防渗墙课件

7.3防渗墙施工
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一、混凝土防渗墙的定义
利用钻孔、挖槽机械，在松散透水地 基或坝(堰)体中以泥浆固壁，挖掘槽形孔或
连锁桩柱孔，在槽(孔)内浇筑混凝土，或回
填其他防渗材料筑成的具有防渗等功能的
地下连续墙。
混凝土防渗墙有专用的施工技术规范，
尚无专用的设计规范。
二、混凝土防渗墙的特点
(1)墙体的结构尺寸（厚度、深度）、墙 体材料的渗透性能和力学性能可根据工程 要求和地层条件进行设计和控制。 (2)施工方法成熟，检测手段简单直观， 工程质量可靠。 (3)几乎可适应于各种地质条件，从松软 的淤泥到密实的砂卵石、甚至漂石和岩层 中，虽然施工有难易之分，但以目前的技 术都可建成防渗墙。
3、施工槽段划分 混凝土防渗墙一般需要分成若干个单 元墙段逐个施工。浇筑单元墙段前须在地 基中钻挖槽形孔，简称槽孔。槽孔一般由 若干个独立的钻孔（单孔）相连而形成的， 也可只有一个单孔。先施工奇数号单孔 （主孔），后施工偶数号单孔（副孔）， 主、副孔相间布置。 槽孔的划分与施工顺序、造孔方法等 有关。
1、泥浆的功能： 防止槽壁坍塌；防止渗漏；悬浮和 携带钻碴；冷却钻具。 2、泥浆的类型 防渗墙施工用护壁泥浆有普通（当 地）粘土泥浆（简称“粘土泥浆”）、 膨润土泥浆及混合泥浆三种类型。
3、固壁泥浆的主要成分 粘土、水和泥浆处理剂。 粘土通常是以一种矿物为主的多种矿物混合 体，以高岭石为主的叫高岭土，这种土比较普遍， 通常所说的粘土一般就是指它。而以蒙脱石为主 的就专称膨润土。 膨润土吸湿性很强，能吸收8～15倍于自己 体积的水量，吸水后膨胀，膨胀倍数为几倍到30 倍。膨润土有较强的吸附性和阳离子交换能力， 在水中能分散成胶体——悬浮液，并具有一定的粘 度、触变性和润滑性。少量的膨润土即可拌制出 性能指标符合要求的泥浆。
（3）为保护槽孔侧壁不被钢筋笼碰 伤，并保证钢筋保护层的厚度，应在钢 筋笼的上、下游侧加焊定位钢筋或钢板 垫块。 （4）分节下设的钢筋笼，应将先下 入槽孔内的钢筋笼通过钢梁或支架支承 在导墙上，以进行与上节钢筋笼的焊接。 （5）钢筋笼的连接一般采用搭接焊 或帮条焊，焊接接头的形式、工艺和质 量应符合国家标准《钢筋焊接及验收规 程》的有关规定。
当槽孔为平底时，各根导管应同时 开浇；当槽孔底部有坡度或台阶时，开 浇的顺序为先深后浅。 首批混凝土浇注完毕后，要立即察 看导管内的混凝土面位置，以判断开浇 是否正常。 开浇成功后应迅速加大导管的埋深， 至埋深不小于2.0m时，及时拆卸顶部的 短管，尽早使管底通畅。
导管应布置在防渗墙中心线上， 中心距不宜大于4.0m，当采用一级配 混凝土或浇筑速度较快（上升速度 3m/h以上）时，导管中心距可适当加 大，但不得大于5.0m。导管距槽孔两 端或接头管的距离宜为1.0m～1.5m， 据此确定不同长度槽孔需要设置导管的 根数。此外，当槽孔底面高差大于 25cm时，导管应布置在其控制范围的 最低处。
（4）钢筋接头的构造以满足设计 的强度要求为原则。 （5）混凝土浇筑导管在钢筋笼内 的位置必须预先设计好，导管接头部 或法兰盘外缘至最近处钢筋的间距应 大于100mm。 （6）钢筋的搭接位置应尽量选择 在墙体应力较小的部位。
（7）钢筋笼的外形尺寸和分节长度 要根据槽孔长度、深度、钢筋笼重量、 接头形式、在孔口的总连接时间、出厂 钢筋长度、运输条件，以及施工现场所 具备的起重能力、起吊高度等因素确定。 （8）为防止下端钢筋头碰伤孔壁和 插入墙底，钢筋笼下端应稍向内侧弯曲 做成闭口状，在笼靴处垫上一定厚度的 混凝土块，这样还可有效地防止钢筋笼 在浇筑混凝土时上浮。
槽孔清孔换浆结束1h后应达到下列质 量要求： （1）孔底淤积厚度不大于10cm. （2）当使用膨润土泥浆时，槽内泥浆 密度不大于1.15g/cm3,马氏漏斗粘度32～ 50s，含砂量不大于6%；当使用粘土泥浆 时，槽内泥浆密度不大于1.30g/cm3， 500/700mL漏斗粘度不大于30s，含砂量 不大于10% 。泥浆取样位置距孔底0.5～ 1.0m。
连锁桩柱施工法示意图 a-正循环造孔；b-一期桩柱施工；c-二期桩 柱施工；d、e、f-连锁桩柱平面
6、其它成槽方法 在小型水利水电工程中还有使用 射水成槽机、链斗式挖槽机、锯槽机 等成槽的施工方法。射水成槽的主、 副孔安排与液压铣槽机基本相同。链 斗挖槽和锯槽形成的是连续的沟槽， 然后用模袋混凝土等特制的隔离装置 将其分隔为单元槽孔，再进行混凝土 浇筑。
七、导墙及施工平台
由导墙可以确定和检查防渗墙的平面 位置。导墙顶面高程也是墙深、基岩面位 置以及混凝土浇筑高程的基准； 钻孔导向和保护槽孔口； 保持泥浆压力和阻止废浆、废水倒流 槽孔的作用； 在吊放钢筋笼、下设导管、接头孔拔 管、处理孔内事故及埋设观测仪器等作业 中，导墙起定位与支承的作用。
护壁泥浆
锯槽机工作示意图
链斗式挖槽机施工示意图 1-链斗式挖槽机；2-隔离膜袋；3-已浇筑混凝土；4-正 挖槽的槽孔；5-牵引绳；6-地层
十、清孔
槽孔钻掘完成后，泥浆中的钻渣都将沉 淀在槽底。清孔方法主要有抽筒出渣法、泵 吸排渣法、气举排渣法、潜水泵排渣法。选 用何种方法清孔应根据地质条件、造孔方法 等确定。 清除孔底沉渣的工作，不仅应在清孔、 换浆时进行，有时由于下设钢筋笼时间过长 或其它原因，造成孔底淤积大量增加，此时 则应当在浇筑混凝土前进行孔底淤积的复测， 必要时再次清孔。
十三、混凝土浇筑
槽孔混凝土浇筑是关键的工序，对 成墙质量至关重要。 防渗墙混凝土采用泥浆下直升导管法 浇筑，自下而上置换孔内泥浆，在浆柱 压力和自重的作用下自行密实，不用振 捣。单个槽孔的浇筑必须连续进行，并 在较短的时间内完成。
1、浇筑导管的配置和布设 混凝土浇筑导管的内径不宜小于最大 骨料粒径的6倍，一般为200～250mm。 导管可用钢板卷焊管，也可用无缝钢管， 管壁厚度一般为3～5mm，单节长度一般 有2.5m，2m，1.5m，1.0m，0.5m， 0.3m等数种。 导管有三种连接方式，即法兰盘连接、 丝扣连接和柔性键连接方式。 导管应能承受1.2～1.5MPa的压力， 导管及其接头均需进行水压试验，合格后 方可使用。
造 孔
1、钻劈法成槽 每一个槽孔一般是先施工主孔， 后施工副孔，主、副孔相连成 为一个槽孔，槽孔浇筑混凝土 后成为一个单元墙段。主孔是 一个个独立的钻孔，其直径等 于墙厚。副孔就是两个主孔之 间留下的位置 ，其宽度等于墙 厚，其长度 与地层性质有关， 一般地层副孔长度L＝（1.0～ 1-钻劈法钻进槽孔示意图 主孔；2-副孔；3-冲击钻 1.25）d（d为主孔直径），砂 机；4-钻头；5-接砂斗 卵石地层L＝（1.2～1.5）d。
三、混凝土防渗墙的类型
(1)按墙体结构形式分：可分为桩柱型防 渗墙、槽孔型防渗墙和混合型防渗墙三类。
2
1
2
1
21212 Nhomakorabea1
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(a) 1 2 1
(b)
(c)
(a)槽孔型防渗墙；(b)桩柱型防渗墙；（c）混合型防渗墙； 1、2、3、4——槽孔编号。
(2)按墙体材料分：主要有普通混 凝土防渗墙、钢筋混凝土防渗墙、粘 土混凝土防渗墙、塑性混凝土防渗墙 和灰浆防渗墙(固化灰浆和自凝灰浆)。 (3)按布置方式分：可分为嵌固式 防渗墙、悬挂式防渗墙和组合式防渗 墙。 (4)按成槽方法分：主要有钻挖成 槽防渗墙、射水成槽防渗墙、链斗成 槽防渗墙和锯槽防渗墙。
储备水泥砂石
槽孔型混凝土防渗墙的施工程序图
2、成槽方法选择 根据地层条件、设计要求和工期等 因素选择成槽方法。目前国内外常用的 成槽方法有：钻劈法(主孔钻进，副孔劈 打)，纯抓法(主副孔均用抓斗直接抓取)， 钻抓法(主孔钻进，副孔抓取)，铣槽法( 液压铣槽机铣削)，多头回转钻机成槽法， 射水成槽法，锯槽法等。
3、钢筋笼的下设 （1）钢筋笼的端部及中部应各设两个吊 点，一般采用双钩或四钩滑轮吊具，同 时起吊钢筋笼的头部及中部。 （2）起吊钢筋笼用的吊机应有足够的起 重能力，吊具应该具有足够的强度，并 留有适当的安全余地。 （3）各类吊索的长度应完全相等，以确 保钢筋笼垂直地吊入槽内。 （4）钢筋笼进入槽内时，吊点中心必须 与槽孔中心对准，然后缓慢平稳地下降。
十一、钢筋制安
1、防渗墙配筋设计的有关规定 （1）主筋为纵向钢筋，常采用螺纹 钢筋，不做弯钩。 （2）横向钢筋中心距宜大于150mm， 使用光面钢筋时要做弯钩。 （3）为使钢筋笼在吊装时不发生扭 曲及偏斜变形，应当配置足够的钢筋箍 或增设水平筋和斜向钢筋。重量很大的 钢筋笼内应布置2～4榀纵向桁架。
2、纯抓法成槽 使用抓斗直接挖槽，可以单抓成槽， 也可以多抓成槽。纯抓法一般适用于细 颗粒软弱地层。 单抓成槽即一次抓取一个槽孔。 多抓成槽分主、副孔施工，每个槽 孔由三抓或多抓形成。主孔的长度等于 抓斗的最大开度，副孔的长度小于主孔 的长度。
3、钻抓法成槽 此法一般使用冲击 钻机钻凿主孔(也称导孔)， 抓斗抓取副孔，可以两 钻一抓，也可以三钻两 抓、四钻三抓形成长度 不同的槽孔。 副孔长度一定要小 于抓斗的最大开度，一 般要求不大于抓斗最大 开度的2/3。
十二、观测仪器埋设
在防渗墙墙体内埋设观测仪器进 行原型观测，可以监测墙体的受力和 变形状况，验证设计成果。 防渗墙原型观测的项目主要有墙 体的变形、渗透压力以及土压力。使 用的观测仪器主要有应变计、倾斜仪、 钢筋计、渗压计和土压力计。 根据各种仪器的特征，通常采用 的埋设方法有钢构架法、吊索法、挂 布法、推顶法、套管法和钻孔法等。
4、液压铣槽机成槽 用双轮液压铣槽机成槽，一般 是先铣两个主孔，再铣中间的副孔形 成一期槽孔。二期槽孔为一钻成槽， 以便于两期墙段搭接，其槽长比铣槽 机的长度小2× 0.20m。 需要时一期槽孔也可以一钻成 槽。
5、连锁桩柱 此法所形成的墙体是由一列连锁的桩 柱组成。相邻桩孔间搭接一部分，先钻凿 一期孔（奇数号孔），钻完后随即浇筑混 凝土，然后再施工二期孔（偶数号孔）。 连锁桩柱防渗墙的有效厚度小于钻孔 直径，接缝较多，而且对钻孔的垂直度要 求较高。 为了获得等厚度的连锁桩柱墙，也可 以将二期桩孔施工成“双反弧形”（下图 中f）。每个一期孔造孔完毕后即浇筑混凝 土先成独立桩柱。