土石坝混凝土防渗墙施工特点和质量控制

土石坝混凝土防渗墙施工特点和质量控制【摘要】通过工程实例，简要介绍土石坝混凝土防渗墙的施工方法、施工特点、质量检查和控制方法。

【关键词】混凝土防渗墙施工特点质量控制土石坝

中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：

1、概述

湖北省是全国土石坝最多的省份之一，这些工程大多是四、五十年前兴建的。有的因历史原因，质量出现一些问题，有的老化严重，均被列为病险水库。在病险水库的治理中，混凝土防渗墙已成为大坝主要的垂直防渗型式之一。近年来，我公司承建的混凝土工程超过20余项，取得了良好的工程效益。现通过工程实例，简要介绍土石坝混凝土防渗墙的施工方法、施工特点、质量检查和控制方法。

我公司近年完成的混凝土防渗墙技术性能，见表1。

表1我公司近年完成的混凝土防渗墙技术性能表

序

号工程名称工程规模坝型坝高（m）防渗墙面积（m2）墙厚（cm）抗压强度

（mpa）弹性模量

（mpa）抗渗

等级渗透系数（cm/s）

1 蕲春大同水库大（二）心墙坝47.87 12985 60 ≥

3.0 1600~

2200 ≤iχ10-7

2 英山占河水库中型心墙坝54.6 7084 80 ≥7.5

17000~

22000 w6

3 孝感徐家河水库大（二）均质坝35.5 18820 60 ≥10.0 ≤15000 w8 ≤iχ10-7

4 荆州洈水水库大（二）均质坝42.9

5 15474 60 ≥10.0 17000~

22000 w4~w6

5 英山红花水库中型心墙坝62.1 20380 60 ≥7.5

17000~

22000 w6 ≤iχ10-6

6 武汉夏家寺水库大（二）心墙坝30.74 6773 60 ≥10.0 ≤15000 w6

7 天门绿水堰水库中型均质坝24.35 6425 60 ≥7.0

≤18000 w6 ≤iχ10-7

8 京山余家河水库中型心墙坝30.70 6849 40 ≥7.0

≤12000 w6 ≤iχ10-7

2、混凝土防渗墙施工特点

2.1导墙和施工平台

2.1.1导墙

我公司在混凝土防渗墙施工中，常采用的导墙形式为“l”型、矩型和直角梯形。施工方法为先用挖掘机开挖沟槽，再立模浇筑混凝土，导墙内侧的宽度比墙厚大5~10cm。导墙顶部和底部分别布设钢筋。大同水库主坝混凝土防渗墙施工时，导墙位于上游砾质粗砂坝壳上，在导墙沟槽底部铺垫了1.0m厚的灰拌土（即在砾质粗砂中掺加15%的水泥），并采用电动夯，分层夯实，提高了导墙基础的密实度和承载力。

2.1.2施工平台

混凝土防渗墙施工时，由于使用的机械较多，因此所需的施工场地较宽，一般坝顶施工场地的宽度为14.0~17.0m。当坝顶宽度不能满足要求时，则在上、下游坝肩分别进行帮坡。

2.2混凝土防渗墙施工程序

混凝土防渗墙施工程序主要包括造孔（槽）和混凝土浇筑两大部分，并包括接头孔或接头管施工、泥浆制作及清孔换浆等内容。混凝土防渗墙施工工艺流程见图1。

图1混凝土防渗墙施工工艺流程图

2.3槽段划分

（1）混凝土防渗墙施工时，釆用单槽施工，即将整个防渗墙划分为若干单槽，并分一、二期（序）施工，依次进行造孔和混凝土浇筑。

（2）槽段的长度。防渗墙槽段的长度一般根据墙深、墙厚、地层情况，混凝土浇筑能力等因素而定。当有预埋灌浆管时，常常依预埋灌浆管的间距和墙厚而定。如预埋灌浆管的间距为1.5m，墙厚为80cm时，槽段长度为6.0m或7.50m。

2.4防渗墙造槽方法

2.4.1造槽机械

土坝防渗墙造槽机械通常分为冲击钻和抓斗两大类。其中，冲击钻型号主要为cz30、cz50。抓斗以徳国宝峨系列和意大利产hc 系列为主。

2.4.2造槽方法

防渗墙造槽方法一般根据地质条件、工程特性、工期要求和机械设备条件等进行选择。我公司近年在防渗墙造孔中曾采用钻劈法、纯抓法、钻抓法等。采用钻抓法时，一段采用冲击钻钻主孔和嵌岩，抓斗抓副孔。液压抓斗的作业深度主要取决于抓斗的钢丝绳和液压油管的长度，若槽底较深，则应改用纯钢索抓斗或冲击钻来完成。

2.4.3泥浆固壁和清孔

（1）防渗墙施工中，泥浆固壁是一项重要的工序和工艺措施。

一般采用膨润土制浆，有时采用优质粘土制浆。心墙土坝防渗墙造槽施工时，通常可利用心墙粘土自行制浆或提高泥浆的回收率。

（2）槽孔清孔。造槽时，槽底沉碴主要釆用抓斗抓取、捞砂筒捞取。终孔或混凝土浇筑前清孔，釆取气举反循环抽取。

2.4.4孔斜控制

（1）防渗墙施工规范规定，防渗墙造槽时，其孔斜率不得大于4‰。实际施工中，通过冲击钻钢丝绳或抓斗钢丝绳在孔口的位置，利用相似三角形原理计算孔斜值，当发现孔斜超标时，及时釆取相应措施纠偏。

（2）利用相似三角形原理计算孔斜值时，一般先将各种孔深、孔口偏距、孔斜值等数值绘制成表格，在施工现场只要测量孔口偏距，查表即可得知孔斜率。

2.5混凝土浇筑

2.5.1混凝土浇筑方法

防渗墙混凝土浇筑方法为直升导管法进行泥浆下混凝土浇筑。其施工程序包括混凝土拌制、混凝土运输、接头管安装、预埋灌浆管安装及埋设、导管埋设、投放隔离球、开浇水泥砂浆、提升导管等。

2.5.2混凝土运输

混凝土的运输方式主要依水平输送距离和地形高差而定。一般情况采取混凝土输送泵进行混凝土运输。当运输距离较远时，采用2台混凝土输送泵进行接力式运输。若防渗墙顶与混凝土搅拌站高

差较大时，则釆用混凝土搅拌车进行混凝土运输。

2.5.3混凝土特性和配合比

（1）混凝土特性。规范要求，防渗墙混凝土入孔（槽）坍落度为18~22cm，扩散度为34~40cm，坍落度保持15cm以上时间不小于1h；混凝土的初凝时间不少于6h，终凝时间不大于24h；混凝土的密度一般不小于2100kg/m3。

（2）混凝土配合比。我公司近年完成的防渗墙混凝土配合比见下表2。

表2 我公司近年完成的防渗墙混凝土配合比表kg/m3 序

号工程名称水泥粘土或膨润土砂碎石水外加剂

混凝土性能指标

抗压强度（mpa）弹性模量（mpa）渗透系数

1 蕲春大同水库160 50 1021 680 260 0.7% ≥3.0 1600~

2200

2 英山占河水库280 50 884 1060 186 0.5% ≥7.5 17000~

22000 w6

3 孝感徐家河水库 306 73 708 979 230 ≥10.0

≤15000 w8

4 荆州洈水水库31

5 74

6 988 220 ≥10.0