混凝土水库主坝防渗墙施工技术的研究

（浙江省正邦水电建设有限公司，310051）

1 工程概况

某水库是一个综合运用发电、供水的规模宏大的主要用于防洪与灌溉的水利工程，其库容总面积有1.70亿m3，控制流域面积多达350km2，电站装机为11550kW。大坝是由粘土构成的，坝最高达57.5m，坝顶有174.50m高、7.0m宽、300m长。然而，由于这一次除险加固的目的在于将300m长、0.8m宽的混凝土防渗墙浇筑在粘土坝中间，单孔的深度最大是60m，因此，成墙面积共达11634.58m2。

2 水库主坝混凝土防渗墙

混凝土防渗墙是一个极具防渗作用的地下连续墙，其在地基中用泥浆固壁开凿为联锁桩柱孔，在地面上开展造孔施工工作，对防渗材料进行回填砌筑。一般而言，防渗墙施工流程主要是依靠防渗墙钻孔成槽、临建工程、拆除头墙以及浇筑混凝土组合而成的。

2.1 防渗墙施工临建工程

临建工程涵盖了施工平台、水、风、电路布设、制浆站、导向槽等，其施工方案的合理性、科学性、可靠性与防渗墙施工的进度、质量与成本息息相关。其中，在施工过程中，施工平台与导向槽具有稳定孔口土体、对墙体进行定位的功效，从而防止出现缩孔、塌孔的情况。但是，因此水库坝体填筑密实度不好，会渗漏，这就需要增强导向槽的稳定性能。常见的导向槽断面形式包括：梯型、矩型、"L"型。施工机械设备近几十吨，给槽底的土体带来了巨大的压力；造孔时出现的振动以及槽孔壁土体由于泥浆的长时间浸泡，极易出现滑动的迹象。

2.2 槽段的种别的细分

通常来说，在细分槽段的过程当中，应结合墙体深度、地质条件、施工手段、环境等因素，以本工程的具体特性为依据、以整个防渗墙为轴线带折点防渗墙，总共可细分成34个槽段开展施工工作，每一个槽段均有8.8m长从而便于施工，并确保折点处的槽段接头套接的质量。

得到相关设计单位允准之后，此次施工方案应当把折角形防渗墙更替成圆弧形转角防渗墙。由于圆弧形转角防渗墙的槽段长度、槽段个数、槽段起止桩号与原来的折角形防渗墙相同，因此，把折角形防渗墙更替成弧形转角防渗墙的做法的可行性很高。

在施工时，出现了异常大区域裂缝漏浆事故，此裂缝总长度为160余米，事实上就是D9号槽到29号槽之间的距离。紧接着自D15号槽到26号槽之间也出现了槽孔塌陷的事故，总长度为80余米。尽管这一槽孔塌陷事故已经解决好了，但是，为防止槽段在未来施工过程中出现槽孔塌陷事故，确保施工顺利及其质量，应尽量减少槽孔的长度，将防渗墙的施工槽段个数由以往的三十四个转变成四十三个，在原来的基础上增设九个槽段。而对于那些最短槽段以及地层稳定性差的槽段，应将槽孔长度细化成6.8、4.8、8.8、5.8等4种类型。但是，因槽段个数增添了九个，造成接头孔个数增设了九个，变成如今的四十二个了，如此不仅增加了工程成本，还延长了施工时间。

2.3 造孔

⑴ 选择合适的钻具。因为坝体回填地层是本工程的主要构成部分，所以在以冲击式钻孔造孔的过程中，应与重心平稳、切削力度大的阶梯管式空心长钻头搭配运用。尽管阶梯管式空心长钻头的造孔速度让人不禁为之一震，且能大大提升钻入粘土层等松软地层的工作效率，但是，在此工程当中，由于此工程的施工地点大约为孔口八米区域内，加之此类钻具钻孔所产生的孔壁能力不好，因此，在施工时往往会因运用此类钻具钻孔次数多而造成大量严重的漏浆塌孔事故发生，因此，在一定区域中应尽量少采用此类配阶梯管式空心长钻头钻孔；

⑵冲击钻机钻孔工艺。为了造孔成槽，本工程选取钻劈法与钢绳冲击钻法，在成槽过程中，首先进入主孔，随后是副孔，进而再进行劈打。一般而言，为了确保最后孔的直径超过80厘米，应采用1.3～2.5t空心长钻头与十字冲击钻头进行造孔，并在施工时及时补焊钻具，钻入主孔与副孔。同时，要充分运用钻头的切削或冲击作用使得孔底破碎形成孔。然后再将钻机移动小墙的中心位置劈打主孔与副孔之间的小隔墙，但是，务必注意的是，在劈打过程中要尽量打得稳、轻，并恰当地将冲程控制好。在基岩内造孔时，则需结合岩石的风化情况，择出造孔的最优方案，当碰到的岩石比较坚硬，应选用加重十字冲击钻以“重打冲击破碎”法进行钻孔；当碰风化易破碎的岩石，通常可选用“轻打刻取”法；

⑶造孔机械。本工程挑选了多样冲击式钻机，主要以钻劈法（主孔、副孔都运用劈打压打小墙、钻进成孔的手段）进行造孔。但是，为了推动施工进程，应综合运用多样造孔手段；

⑷对于槽孔嵌入基岩的深度，应充分满足设计要求。

2.4 混凝土浇筑

防渗墙混凝土的设计指标如下：抗拉强度不小于0.7Mpa，极限水力坡降（28d）不小于250，最小水泥用量不少于150kg/m3，抗压强度R28不低于7.5MPa，渗透系数k28不低于1×10-7cm/s，弹性模量不低于2800MPa，极限水利坡降不小于250，抗拉强度不低于0.7MPa。在掺加土料时，应尽量选择钠基膨润土。

在拌制混凝土时，施工单位务必要按标准配合比进行拌制，充分利用电子计量手段保证称量的精确度与准确性。同时，在拌制施工时要定期检查袋装膨润土的质量，禁止潮湿结成块状的膨润土投入使用，也不得和水掺在一起，而是该把膨润土与水泥、砂石等搅拌均匀之后然后再添加水进行搅拌，以免膨润土黏在搅拌机内或结成块状，保持拌和的均匀度。混凝土自搅拌站出来之后，应选用一台并备用一台HBT80A拖式混凝土泵直送往施工平台的储料斗中，经由储料斗的卸料槽进入导管漏斗当中，有效保证了混凝土浇筑的强度。然而，由于混凝土面的高度都不足半米，再加上其每小时上升速度均高于2m，因此，最终浇筑面的高度大致处于171.10m附近，比设计高程差不多高60cm。浇筑选取"直升导管法"，采用Φ250mm的内径、4mm的壁的导管，并严格按照实际状况安排导管的间距，依据相关规范要求实施，待组装完毕导管之后，立即开展密闭承压试验，以钻机操作导管的形式积极同浇筑工作相配合。

结语

总的来说，在混凝土防渗墙施工之前，应先及时搜罗出工程地质资料，充分按照工程特征确立本工程的施工方案；要确保导向槽槽段的稳定性，搞好临建工程，特别是施工平台与导向槽的工作；在防渗墙施工过程出现的事故中，造孔过程是事故发生的主要阶段。为此，要搞好观测工作，选取单向推进、小槽段、钻劈法对填筑质量水平不高的坝体进行施工。

[1]《水利水电工程地质勘察规范》[S]；北京：水利电力出版社，1999.

[2]郭守忠主编，水利水电工程勘探与岩土工程施工技术；北京：中国水利水电出版社，2002.3.

[3]白永年，马秀媛，顾淦臣，等。中国堤坝防渗加固新技术[M].北京：水利电力出版社，2002.

[4]徐有前。高压喷射灌浆技术在大坝防渗加固中的应用[J]合肥工业大学学报（自然科学版），2003.施工技术.