水利工程混凝土防渗墙充盈系数的影响因素分析与对策

水利工程混凝土防渗墙充盈系数的影响

因素分析与对策

摘要：随着防渗墙施工技术不断发展，施工工艺不断完善和进步，在水库除险加固工程的作用更加显著，本文结合实际工程案例，分析防渗墙施工时影响防渗墙充盈系数的因素，探讨有效控制充盈系数的措施，为今后防渗墙施工中控制充盈系数，创造良好的经济效益提供参考方法。

关键词：防渗墙；充盈系数；影响因素；措施；

1.概述

防渗墙是使用专用机具钻凿圆孔或者直接开挖槽孔，槽内浇筑混凝土、回填黏土或者其他防渗材料等或安装预制混凝土构件形成一道具有防渗功能的地下连续墙体。主要工艺有：

1.1成槽

通过钻机冲击破碎坝土、砾砂和基岩，利用冲击作用成槽，同时对槽孔壁的松散层起挤压、密实作用；槽孔形成后，对槽内进行清淤处理，出去孔内沉渣，清理完成后对槽孔进行补浆，最终满足相关指标；

1.2浇筑

混凝土浇筑是施工的最后一道工序，也是防渗墙最主要的施工工序，施工中各项技术性能指标必须满足设计要求。浇筑分阶段进行：

（1）浇筑前的准备；

（2）混凝土浇筑施工；

（3）混凝土浇筑施工质量评定。

2.永清河大坝现状

永清河水库为均质土坝，坝顶长420m，坝基接触带及浅部基岩存在渗漏问题。根据结构情况，除右岸坡BH0+340.5～H0+420.0采用帷幕灌浆处理，其余部分坝

体采用混凝土防渗墙处理，长度342m（BH0-001.5～BH0+340.5）。防渗墙最大深

度29.6m，防渗墙墙体厚度为40cm，混凝土标号C10,抗渗等级≥W4。

永清河水库除险加固工程主要建设内容有：拦河坝工程、输水隧洞工程等。

拦河坝工程包括：防渗墙、下游坝坡培厚，新建排水棱体，帷幕灌浆等。

3.影响充盈系数因素分析

防渗墙中混凝土充盈系数一般是指一个槽段实际浇筑的混凝土方量与设计尺

寸的体积之比。在实际施工过程中成槽有偏差大于设计尺寸部分，以及由于地质、岩层的不同，就会发生实际浇筑量大于理论计算量。

充盈系数可作为判定防渗墙质量的一个重要指标，充盈系数理想值为1.0。

若充盈系数小于 1.0，说明实际浇筑量小于理论量，则可说明浇筑质量存在缺陷，不合格。在实际施工过程中，充盈系数一般大于理想值1.0。

实际施工中，初期发现混凝土充盈系数偏大，平均在1.21。现行施工规范要

求充盈系数，一般为1.03～1.15。混凝土防渗墙施工中，充盈系数是比较重要的

指标。有效控制充盈系数既可以节约浇筑材料，控制成本，提高效益，又可以提

高防渗墙质量。根据现场浇筑情况，对防渗墙充盈系数进行原因分析（钻劈法），具体如下：

3.1冲击钻的精度

（1）钻机安装：机械安装不水平（枕木的铺设）、稳定性差。施工过冲中

钻机有时发生移位、倾斜情况，导致钻以及桅杆的偏差对孔壁产生磨损，最终导

致孔斜率过大；

（2）钻头：钻头直径的尺寸直接影响成孔的质量，是成孔的关键因素，钻

机钻头不规范，误差大也影响成孔质量，严重时出现卡钻现象；

（3）钻机操作人员：操作人员的专业技术也是影响充盈系数的一个关键因素，具有丰富经验的操作人员在施工中可以保持钻机的稳定性，亦可通过出渣判断工程地质、地层情况，确保成孔质量。

3.2地质情况

工程地质条件差，地质情况复杂，部分槽段存在漏浆现象，部分坝体内存在渗漏通道，严重时发生塌孔、垮孔甚至坝体坍塌风险。

3.3.清孔质量

清孔主要采用“抽筒出渣法”，施工中清淤不彻底，泥浆中含泥块较多，沉渣淤积较厚。槽孔中液面水头下降，导致水压减小，土层失稳塌落，造成墙身夹泥，形成“死皮”。

3.4.泥浆

（1）现场设置的泥浆池、沉淀池不符合规范要求，没有及时拌制、排除泥浆。为节约成本及方便施工，施工中对造孔过程中产生的泥浆二次利用不当，导致泥浆夹带大量的泥沙，固壁效果差；

（2）钻孔成孔周期一般较短，在保证正常成孔进度及防止塌孔的前提下，泥浆粘度低，稀泥浆使泥浆护壁效果降低，增大成孔孔径；

（3）泥浆的外加剂（黏土、膨润土）的加量没有按规定掺加，导致泥浆比重、含砂率、粘度性能达不到要求，造成孔壁剥落、坍塌，从而增大充盈系数。

3.5混凝土施工

（1）浇筑前必须联合监理对材料质量、材料参数指标、混凝土配合比等技术指标进行严格检查；

（2）混凝土面上升速度不均衡，浇筑时同时拉开两组储料斗阀门，混凝土连续进入漏斗，沿导管冲入孔底，浇筑过程中，上升速度过快，容易造成塌孔，特别靠近墙顶段；

（3）下设导管规范，导管埋入深度也应控制在一定范围内，一般不小于

1.0m，不大于6m，取管的控制；

（4）墙体均匀、完整，不得有夹泥将、夹泥断墙、孔洞等严重缺陷

3.6.其他因素

（1）槽孔开孔的选择，相邻序孔之间不应该连续开槽孔；

（2）接头孔洗刷不到位，墙身夹泥，接头渗漏严重；

（3）断墙、浇筑中断等其他因素。

4．制定对策及措施

4.1钻机精度

（1）机械进场后，平整场地，确保钻机安装水平、稳固，同时使用两台钻机，随时注意钻机的校位及成孔垂直度检查。为保证施工的连贯性，建议轮换班次适当增加到三班，尤其孔深较长，施工条件恶劣时。

（2）根据不同地层选用合适的钻头直径，2-3个槽孔完成后应检查钻头的磨损；

（3）选用经验丰富、具有专业水平的班组长，不定期对机长及副手进行技术培训并进行考核。

4.2工程地质

工程地质条件差，情况复杂时，建议采用钻劈法结合抓取法，采用钻机钻凿主孔，用抓斗抓取副孔或者导孔间的小墙，然后再用钻机施工基岩层并成槽。既保证了成槽质量，亦能加快施工进度。

4.3清孔

建议采用反循环与抽浆筒法相结合的施工方法进行孔底清淤，排出不合格的泥浆至沉淀池，通过浆池净化过滤后进行槽孔补浆。