刍议水利工程薄壁防渗墙施工技术

缪仕兰

摘要：随着渗漏问题的出现，特别是老旧水工建筑物的加固防渗得到了水利部门的重视。我国经济和科技的快速发展推动了我国水利工程施工技术的发展进步，但随着时间的推移，水工建筑物仍存在的一些问题正待解决。文章主要对薄壁防渗墙施工技术进行简要的分析，仅供同行参考和借鉴。

关键词：水库；薄壁防渗墙；施工技术

一、概述

在水库大坝薄壁防渗墙施工的诸多技术手段中，薄壁液压抓斗法始创于上世紀90年代，主要用于在坚硬的砂砾石以及土壤中成槽，深度最高可达60m。由于采用该技术后，单台液压抓斗成槽的工作效率平均每日可提升至125m2的水平，不仅提高了施工速度，也极大地降低了工程造价，所以一经推出，就在水库出险加固工程中得到了迅速的推广和普遍的应用。某水库于上世纪50年代末建成并投入使用，经过多年运行，水库主坝开始出现坝基渗漏、坝坡稳定性不足、坝身渗流稳定性不足等一系列阻碍其功能正常发挥、威胁坝体安全的问题，急需进行除险加固处理。

二、薄壁防渗墙施工技术

2.1 造孔与成槽

在本次工程中，工作人员于防渗墙轴线下游侧设置抓斗施工平台，由于坝顶原宽度与抓斗施工所需相差7m，所以在征得建设单位同意的情况下，对坝顶高程进行了适当的下调，并将防渗墙轴线往上游方向平移1m。同时，在平行于坝轴线的防渗墙轴线下游侧，还进行了排水、排渣沟的设置，并于40m外修建与防渗墙轴线垂直的排水、排渣沟，使废水、废渣能够更加便捷地运送到弃渣场。

2.2 导向槽的修筑

导向槽的作用主要包括防渗墙位置标定、导向成槽、槽口锁固三项内容，同时还可以发挥保护槽孔上部孔壁、保持泥浆液面、为外部荷载提供支撑的功能。因此，其稳定性对于施工目标的顺利完成具有着非常关键的作用。在本次工程中，导向槽两侧的墙体断面均采用倒“L”型，C15混凝土现浇构筑，其顶面高度超出施工场地约10m，以免地表水进入槽内，导向槽内宽度设置为45cm。

2.3 抓斗与成槽

在本次工程中，锯槽和挖掘法是土石坝防渗墙开槽施工的主要工艺，前者主要涉及液压式、链斗式、往覆射流式开槽法，后者主要涉及抓斗法、冲击钻法以及冲抓结合法。结合本次工程所处地区的地质条件，技术人员选择抓斗法作为施工方法，并确定了先进行槽段主孔的抓取，再进行中部副孔成槽抓取的施工顺序。首先，工作人员将槽段分为I、II两个部分，开挖长度均为7.5m，均设有主孔两个、副孔一个。其中，I槽段先行施工，结束后再进行II槽段的施工。在成槽时，施工人员采用了“三抓法”，即于导向槽放样标识孔位，并使用抓斗垂直造孔。施工槽两端2.8m的主孔为施工第一序列，中部副孔为第二序列。主副孔施工结束后，该槽段的成槽即告一段落，待监理人员对岩层的岩性进行判断后再对成槽深度加以确认。

2.4 护壁泥浆

在造孔成槽的过程中，泥浆具有固壁、携渣、润滑、冷却钻具等功能，并且还能够在成墙后提高墙体抗渗性能。在本次工程中，所使用的泥浆由膨润土拌制，每1000kg水中拌入50kg膨润土以及1kg碳酸钠。在经过24h的膨化后，新制泥浆会通过管道送往槽孔内部，在成槽、槽段浇筑过程中回收的泥浆可以再经过处理后再次使用。在成槽阶段，槽孔口泥浆面始终保持低于导向槽顶面30～50cm的水平。

2.5 防渗墙的灌注

在本次工程中，防渗墙壁体的灌注采用刚性导管法进行。即混凝土沿导管竖向下落，并借助导管的隔离作用避免与泥浆的接触。在导管内部，混凝土依靠自身重力对下部管口的混凝土形成挤压，最终将泥浆置换，以此确保混凝土的整体性。防渗墙的灌注主要分为两个部

分：

第一部分为清孔换浆。清孔是在槽段终孔检验合格后进行，淤泥的抓取采用抓斗，抽浆采用潜水排污泵进行，同时做好新鲜泥浆的补充工作。清孔换浆结束1h后，孔底淤泥厚度应控制在≤10cm范围内，槽内的泥浆比重应≤1.1g/cm3，粘度应≤35s，含砂量应≤3%。达到上述标准后，清孔换浆方可结束。另外，在清孔换浆结束前，需要在抓斗的斗体设置钢丝刷子，使之紧贴一、二期混凝土结合面，在反复提动后孔底淤积不再增加，刷子上不带有泥屑，接头面的清洗方为合格。

第二部分为灌注槽段混凝土。在清孔换浆结束后，即可进行混凝土灌注导管的设置。在本次工程中，一期槽段下设三套内径为200mm的导管，两侧导管与槽段距离控制在1～1.5m的范围内；二期槽段同样下设三套内径为200mm的导管，两侧导管与槽段距离控制在1m的范围内。同时，导管底部与槽孔地板的距离控制在≤25cm的范围内，槽段内导管的间距控制在≤3.5m的范围内，若槽底高差>25cm的水平，则导管设置在控制范围最低处。

在灌注开始前，导管内需植入隔离塞球，在灌注时，先进行水泥砂浆的注入，再灌入足量混凝土，塞球随后被挤出并埋在导管底部，以发挥阻隔泥浆和混凝土的作用。同时，每隔0.5h，工作人员会对混凝土面进行一次测量，每隔2h，对导管内的混凝土面进行一次测量，并根据混凝土面上升清孔确定导管提升长度。混凝土内导管埋深应控制在1～6m范围内，若混凝土面上升，则应在保证埋深的前提下徐徐提升导管，并进行顶部的部分拆除。待槽孔内混凝土上升至槽口时，可抽出浓浆，并通过提升导管的方式减小埋深，以起到提高混凝土冲击力的作用。

2.6 处理槽段接头

所谓槽段接头，即为相邻槽段的衔接部分。在本次工程中，接头的连接采用钻凿法进行，在一期槽段浇筑结束12h后进行二期槽段的造孔时，对一期槽段的混凝土进行35cm套抓，以此确保施工质量。

三、注意事项

3.1 抓接头时间的有效控制

若抓接头的时间太长，则混凝土的强度会超过设计标准；若抓接头的时间太短，则混凝土无法得到充分凝固。因此，在控制抓接头时间时，应以墙体浇筑12h后为宜，若有特殊情况，也不应超过浇筑结束24h后。另外，在抓取的过程中，斗体受力分布不均匀的情况容易出现，可能导致造孔偏向轴线一侧，严重影响成槽精度与施工质量，所以工作人员务必要做到对抓接头时间的有效控制。

3.2 成墙混凝土灌注

在下设混凝土导管的过程中，工作人员应对螺丝的紧固程度进行检验，确保其可靠连接。由于混凝土灌注的连续性较强，所以务必要将因故中断的时间控制在40min以内。同时，各灌注导管应确保放料均匀，彼此间高差应≤0.5m，混凝土面应匀速上升，且速度应控制在≥2m/h的范围内。另外，槽口处还需设置盖板，以免在施工时有杂物落入。

3.3 混凝土输送设备

在本次工程中，采用12t吊车吊卧罐与混凝土输送泵各一台的设备组合方式，以便在取得较好的经济效益的同时，避免因混凝土输送泵的各类故障而导致施工被迫中断的现象，为项目经济和社会效益的有效实现提供更多保障。

结语

综上所述，文章阐述了如何解决粉细砂层中抓斗效率低下的问题，充分发挥了抓斗在施工效率方面所具有的独特优势，不仅大幅提升了工作效率，而且还在相当程度上控制了施工成本，项目施工的经济效益非常显著。需要注意的是，在施工初期的进展并不顺利，后来工作人员根据工程实际情况，及时引进了射水成墙法和气举反循环法，追回了之前损失的时间，说明只有做到因地制宜，合理搭配，才是保障工程按期、优质完工的关键所在。

参考文献：

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