水利工程中混凝土防滲墻施工技術(shù)淺析

丁毅 李紹燕 彭保栓

[ 作者簡介 ]

丁毅，男，河南內(nèi)鄉(xiāng)人，內(nèi)鄉(xiāng)縣抗旱服務(wù)隊，助理工程師，大專，研究方向：水利工程建設(shè)管理。

李紹燕，女，河南內(nèi)鄉(xiāng)人，內(nèi)鄉(xiāng)縣抗旱服務(wù)隊，助理工程師，大專，研究方向：水利工程建設(shè)管理。

彭保栓，男，河南內(nèi)鄉(xiāng)人，內(nèi)鄉(xiāng)縣人民政府計劃節(jié)約用水辦公室，助理工程師，本科，研究方向：水利工程建設(shè)管理。

[ 摘要 ]

水利工程項目建成后在一定程度上可以促進區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展，對加強水利建設(shè)管理工作也至關(guān)重要。滲漏問題仍然是中國水利工程常見的問題，直接關(guān)系到工程質(zhì)量、施工安全和使用。因此應(yīng)該了解造成這種問題的主要因素，并根據(jù)其情況采取相應(yīng)的防滲措施，強化對防滲施工技術(shù)和材料的合理運用，比如防滲砂漿技術(shù)、抗?jié)B墻技術(shù)等，最終使得水利工程產(chǎn)生優(yōu)異的防滲效果。

[ 關(guān)鍵詞 ]

水利工程；混凝土防滲墻；施工技術(shù)淺析

中圖分類號：TV5

文獻標識碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2022.15.056

隨著社會的發(fā)展和經(jīng)濟水平的提高，水利工程項目的發(fā)展速度也愈發(fā)加快。當前的水利工程大多會使用混凝土防滲墻，雖然其在實際應(yīng)用時可能會出現(xiàn)不同程度的安全質(zhì)量問題，但適宜措施會增強水利工程項目的整體水平，保障水利工程施工效果。

1 水利工程應(yīng)用防滲技術(shù)的意義

水利工程的建設(shè)不但必須符合結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求，更要具有一定的防震能力，其滲漏性問題也一直是工程界與建筑界所關(guān)心的要點。但是在工程具體實踐運作的整個流程中，由于滲漏性的問題往往是不可避免的，而且問題出現(xiàn)的概率又相對較高，因此一旦沒有及時解決，或者是解決的方法沒有那么恰當，就會給工程的正常開展埋下巨大的安全隱患，從而產(chǎn)生嚴重的安全事故，大大地降低了工程的品質(zhì)。另外，導致工程滲漏問題的因素也是多種多樣的，不但涉及地基本身的結(jié)構(gòu)強度，同時也和混凝土接縫的處理有著密切聯(lián)系，這也就意味著工程施工方要選用不同的方式落實防滲任務(wù)，以確保防滲指標滿足工程建設(shè)的實際需要。除此以外，工程設(shè)計技術(shù)人員還必須在工程建設(shè)階段優(yōu)化防滲方案的設(shè)計與規(guī)劃。上述工作的主要目的都是保持工程的穩(wěn)定性，因為一旦水利工程的泄漏越來越嚴重，勢必會影響工程建設(shè)的社會效益和經(jīng)濟性效益，以至危及到民眾的生命財產(chǎn)安全?？偠灾?，防滲技術(shù)在水利建設(shè)中的運用具有重要的價值，不但能夠延長建筑的壽命，而且也能夠減少對各種資源的消耗。

2 水利工程防滲設(shè)計應(yīng)遵循的原則分析

水利工程工程防滲規(guī)劃設(shè)計應(yīng)遵循以下幾個原則。首先，在水利工程工程防滲規(guī)劃設(shè)計前，應(yīng)劃分建筑物的等級，并按相關(guān)工作規(guī)范進行現(xiàn)場勘察勘測工作，對擬建水利工程的基本情況有一個初步的了解。相關(guān)工作人員在考察調(diào)研過程中，應(yīng)盡可能分析擬建水利工程的工程土質(zhì)信息和建筑材料信息，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合國內(nèi)外工程防滲經(jīng)驗和優(yōu)秀技術(shù)成果，詳細規(guī)劃水利工程工程防滲設(shè)計。其次，在水利工程工程防滲規(guī)劃設(shè)計過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)嚴格遵循相關(guān)工作流程和相應(yīng)的工作規(guī)范，結(jié)合防滲、土壤鹽漬化、凍害規(guī)劃進行統(tǒng)籌考慮，盡可能提高水渠工程防水設(shè)計的科學性，從而有效滿足灌嘴總體規(guī)劃的要求。最后，在規(guī)劃和設(shè)計水利工程時，設(shè)計人員應(yīng)堅持具體問題分析的原則，全面分析施工現(xiàn)場的具體情況。在實踐中，設(shè)計者需要深入分析設(shè)計場地的自然環(huán)境條件，如土壤、地下水位、溫度等。同時，需要結(jié)合工程設(shè)計尺寸和工程設(shè)計防滲等技術(shù)要求來落實設(shè)計實踐。此外，設(shè)計者應(yīng)充分考慮到水、地下水和地表水資源的供應(yīng)和需求。只有在充分考慮到建筑工地的社會經(jīng)濟和環(huán)境條件的情況下，才能制定科學合理的設(shè)計方案。

3 混凝土防滲墻的類型

一般來講，在水利工程施工中防滲墻是一種重要的建設(shè)形式，混凝土防滲墻是一種垂直類墻體，該類墻體會沿著相關(guān)壩體進行縱向延伸。在混凝土防滲墻建設(shè)期間，相關(guān)人員需向表面的透水基礎(chǔ)中進行造孔活動，再將混凝土放置在該孔中，使之形成帶有混凝土材料的防滲墻體。在當前的水利工程施工中，相關(guān)人員可將混凝土防滲墻轉(zhuǎn)化成混合型防滲墻、槽孔型防滲墻與樁柱型防滲墻，而根據(jù)墻體材料又可將其分成一般性混凝土防滲墻、灰漿混凝土防滲墻、黏土混凝土防滲墻、鋼筋混凝土防滲墻與塑性混凝土防滲墻等。在水利工程施工期間，相關(guān)人員又可利用多種成槽方式，借用不同的成槽方式，可將其分成鋸槽類防滲墻、鉆挖成槽防滲墻、鏈斗成槽防滲墻、射水成槽防滲墻等。值得一提的是，混凝土防滲墻通常帶有較高的抗?jié)B標識，內(nèi)部的彈性模量較低且強度適中，相關(guān)人員采用的混凝土拌合料也帶有一定的坍落度與和易性等，在了解水利工程施工期間各種類型的防滲墻后，可根據(jù)工程項目的具體情況設(shè)計與施工條件選擇不同類型的混凝土防滲墻。

4 水利工程滲漏的原因

4.1 施工縫滲漏問題及成因

一般情況下，若混凝土施工部位的面積較大，施工人員會應(yīng)用分層施工方式或是將施工部分劃分為若干小單元。在不同的混凝土層或單元之間會存在一些薄弱部位或縫隙，導致出現(xiàn)滲漏問題。水利工程施工過程中，若模板支撐的穩(wěn)定性或模板封閉性較差，會產(chǎn)生跑漿現(xiàn)象，導致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)蜂窩與麻面等問題，造成縫隙滲漏。

4.2 施工設(shè)計問題

由于混凝土結(jié)構(gòu)向來是水利工程建筑中比較脆弱的部分，因此出現(xiàn)漏水現(xiàn)象的概率就相對較高。在建筑設(shè)計與施工的過程中，混凝土結(jié)構(gòu)的防水設(shè)計也是相當關(guān)鍵的，如果工程設(shè)計人員能選用防水特性比較優(yōu)良的建筑材料進行后續(xù)操作，那么就會降低水利工程變形縫隙漏水的概率。而在具體實施的過程中，部分建筑單位卻不選用與工程相符合的防水材料，這樣就無法為混凝土結(jié)構(gòu)進行合理的防護設(shè)計，使混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)變形，最后導致漏水的現(xiàn)象更加嚴重。部分工程設(shè)計人員在建設(shè)的過程中也未能仔細分析水利工程修建的實際需求，導致工程設(shè)計人員與實際施工操作嚴重脫節(jié)，一旦工程施工人員根據(jù)預(yù)定的防水方案進行各項作業(yè)，就必然無法合理充分地發(fā)揮出水利工程的防水特性，反而會加重項目的漏水狀況。此外，如果工程工作人員在進行防滲水工作的時候，未能嚴格地按照工程建設(shè)的規(guī)范與標準進行，在止水帶所安放的地方出現(xiàn)了很大偏差，也一樣會導致水利工程滲水現(xiàn)象的發(fā)生。

4.3 塑性收縮

在實際開展水利工程施工建設(shè)時，塑性收縮也屬于導致混凝土出現(xiàn)裂縫的一個主要因素。通常情況下，混凝土結(jié)構(gòu)的施工多借助漿液澆筑的方式來開展，同時固化混凝土，以此來滿足施工要求。這一環(huán)節(jié)非常容易受到一些外界因素的干擾，比如大風以及高溫等，會導致水泥水化，這會使混凝土的強度持續(xù)降低，如果外部壓力明顯超過混凝土自身承載能力，便會出現(xiàn)裂縫。

4.4 環(huán)境因素

環(huán)境因素屬于導致混凝土出現(xiàn)裂縫的一大因素，混凝土所處環(huán)境的溫度以及濕度能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生重要影響，甚至可以直接決定混凝土的質(zhì)量。在實際開展混凝土制作工作時，其硬化過程中，水泥材料能夠釋放出水化熱能，同時促使混凝土內(nèi)部溫度持續(xù)提高，這就會導致其表面逐漸形成一定的拉應(yīng)力，而在其冷卻過程中，結(jié)構(gòu)內(nèi)部同樣會產(chǎn)生相應(yīng)的拉應(yīng)力，一旦表面以及內(nèi)部拉應(yīng)力達到甚至超過混凝土結(jié)構(gòu)自身所能承受的抗裂能力，便會導致裂縫出現(xiàn)。所以，環(huán)境的溫濕度屬于水利工程施工中的重要因素，在實際施工過程中應(yīng)做出合理控制。

5 水利工程中混凝土防滲墻施工技術(shù)淺析

5.1 鋸槽法成墻施工技術(shù)

鋸槽法成墻施工技術(shù)具有復雜的施工流程。施工人員應(yīng)根據(jù)規(guī)定角度調(diào)整鋸槽機刀桿的傾斜度，以每小時1.2米的速度進行切割。在先導孔內(nèi)對前方、上方及下方等多個方位進行來回切割，利用排渣系統(tǒng)將切割出的土體排到槽外區(qū)域。利用泥漿進行墻壁保護，避免墻壁遭到破壞?？梢岳盟苄曰炷吝M行墻壁澆筑，形成防滲墻。鋸槽法成墻施工技術(shù)復雜，但是成墻較深且成槽效率較高，可以為灌漿施工提供便利。

5.2 射水法成墻施工技術(shù)

應(yīng)用射水法成墻施工技術(shù)時，要應(yīng)用混凝土攪拌機、造孔機及澆注機等設(shè)備。要先利用造孔機成型器中的噴嘴噴射出來的高速水流對土層進行切割。成型器會在先導孔中進行上下活動，將泥漿當作護壁材料，從而修整內(nèi)壁，使內(nèi)壁質(zhì)量達到施工要求。當槽孔形成之后，可以利用水下混凝土或塑性混凝土開展?jié)仓瑥亩纬煞罎B墻。需要將防滲墻的標準厚度控制在0.45米之內(nèi)，深度控制在30米之內(nèi)。射水法成墻施工技術(shù)的經(jīng)濟效益較高，在水利工程建設(shè)中應(yīng)用范圍較廣。

5.3 多頭深層攪拌水泥土成墻施工技術(shù)

應(yīng)用多頭深層攪拌水泥土成墻施工技術(shù)時，應(yīng)利用攪拌機將若干個鉆頭鉆到孔中，在土體中噴射水泥漿，之后立即開展攪拌，實現(xiàn)水泥漿與土體的混合，當混合物固結(jié)之后會形成水泥土樁，將所有的水泥土樁連接起來就會形成防滲墻。在應(yīng)用此防滲技術(shù)時，要將成墻深度控制在22米之內(nèi)，將水泥土滲透系數(shù)控制在0.3兆帕。多頭深層攪拌水泥土成墻施工技術(shù)具有操作簡單、所用泥漿低污染、成本低、防滲效果好等優(yōu)勢，應(yīng)用范圍較廣。

5.4 鏈斗法成墻施工技術(shù)

鏈斗法成墻施工技術(shù)比較適用于沙土、砂礫石及黏土等含量不超過30 %的土層中。應(yīng)用鏈斗法成墻施工技術(shù)時，需利用鏈斗式開槽機排樁上部的旋轉(zhuǎn)鏈斗進行取土，將斜置排樁下放到成墻深度，利用開槽機進行土方開挖，并利用泥漿進行墻壁保護。鏈斗法成墻施工技術(shù)中應(yīng)用的混凝土澆筑方式與鋸槽法成墻施工技術(shù)的混凝土澆筑方式類似，開槽寬度一般在16～50厘米，深度一般在12.5厘米左右。

6 控制混凝土裂縫的有效對策

6.1 合理設(shè)計施工方案

在實際開展水利工程施工方案的設(shè)計工作時，應(yīng)該對混凝土比較容易出現(xiàn)裂縫的部位給予高度關(guān)注，通常情況下，在構(gòu)件材料截面允許的同時不改變配筋率的前提下，所選用鋼筋的直徑以及間距越小，往往越能夠更好地降低混凝土出現(xiàn)裂縫的概率。除此之外，可以結(jié)合混凝土自身允許的裂縫寬度值來開展科學的設(shè)計工作，在實際開展水利工程施工建設(shè)時在一定程度上能夠避免混凝土出現(xiàn)裂縫，有助于提高建設(shè)質(zhì)量以及工程耐久性。對于混凝土構(gòu)造方面的配筋加固過程也需要給予合理設(shè)計，必須選用規(guī)格最為合適的鋼筋材料，比如，施工中可以相對較多地選用一些直徑較小以及間距較小的配筋材料，以此來對混凝土開展加固作業(yè)，借助這種方法可以顯著降低混凝土在實際施工過程中出現(xiàn)裂縫的可能性。

6.2 改善混凝土施工工藝

首先，在通常情況下，借助分層分段法開展?jié)仓鳂I(yè)，能有效降低內(nèi)外溫差，降低裂縫病害發(fā)生的概率。其次，可以優(yōu)化配筋，避免應(yīng)力過度集中，同時加強其抵抗溫度和應(yīng)力的能力，特別是洞口周圍、轉(zhuǎn)角處、變截面等部位的配筋，非常容易產(chǎn)生集中應(yīng)力。針對這種情況，我們可以在洞口周圍合理地增加一些斜向鋼筋或者鋼筋網(wǎng)，同時對變截面進行局部處理，保證截面的有效過渡，適當?shù)卦黾幼枇?。最后，根?jù)實踐經(jīng)驗，對于相應(yīng)的平面尺寸比較大的大體積混凝土結(jié)構(gòu)，一般可以通過設(shè)置后澆帶來有效降低外部約束力和溫度應(yīng)力的影響。

6.3 強化設(shè)備使用效果

基于水利工程項目的龐大性，在開展多項施工工作時會用到不同類型的機械設(shè)備。例如，在混凝土防滲墻建設(shè)施工中就會使用到鉆孔機械，該類機械雖然較為普遍，但施工人員仍要采用合適的方法。水利工程項目在實行鉆孔施工期間，相關(guān)人員要利用鋼繩沖鉆機中的沖擊鉆頭來完成地面破碎工作，完全粉碎地面表層，再借用抽砂筒來適時抽取地面表層內(nèi)的泥屑與碎石。一般來講，鋼繩沖鉆機開展的項目施工多作用在地面表層內(nèi)，若在地面采用該類形式，不僅會消耗更多的能源與資源，還會適時降低其整體的工作效率，因而要及時更換鉆孔方案。施工人員在開展鉆孔工作選用帶有循環(huán)、沖擊性質(zhì)的沖鉆機時，根據(jù)該水利工程項目的建設(shè)現(xiàn)狀，要及時改動其內(nèi)部的出渣方法，利用泵來完成連續(xù)出渣工序，及時解決鉆機工作期間其地面顆粒遭受破壞的問題。相關(guān)人員在使用不同鉆孔技術(shù)或設(shè)備時應(yīng)依照該項目的具體運行情況，對相關(guān)設(shè)備與技術(shù)實行嚴格管理。

在完成施工鉆孔設(shè)備的科學管理后，施工人員還需不斷強化自身的鉆孔、導孔施工技術(shù)，如在實行導孔施工期間，根據(jù)水利工程項目的實際情況可實行兩鉆抓法，也就是說導孔間距為抓斗內(nèi)部孔直徑與張開寬度的和。

7 結(jié)束語

混凝土防滲墻在水利工程中發(fā)揮著重要的作用，決定著整個水利工程的質(zhì)量和使用壽命。各個施工單位必須重視改善防滲墻的施工技術(shù)，為解決混凝土防滲墻建筑方面的問題提出科學合理的解決措施，保障防滲墻在水利工程中防漏、防滲的作用，提高防滲墻的使用率，并提高水利水電工程的質(zhì)量，確保施工技術(shù)的安全性和水利工程的可持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻

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