混凝土防滲墻在土石壩加固中的應(yīng)用研究

張旭濤+郜山

摘 要： 土石壩又稱當(dāng)?shù)夭牧蠅?，主要是由壩址附近的土石料填筑而成。土石壩是歷史最為悠久的一種傳統(tǒng)壩型，因取材方便、投資較少、易于施工等而使用較為普遍。但由于種種原因，大部分土石壩都存在著滲漏問題。從保障人民生命財產(chǎn)的安全、經(jīng)濟發(fā)展、社會穩(wěn)定等方面來講，對病險土石壩，尤其是滲漏嚴(yán)重的土石壩進行防滲加固是迫切需要的。水庫壩體壩基防滲加固中，混凝土防滲墻加固技術(shù)是一項有效、應(yīng)用廣泛的技術(shù)。為此，本文主要對土石壩工程混凝土防滲墻的概況、類型及施工工藝進行了分析與探究。

關(guān)鍵詞： 水利工程；混凝土防滲墻；概況

一、混凝土防滲墻的概況

混凝土防滲墻是垂直墻體的縱切圖，其墻沿壩體延伸。在松散透水地基中進行連續(xù)造孔作業(yè)，并以泥漿固壁，向孔內(nèi)灌注混凝土而建成的墻形防滲建筑物。在松散透水地基中混凝土防滲墻是對閘壩等水工建筑物進行垂直防滲處理的重要方式之一。防滲墻的建造主要分段進行，墻段構(gòu)成主要是一個圓孔或槽孔澆筑混凝土后形成，由諸多墻段連接成墻。墻的頂部連接閘壩的防滲體，兩端連接岸邊的防滲設(shè)施，將基巖嵌入底部或相對不透水地層中一定深度，這樣就可以對地基中滲透水流截斷或大量減少，進而起到確保地基滲透穩(wěn)定及閘壩安全的作用，同時還能將水庫的作用充分發(fā)揮出來。在水利工程防滲施工中混凝土防滲墻得到了廣泛地應(yīng)用，其作用主要為控制滲流、圍堰防滲、加固土石壩等。首先，控制滲流。通常選用上堵、下排及滲流出口進行反濾保護的措施進行滲流控制。其防滲方式主要分為3種：水平防滲、垂直防滲及下游排水減壓。其次，圍堰防滲。最常見的施工導(dǎo)流土石圍堰防滲方式為鋼板樁、連續(xù)管等。在多種圍堰防滲方式中目前最經(jīng)濟最常用的方式為混凝土防滲墻，這種方式具有造價低、施工速度快、操作便捷等特點。最后，加固土石壩。在土石壩事故中，其發(fā)生的主要因素就是壩體、壩基漏水管涌。為此施工部門必須選用與之相適應(yīng)的方式進行土石壩加固防滲處理。目前常用的方式為粘土斜墻的增設(shè)、水平粘土鋪設(shè)及設(shè)置截水槽等。

二、混凝土防滲墻的分類

防滲墻按結(jié)構(gòu)型式可大致分為：樁柱式防滲墻、槽板式防滲墻、板樁灌注墻以及泥漿槽防滲墻四類，在水利水電工程中較常用的是樁柱式防滲墻和槽板式防滲墻。

1、樁柱式防滲墻，用沖擊鉆或其它不同方法打大直徑鉆孔，采用泥漿或套管護壁，然后回填混凝土所形成的連續(xù)墻。這類防滲墻按樁孔的連接形式不同，有各種布置形式，土石壩地基防滲墻為滿足防滲需要，常采用搭接形和連鎖形兩種。

2、槽板式防滲墻，用沖擊鉆、抓斗或其它方法開挖槽孔，泥漿或其它方法固壁，然后在槽孔中回填混凝土形成連續(xù)的混凝土防滲墻，槽孔長度一般5-9米，也可達較大的長度，這樣可減少墻的接頭，這類防滲墻，按單元槽的連接形式不同，也可分為搭接型和連鎖型兩類。

3、板樁灌注墻，用震動法或其它方法將鋼板樁打入地基，樁邊焊有小管，管底有活門，打到設(shè)計深度后，鋼板樁可用液壓拔樁器等機具將鋼樁慢慢拔出，同時通過樁體本身將防滲材料通過小管填塞于樁身被拔出留下的空隙中，形成連續(xù)的防滲薄墻。

4、泥漿槽防滲墻，用索鏟或其它方法開挖溝槽，槽寬一般1.5-3.0m，采用泥漿固壁以維持孔壁直立，槽孔挖到設(shè)計深度后，回填一種不經(jīng)壓實的粘土砂和礫石的混合料，代替固壁的泥漿，形成一道防滲墻。

三、水利工程中混凝土防滲墻施工工藝

1、造孔施工

在造孔施工中通常應(yīng)用于砂卵石地層的方式為鉆劈法。施工過程中常選鋼繩沖擊鉆機或沖擊式反循環(huán)鉆機，按照墻軸線的需求進行長度不同槽段的劃分，分1、2期對相近兩個槽段進行施工。在較小粒徑的砂卵石層或粉土層內(nèi)使用抓取法，并進行防滲墻的修建。通常選用抓斗進行槽孔的直接開挖，這種方式可以對工程施工效率進行有效提升。在較為緊密的地層內(nèi)主要選用鉆抓方式進行造槽和較深槽孔施工。通常選用沖擊鉆結(jié)合抓斗的方式進行施工，沖擊鉆向主孔槽卵石層或基巖鉆進，并選用抓斗進行兩個主孔之間副孔的抓挖。

2、導(dǎo)墻施工

在施工中，混凝土防滲墻每一個槽段都具有較短的施工周期，因此為達到工程成本降低的目的，必須盡可能選用可周轉(zhuǎn)應(yīng)用的鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)墻，并盡可能縮小其斷面，以此確保混凝土導(dǎo)墻施工的質(zhì)量。

3、成槽施工

保證地層穩(wěn)定是成槽關(guān)鍵所在，所以要采用優(yōu)質(zhì)膨潤土拌制護壁漿液，確?？妆诜€(wěn)定。膨潤土泥漿具有良好的懸浮性、觸變性、濾失量小、含砂量低、造漿率高、造壁性能好、現(xiàn)場配置方便等優(yōu)點，是較為理想的優(yōu)質(zhì)護壁泥漿。成槽施工中要保證泥漿質(zhì)量，要加強原材料質(zhì)量檢測、配合比調(diào)試、泥漿回收管理等各項工作。本工程新制泥漿配比：水100Kg；膨潤土5-8Kg；外加劑（Na2CO3）0.1-0.3kg.泥漿性能控制指標(biāo)要求密度<1.15g/cm3，馬氏漏斗粘度30s～90s，含砂量<3%。新制泥漿宜膨化24h后使用。對新拌制的泥漿將定期用儀器進行粘度、比重、含砂量測試；孔內(nèi)泥漿在混凝土澆筑之前做粘度、比重、含砂量三項指標(biāo)的測試。

4、墻體材料

為了對地基變形問題進行更好地適應(yīng)，通常選用的墻體材料為一級配塑性混凝土。這種墻體材料的特點主要包括：較低的強度、較低的變形模量、較好的抗?jié)B性能，其滲透破壞能力與傳統(tǒng)材料相比，可降低到小于300。

5、澆筑混凝土

在進行混凝土的澆筑時，應(yīng)注意把握澆筑的時間，一般需控制在孔槽清理好以后的4個小時以內(nèi)。因為混凝土具有流動性，故而在混凝土澆筑時，應(yīng)注意混凝土的高度，這種高度會使導(dǎo)管內(nèi)與導(dǎo)管外形成壓力差，從而使混凝土流動到需要填充的空間中，使形成的混凝土墻體具有連續(xù)性。

6、起拔接頭管

在工程建設(shè)中，常運用吊車和拔管機來起拔接頭管。值得注意的是起拔接頭管的時間，應(yīng)充分根據(jù)混凝土的初凝時間來確定。在起拔接頭管時，宜采用上下微動的方式進行，遵循勤拔、起拔量少的原則，有利于使接頭管和混凝土間的粘結(jié)力有所降低，也可以防止因起拔而破壞了混凝土。在完成一期孔槽的接頭管的起拔工作后，應(yīng)立即進行二期孔槽的施工工作。

四、結(jié)束語

綜上所述，防滲施工作為水利工程施工的重要環(huán)節(jié)，是水利工程使用性能的一項重要內(nèi)容，其施工質(zhì)量的優(yōu)劣將對水利工程使用年限等造成極大的影響。隨著市場經(jīng)濟體制的不斷完善，人們生活水平的不斷提升，對水利工程有了更高地要求。在具體工作中，土石壩工程往往會出現(xiàn)大量滲漏水情況，混凝土防滲墻作為防滲施工中的主要方式，其施工技術(shù)水平的高低將直接影響到工程的整體質(zhì)量。只有充分了解和掌握混凝土防滲墻的類型，對其施工技術(shù)的要點進行分析，才能有效提升水利工程防滲施工的質(zhì)量。■

參考文獻

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