水库大坝混凝土防渗墙施工技术探讨.pdf

第 卷第 期红水河 年 月 水利水电水库大坝混凝土防渗墙施工技术探讨卢 强，蒋伟勤（中国安能集团第一工程局有限公司，广西 南宁；柳州工学院 土木建筑工程学院，广西 柳州）摘 要：针对混凝土防渗墙施工的现状，笔者对水库大坝的混凝土防渗墙施工技术进行深入研究，介绍了水库大坝防渗墙施工技术概况，论述混凝土防渗墙的施工技巧，重点阐述了混凝土防渗墙的施工工艺、施工技术要点，并探讨了水库大坝混凝土防渗墙施工过程中遇到的特殊情况和处理方式。期望本研究能对水库大坝工程建设和技术创新提供参考。关键词：混凝土防渗墙；施工技术；水库大坝中图分类号：文献标志码：文章编号：（）：开放科学（资源服务）标识码（）：引言水库大坝是水利工程体系的重要组成部分，必须高度重视。水库大坝基础防渗技术作为水利施工中的重中之重，是必须攻克和解决的难题。目前，我国水库大坝施工中大都采用混凝土防渗墙来解决防渗问题，因为混凝土防渗墙的弹性模量低、适应变形的能力强，而且具有简便、经济、效益高的特点，所以被广泛地运用到水库大坝基础防渗处理中，也取得了非常明显的成效。防渗墙施工技术关系到大坝整体防渗墙性能的好坏，对其进行深入研究，对进一步提升水库大坝混凝土防渗墙性能有着非常重要的意义。防渗墙施工技术概况管涌、流土、接触冲刷和接触流失是渗透破坏的基本形式。单一形式或多种形式的渗透破坏的出现都有可能给水库大坝带来安全隐患。为了避免产生安全隐患，我国许多专家学者对水库大坝的防渗透技术进行了比较全面而又系统的研究，结果表明，收稿日期：；修回日期：基金项目：广西高校中青年教师科研基础能力提升项目（）第一作者简介：卢 强（），男（壮族），广西鹿寨人，工程师，学士，主要从事项目建设管理工作。：。通信作者：蒋伟勤（），男，广西桂林人，高级工程师，工程硕士，研究方向为土木工程新材料应用。：。第 期卢 强，蒋伟勤：水库大坝混凝土防渗墙施工技术探讨混凝土防渗墙施工技术的有效运用能够在很大程度上降低水库大坝建设施工过程当中的安全风险。混凝土防渗墙的工作原理就是使用专业的机械设备在已建成的坝体或者覆盖较浅层的透水地基造槽孔，以泥浆对坝体、地基外壁进行加固处理，同时利用高压泵把配置好的泥浆压入孔底，将孔底岩渣排出孔外后，采用直升导管向孔内灌注混凝土，成型后最终形成地下连续的墙形防渗建筑物。混凝土防渗墙施工概述 施工流程一般情况下，混凝土防渗墙的施工流程大致可以分为造孔前准备、造孔（泥浆护壁）、基岩鉴定、终孔验收、清孔换浆、浇筑混凝土墙体、与坝体防渗设施的连接等。主要工序的控制要点：）造孔过程中，采用由膨润土或优质黏土制成的泥浆护壁，泥浆的各类性能指标必须达到施工技术规范的要求。当其中的一项或数项达不到要求时，应进行调整，否则将会出现难以预料的问题。）清孔换浆的主要目的是清除孔底岩面以上的淤积物，把孔内含有大量砂砾及岩屑的泥浆更换成新鲜泥浆，还要注意把孔段两边已经浇筑混凝土弧面上存在的黏稠泥浆、岩屑等冲刷干净。）在混凝土浇筑过程中，孔内混凝土顶面的上升速度至少应大于或等于 ，且应均匀上升，导管底口应始终埋在混凝土中，埋入深度应大于或等于 ，最大埋深不超过 。造孔工程量计算和槽孔长度确定 造孔工程量计算造孔工程量计算需要考虑以下因素：）孔径。孔径越大，造孔工程量越大。）孔深。孔深越深，造孔工程量也越大。）岩石硬度。不同的岩石硬度需要采用不同的工具和方式进行钻孔，从而影响工程量计算。）作业环境。作业地点、作业高度、工作面积等因素会影响工程量的计算。）工期。钻孔完成所需的时间也是影响工程量计算的因素之一。通常，造孔工程量计算需要考虑上述因素，并根据实际情况进行综合评估。为便于分析和对比、也便于理解及掌控等，在进行实际划分槽孔之前，可以根据式（）简略地计算出一整道墙板型混凝土防渗墙的造孔工程量：（）式中：为造孔的总进尺；为一面墙的总截水面积；为终孔钻头的直径，即设计的墙厚；为槽孔套接时重复进尺系数，当槽孔长度约为 时取，当槽孔长度约为 时取，当槽孔长度约为 时取。槽孔长度确定和划分槽孔长度的确定和划分需要考虑以下因素：）设计要求。根据设计要求确定槽孔长度和划分方式。一般来说，需要根据设计要求确定每个槽孔长度、间距和深度等参数。）工程条件。考虑施工条件和设备限制等因素，确定槽孔长度和划分方式。如果施工条件较差或者设备有限，可以适当缩短槽孔的长度，或者采取分段施工的方式进行作业。）材料特性。考虑材料的物理特性和力学特性，确定槽孔长度和划分方式。对于不同的材料，需要采用不同的划分方式和长度来保证施工质量。）安全要求。确保施工过程中的安全性，定期检查槽孔的切削情况并及时调整槽孔长度和划分方式，避免产生安全隐患。混凝土防渗墙施工实例某水库属于中型水库，主要用于泄洪与灌溉土地。水库大坝为重力坝，大坝长 ，最大坝高，库容 万。水库大坝坝体除险加固采用塑性混凝土防渗墙，混凝土墙体厚度约为 ；在防渗墙内预留帷幕灌浆管，灌浆帷幕与防渗墙形成一个完整的防渗体，进而在一定程度上加强防渗漏效果。混凝土防渗墙造孔 施工平台布置施工平台布置应考虑施工设备的移动及摆放、混凝土搅拌车通行、导向槽占地的设置等因素。须综合考虑上述多种因素确定水库工程的施工平台大小。因为水库原始的坝顶高度仅有 ，所以需要将坝顶降低 以上，以满足施工平台的布置需求。为了不影响混凝土运输与浇筑，在坝顶不应设置泥浆池。施工平台的上游可用作施工通道，而下游则可以用作主要的施工作业区间。导向槽修筑导向槽是指在水库底层，沿着混凝土防渗墙轴线方向设置的临时构筑物。导向槽的作用包括确定防渗墙位置、控制水泥浆液面平衡，承受外部荷载等。导向槽的稳定是混凝土防渗墙安全施工的关键。本工程导向槽两侧墙体采用倒 形的断面结构、现浇 混凝土构筑，槽壁厚约 ，槽内红水河第 卷净高 。在此要注意的是，导向槽顶面应高出施工现场地面 ，以防止地表水流入导向槽内。槽孔护壁利用泥浆良好的流动性、稳定性、物理性能等特性进行护壁，在成槽过程中，能够起到悬浮和携带岩屑、冷却和润滑钻头的作用。除此之外，还可以增加成槽后的墙体的抗渗性能，可重复使用回收的泥浆，从而减少施工成本。混凝土防渗墙浇筑 锁管安装锁管又叫作接头管，它的作用是保证相邻单元的混凝土在浇筑完成之后，能够形成一个完整的墙体，每一个单元混凝土的衔接处，能够形成一个 形的连接口。在成槽工艺完成之后进行锁管安装，锁管还能有效地解决槽底混凝土防渗效果不佳的问题。导管安装防渗墙是一种用于防止水渗透的建筑结构。防渗墙混凝土浇筑前，预留导管孔位，在墙体内部设置导管。这些导管在使用前应进行水密性试验，可用于安装排水系统或监测仪器等。下面是混凝土防渗墙浇筑导管安装的一般步骤：）确定导管位置。根据设计要求和施工图纸，在混凝土墙体中确定导管孔位的位置，并做好标记。）安装导管模具。使用合适尺寸的导管模具，在混凝土墙体的预留孔位上安装导管模具，确保模具固定稳固，并与墙体表面平齐。）浇筑混凝土。在导管模具周围的墙体区域浇筑混凝土，混凝土填充至导管模具顶部。浇筑时应确保混凝土均匀分布，防止出现空隙或气泡。）拆除导管模具。根据混凝土的强度和凝固时间要求，待混凝土强度达到足够的强度后，方可拆除导管模具。这通常需要等待一定的时间，以确保模具拆除后混凝土能够保持形状和稳定性。）安装导管。在导管孔位中安装所需的导管，例如用于水密性试验、安装排水系统或监测仪器等。需要注意的是，在进行混凝土防渗墙浇筑导管安装之前，应根据工程具体要求和设计规范，制定合理的施工计划和操作流程，并确保施工人员具备相关经验和技能。预留帷幕灌浆管预埋帷幕灌浆管应严格按要求施工，按照设计需求进行设置。这样才能够保证混凝土防渗墙与灌浆帷幕融为一体，构成一个完整的防渗体，进而保证整体的防渗效果。本工程设计采用预埋 的塑料管，间隔 ，每一个槽里埋 根。清孔换浆槽孔施工完成并验收合格，且安装好导管之后，紧接着需要对其槽口进行清孔换浆，清除槽孔内含有大量砂砾和岩屑的泥浆，更换成全新的泥浆。清孔换浆常用的方法是导管清孔换浆法。在施工中，需要时刻观测泥浆的变化，随时测定泥浆的浓度，待检测指标合格，达到设计要求后，方可结束清孔换浆工作。混凝土浇筑质量控制 浇筑前的质量控制）避免混凝土和泥浆混合的控制。混凝土和泥浆混合会影响混凝土的强度和耐久性，因此需要采取一系列措施来避免这种情况的发生。以下是一些常见的控制方法：混凝土搅拌罐和输送管道的清洗。在使用之前，应将混凝土搅拌罐和输送管道进行彻底的清洗和消毒，以避免污染混凝土。控制泥浆的质量。泥浆应该在专业人员的指导下配制，保证泥浆杂物含量低、黏度适中、值正常，以避免对混凝土产生不利影响。检查混凝土原材料。对于混凝土原材料（如骨料、水泥、粉煤灰等）应进行认真检查，确保其符合质量要求，以避免污染混凝土。控制混凝土的配合比。根据工程要求设计混凝土配合比，并根据实际情况进行合理调整，以保证混凝土品质优良。控制混凝土浇筑量。根据施工现场的实际情况控制混凝土浇筑量，避免出现过多的混凝土堆积和流动不畅的情况，从而避免与泥浆混合。选择适当的输送方式。根据混凝土的使用要求和工程条件，选择适当的混凝土输送方式，防止混凝土在输送过程中发生剪切、挤压等变形，导致与泥浆混合。做好现场管理。严格控制施工现场，防止杂物污染混凝土。定期对施工现场进行清理和消毒，保持环境整洁卫生。对于可能存在混凝土和泥浆混合的风险区域，应设置警示标志，提醒工作人员。在混凝土浇筑之后，要注意的是，避免快速提升导管，而且要确保导管底端埋在混凝土中 。）预埋管的定位和偏斜控制。预埋管的定位和偏斜控制是施工过程中确保管道位置正确和避免出现偏斜过大的重要环节。以下是一些常用的方法和控制步骤：设计和规划。在预埋管道之前，应进行详细的设计和规划，确定管道的准确位置、路径和坡度，并制定相应的施工方案。精确测量。使用专业测量仪器（如全站仪 第 期卢 强，蒋伟勤：水库大坝混凝土防渗墙施工技术探讨或激光测距仪）对管道位置进行精确测量，确保管道按照设计要求布置，并与其他结构和设备对接。定位标志。根据测量结果，在地面或基础上进行定位标志，以标示管道的准确位置和指示管道的走向。这有助于施工人员按照标志进行安装，避免偏离预定位置。使用导向设备。在一些情况下，可以使用导向设备来帮助管道定位和控制偏斜，例如钢制导向轨道可以提供管道安装时的引导和支持，确保其沿正确轨迹移动。施工技术控制。在管道安装过程中，施工人员需要注意操作技术，确保管道在预定位置中准确安装。这包括使用适当的托架、支撑和固定手段，以避免过大的偏斜。质量监控与验收。进行质量监控和定期检查，以确保管道安装符合设计要求和标准。进行必要的调整，修正任何偏差，并在完成后进行验收检查。总之，通过仔细地设计规划、精确测量、定位标志、使用导向设备、施工技术控制以及质量监控与验收等措施，可以有效地实现预埋管的定位和偏斜控制，确保管道按照要求正确安装，并能够顺利运行。）混凝土温度的控制。混凝土温度的控制主要是为了避免混凝土在硬化过程中由于温度过高或者过低而导致质量问题。具体的控制方法如下：控制混凝土的配合比和搅拌时间，使其具有适当的流动性和均匀性；施工前，对混凝土原材料进行预冷、预热处理，使其温度接近环境温度；混凝土浇筑完成后及时覆盖保温材料，防止水分蒸发和外界温度影响；在混凝土浇筑后即刻进行降温处理，如采取喷水降温或使用降温剂等方式；对于大面积混凝土结构，可以采用分段浇筑的方式，以缓解混凝土温度过高造成的影响。浇筑过程的质量控制）混凝土质量控制。混凝土质量的控制主要包括试验配合比的确定、原材料的质量、混凝土塌落度、混凝土散落度等。在混凝土浇筑之前，首先，进行配合比试验，确定混凝土的配合比，接着根据配合比进行配料，这样才能够在一定程度上降低混凝土的损失；其次，进行混凝土散落度和坍落度测试，确定试验结果符合设计要求之后就可以进行混凝土浇筑。）混凝土浇筑速度和上升高度的控制。严格按照混凝土浇筑速度进行施工，浇筑过程中孔内混凝土面的上升速度大于或等于 ，每隔 需要测定一次混凝土面的上升高度，并做好详细的记录。根据混凝土面的上升高度来确定导管在混凝土中的插入深度，确保导管在混凝土中埋深应大于或等于 。另外，要时刻注意 根导管混凝土的出料速度，将混凝土面的高度差控制在小于 ，防止出现裹浆情况。）锁管拔管时间的控制。拔管时间需要根据混凝土初凝时间确定，一般情况下是在浇筑完成 之后再进行拔管。在该工程中，锁管拔管时间的确定：当槽深大于 时，拔管时间控制在 ；当槽深小于或等于 时，拔管时间控制在 左右。防渗墙施工技术要求首先，根据工程需求确定可行的水库大坝防渗施工方案，制定施工措施；接着，根据水库大坝实际的施工情况对施工方案进行研究分析，确定最适合的施工方案；然后，着重对确定的施工方案的技术需求探析，并严格按照施工方案技术实施水库大坝防渗处理。在施工过程中，要严格执行帷幕灌浆的施工要求，特别要注意的是，在对大坝底部进行防渗墙设置时，要根据实际情况适量地添加防水层，防止大坝底部防渗墙出现渗水的情况；在防渗墙的顶端加入黏土心墙，以起到加固和防渗的作用。目前，可以用在水库大坝防渗处理中的帷幕灌浆、混凝土防渗墙和高压旋喷板墙是最为常见的处理方式。经对帷幕灌浆、混凝土防渗墙和高压旋喷板墙三种方案进行对比分析发现，混凝土防渗墙的适用性最好，该水库大坝防渗处理最终选择混凝土防渗墙方案。混凝土防渗墙施工技术要求主要有：）主、副坝防渗墙布置在沿坝轴线上游约 处，主坝段长控制在 以下，副坝段长控制在 以下，墙顶高程控制在 以上，防渗墙厚度在 左右；）主、副坝的防渗墙顶与防浪墙基础相接，主坝段防渗墙右端与右岸溢洪道边墩相接，副坝段防渗墙左端与左岸的岩体相接；）主、副坝的防渗墙嵌入基岩深度大于 ，嵌入强风化基岩深度要大于 ；）防渗墙采用 素混凝土，抗渗等级为；）混凝土防渗墙的深度控制在 以内，防渗墙的总面积控制在 万 左右。混凝土防渗墙施工流程及主要施工工艺 造孔成槽和清洗造孔施工工序复杂，因此，须采用一些特定的机械才能保证施工的顺利开展。常采用的造孔机械红水河第 卷为冲击式钻机，采用钻劈法进行造孔。造孔的具体操作步骤如下：）在对混凝土防渗墙进行划分单元之后，采用十字型的钻头逐一对每一个单元槽段进行造孔施工，孔洞的直径控制在 左右；）采用冲击式钻机，利用劈打的方式进行钻孔施工；）待孔口的导墙基础稳固后，应对其周围比较松散的地基土进行加密处理；）对施工结果进行技术审核，特别是对核心的步骤流程要反复查验，如检查中发现存在问题，应对其进行纠正和改良，再次检查合格后才能进行下一环节的施工；）造孔成槽完成后，需要对孔洞中存在的泥沙以及附近的各类废弃物进行清洁处理，切实保障混凝土防渗墙造孔换浆施工能够正常开展。混凝土防渗墙体浇筑墙体材料为 素混凝土，抗渗等级为。混凝土扩散度为 ，混凝土出机口塌落度约为 。墙体混凝土浇筑应连续进行，若因故中断，应在 内恢复浇筑施工，如此才能够切实保障混凝土切合度。为了避免混凝土散落到槽孔内，应在导向槽口设置盖板。混凝土最终浇筑的顶面高程应高出设计顶面高程 以上。在浇筑施工结束之后，也要注意反复地对混凝土防渗墙体的整体质量、功能效果进行检测，切实保障它的抗压强度以及防渗效果都达到设计的标准。混凝土浇筑质量控制混凝土防渗墙施工的质量检测。混凝土防渗墙成墙后的 内，施工单位应将现场施工实际情况报告给上级单位，由监理工程师依据混凝土施工质量检测规范确定检测的位置、数量以及方法。检测试验须在成墙 后才能进行。当检测槽孔段质量不符合标准时，应按照监理工程师的要求增加检测孔数。对检测结果不合格的槽孔段，施工单位应依照监理工程师所给的指示进行处理，直到最终符合标准。）混凝土温度的控制。在生产混凝土时，石子与水的温度不应太高，如果太高，在很大程度上会影响混凝土的温度，从而影响混凝土浇筑的质量。因此，除了要严格地把握混凝土的搅拌时长，避免出现混凝土搅拌不充分或者离析现象，也要注意向骨料砂、石料等适量地喷洒清水或是搭遮阳棚，从而达到降温效果。）混凝土质量的控制。混凝土质量的控制主要包括混凝土配合比的试验、散落度和塌落度的控制、骨料粒径的选择等。混凝土散落度和坍落度的现场检验是施工前必备的检验工作，只有检验合格后，方可浇筑施工。为了避免在运输或者浇筑过程中出现混凝土塌落或者散落，必须依照标准进行混凝土配合比试验以及生产，切实保障浇筑时混凝土的各项指标都符合规定。在浇筑过程中，确保混凝土有足够的振捣时长，而且在混凝土初凝前完成浇筑。）锁管拔管时间的控制。拔管时间应根据混凝土初凝时间来计算确定，有效防止锁管拔管后出现混凝土结构崩塌的问题。混凝土初凝时间应从浇筑混凝土的第一仓以及最后一仓进行取样研究分析得出结果，一般来讲，在浇筑完成 之后再进行拔管。混凝土防渗墙的摊铺施工）冲击式钻机必须通过检测合格之后才能够使用，防止出现安全隐患。）在进行装料时，装入的填充料、矿料还有乳化沥青等材料必须符合要求，并且进行充分完全地混合与搅拌，确保混合填充料的湿度一致，并且能够装满整个防渗墙。）混凝土防渗墙放样的管控要保证封层机摊铺路线和设定的路线一样。）在摊铺时，要保证摊铺槽的宽度以及路幅的宽度，沿摊铺方向划出管控线。）当稀浆封层机施工到摊铺起点时，封层机前指向的链条要与控制线对准，当两者并挂后，要注意使机尾部分和摊铺槽持续平行，避免泥浆的外漏，橡胶刮板也一定要准确而且牢固。）流入摊铺槽的泥浆不能超过槽体积的，为了能够切实保障摊铺的表层均匀，稀浆封层机在作业时要保障其均匀地摊铺。）在混合料摊铺之后，要把摊铺不平或是局部缺料的区域采用人工修整或者是找平，对不平的区域可以采用把子找平，在漏铺以及稀浆不够的区域使用稀浆混合料进行对应修补。混凝土防渗墙检测混凝土防渗墙施工完毕，可以选取圆柱形混凝土试件进行抗压强度检测，也可以选择钻孔抽芯检测方法对样品的透气性系数以及弹性模量进行测量，以验证各项指标是否符合设计要求。混凝土防渗墙施工过程中遇到的特殊情况和处理方式 塌槽防渗墙的施工平台没有处在同一高度，而是两槽段成错台式连接。在导墙的施工中，如果两槽段接口处没有那么严谨的处理，那么在造槽时导墙很容易出现微小的裂痕；即便是选用木材与钢架支撑导槽壁，也会出现塌槽的现象。可以选用回填黏土、清洁段槽、重新制作混凝土导墙，等（下转第 页）红水河第 卷线，确保水利工程的建设和生态环境的保护相互协调。比如：在水利工程建设前，对周边生态环境进行评估；对生态系统进行修复和重建，促进生态系统的恢复和发展。在水利工程规划设计中，应做到以下几点：）应当考虑生态保护和修复的要求，结合当地的生态环境特点，制定科学合理的规划方案，避免对生态环境的破坏和影响；）应当建立生态环境监测与评估制度，对施工现场和工程周边生态环境进行定期监测和评估，及时发现和解决问题；）应当建设环境保护设施，包括生态修复设施、废水处理设施等，保障工程建设和运行过程中的环境保护；）应当增加生态保护和修复的投入，提高对生态环境的重视，通过财政扶持、政策引导等手段，鼓励企业和群众积极参与生态保护和修复工作。结语水利建设与生态融合是当前社会发展所面临的重要问题。加强水利建设与生态融合，是实现经济发展、环境保护和可持续发展的必要手段。政府、企业和社会各界应共同努力，采取有效措施，促进水利建设与生态融合的实现。通过政策引导、技术创新和管理完善等多种途径，实现水资源的可持续利用和生态环境的保护，为人类的生存和发展提供更加优质的水资源和健康的生态环境。水是生命之源，良好的环境是立足的根本，目前社会高速发展，保证水环境质量及保护周边生态环境更是重中之重，只有生态环境健康、和谐及与之共生才能创造出更美好的家园。同时，需要注意到，水利建设与生态融合不是一蹴而就的事情，需要长期持续性努力，水环境治理与水生态系统修复更是需要长时间的沉淀。只有不断深化水利建设与生态融合的理念，探索出更加科学和可行的技术、政策和管理模式，才能真正实现水利建设与生态融合的目标，为人类的美好未来作出贡献，才能建设出更加美好的家园。参考文献：赵黎霞，崔建华，时静生态水利工程的规划设计基本原则水科学与工程技术，（增刊）：李民镐试论生态水利工程的设计方法及其原则中小企业管理与科技（下旬刊），（）：王瑛昊，陈雷分析生态水利工程的基本设计原则民营科技，（）：（责任编辑 秦凤荣）（上接第 页）到混凝土导槽强度达到标准要求的设计强度之后才可以进行造槽。混凝土浇筑堵管在混凝土浇筑时若发生堵管，可以借用吊车上下重复地抖动导管，进而疏通导管。当抖动导管法不管用时，可以在导管埋深许可的情况下提升导管，借助导管内外存在的压力差，从而减少混凝土的流出阻力，进而达到疏通导管的目的。结语综上所述，在水库大坝中运用防渗墙的处理效果很明显，该技术在水利水电工程施工中得到了广泛的运用。在实际施工过程中，施工人员一定要准确地掌握混凝土防渗墙的施工技巧，熟练地把控水库大坝混凝土防渗墙的施工工艺，除此之外，还需要严格地控制混凝土防渗墙的施工质量，以切实保障整体施工质量达标，确保水库大坝的安全性和防水性。参考文献：陈子燕分析水库大坝混凝土防渗墙施工技术城市建设理论研究（电子版），（）：王铁刚，王最恩，夏敏，等水库大坝混凝土防渗墙施工技术分析低碳世界，（）：谭进轩水库大坝混凝土防渗墙施工技术探究中国水能及电气化，（）：郑丽莎水库工程中塑性混凝土防渗墙施工技术河南水利与南水北调，（）：胡荣水库大坝混凝土防渗墙施工及质控举措研究环球人文地理，（）：朱绍伟水库大坝混凝土防渗墙施工技术探讨中国城市经济，（）：，（责任编辑 秦凤荣）