：145-148.3何泽建.塑性混凝土防渗墙施工技术在桃源县两河口水库加固工程中的应用J.建材与装饰，2017（17）：283-284.4廖涛，何泽霞.塑性混凝土防渗墙施工技术在尖山水库除险加固工程中的应用J.治淮，2011（09）：22-23.5秦杰.塑性混凝土防渗墙在平原水库除险加固工程中的应用J.工程技术研究，2023，8（07）：103-105.图2槽孔图端孔 一抓三抓二抓一抓三抓二抓接头孔玉槽孔7200域槽孔7200玉槽孔7200图3剖面示意图500200650200500木支撑4000椎12200椎8200