混凝土防渗墙施工工艺及施工技术

混凝土防渗墙施工工艺及施工技术

摘要：混凝土防渗墙经过几十年的不断探索和实践，其施工技术有效地解决了许多大中型水电项目中坝体和坝基的渗漏问题，并形成了一整套完整的规范体系，同时在施工实践的基础上总结出很多宝贵的经验，为这项技术的发展奠定了基础。本文以现有防渗墙施工技术为基础，主要针对防渗墙适用条件、施工工艺、施工技术和应用前景进行说明，以推动混凝土防渗墙的发展。

关键词：水利工程；混凝土防渗墙；施工技术

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混凝土防渗墙技术，在我国的水利工程的发展己经有几十年历史了，目前已经开发出多种混凝土防渗墙新技术，如射水法、锯槽法、抓取法等，适应了堤防加固防渗工程的需要。另外，混凝士防渗墙技术在水库的除险加固及防渗方面也得到广泛应用，且取得了良好的效益。

1 混凝土防渗墙适用的地质条件

防渗墙通常都要穿过松散覆盖层和较破碎基岩，直至较完整基岩。在勘探工作中弄清松散覆盖层的厚度，层位及分布，透水性以及基岩顶部的风化程度透水性就显得很必要。防渗墙在玄武岩、花岗岩中入岩深度最深达36.29m，在粉砂岩、白云岩夹泥质粉砂岩中入岩深度达8~12.5m，在板岩、石英岩、砂质板岩中最大入岩深度4.0m。这与各种岩石风化强度也是相一致的，即火成岩、玄武岩柱状节理发育，风化强烈，风化带较厚，入岩深度最深；沉积岩风化

次之，风化带亦较薄，入岩深度次之；变质岩风化微弱，风化带最薄，入岩深度也最浅。

松散覆盖层通常较不均一，工程中还常遇到双层结构地基和多层结构地基，这些地基类型，对地基的渗透稳定性和结构应力情况都有很大的影响。对于表面有相对不透水覆盖，下层为透水性较强的砂卵砾石层，在不透水层底面极易造成较高承压水头，可能引起流土现象。另外不同土层交界处常产生较大的负弯矩，尤其不同层的弹性模量存在较大差异时。勘探时在深覆盖地基层中应适当加密勘探孔，弄清各层的厚度、分布。冲积层往往具有三向不均一性，必要时还须作若干个剖面，并将其纵横联系起来。渗透系数是防渗设计的重要指标，可通过野外钻孔中做注水试验、抽水试验或室内试验加以确定。洪冲积土层是否存在孤石会影响造孔方式，且在造孔过程中，对于底部遇到的是孤石还是基岩，极易混淆，这就要求在勘探过程中找到一条较为准确的基岩面线，钻孔应适当加密。

2混凝土防渗墙施工工艺

2.1工艺简述

众所周知，混凝土防渗墙施工离不开钻孔机械设备：如钢绳冲击钻机，利用钻头反复冲击破碎地层表面，直至地层碎屑被破碎到可以用泥浆悬浮为止，通过抽砂筒将其碎屑排出；冲击式反循环钻机，利用泵吸来进行连续出渣，避免了钻机的钻头反复破碎地层颗粒，从而提高了工效，但仍需有泥浆净化机配套才可进行分离钻渣；而抓斗挖槽机，则完全利用它的斗齿来破碎土层，从而直接抓出渣土，

避免了以泥浆作为工程介质。

2.2施工步骤

（1）钻孔成槽

施工中可根据造孔进度、孔壁稳定等情况对槽段划分作适当调整。对于坝土、砾石层、基岩部分均采用冲击十字钻头钻孔。副孔可参照主孔深度和基岩面鉴定来确定孔深。

（2）清孔及验收

槽孔钻掘完成后，须在混凝土浇筑前清理干净钻渣。清孔采用掏换方法或泵吸法，即用抽筒从孔底提取废浆，新浆从槽口补入槽内，先浅后深，反复多次，直至槽内浆液、沉淀厚度合格为止。二期槽接头孔在清孔换浆结束前，用专用的刷子钻具刷洗、清除混凝土接头孔孔壁上的泥皮，刷子钻头直径略大于造孔钻头直径，以刷子钻头基本上不带泥屑，孔底淤积不再增加为合格标准，而后进行下一道工序施工。

（3）混凝土浇筑

防渗墙的混凝土是靠导管内混凝土面与导管外泥浆面的压力差

和混凝土本身良好的和易性与流动性，不断填满原来被泥浆占据的空间，而形成连续墙体。

2.3造孔方式比较

(1) 钻劈法

普遍适用于一般砂卵石性地层。墙轴线的相邻两个槽段，使用钢绳冲击钻机或冲击式反循环钻机，分一、二期(或者说是前、后期)

分批进行施工，按照主、副关系进行钻孔，相邻两个主孔钻进去有一定深度之后，再钻劈副孔，然后再存接钻劈下来的石渣，将其提出孔外。

(2) 钻抓法

适用于紧密的地层中挖较深的槽孔，采用冲击钻和抓斗法联合进行施工，在石层及基岩上用冲击钻钻主孔，用抓斗来抓掘相邻两个主孔之间的副孔。根据所挖槽孔的尺寸大小，通常可采用两钻一抓或者是三钻两抓。

(3) 抓取法

适用于砂卵石层或是粉七层中修建混凝上防渗墙，采用抓斗法直接挖掘槽孔，这一方法可大大地提高工效。

2.4其他的重要工序

(1) 导墙

混凝土防渗墙的每一段槽段的施工周期由于比较短。所以尽可能使用可重复使用的钢结构导墙，导墙断面一般为高×宽=50cm×

30cm的矩形，这样可大大降低工程成本。

(2) 墙体材料

通常情况下，一般选用一级配颦性墙体材料作为混凝士防渗墙的墙体材料，这种材料的强度和变形模量都比较小，渗透系数小，适应变形能力强，抗渗性能较好。

(3) 防渗墙的连接

防渗墙的连接工程上一般采用“接头管法”，如何正确把握住接

头管的起拔时间，是防渗墙的连接的关键所在，接头管起拔时间通常应在混凝土初凝之前就要进行。通过试验来准确对接头管最佳起拔时间进行选择，除了要参考混凝土初凝时间之外，还要综合考虑当地气温湿度、混凝土的配比、接头管的埋深等因素。另外，起拔接头管时形成接头气孔，为防止造成混凝土及其覆盖层的坍塌，必须及时充填泥浆等工程介质。

3混凝土防渗墙施工技术应用

3.1混凝土超薄防渗墙施工技术

混凝土超薄防渗墙施工之前，一般要先要向导向孔内灌入泥浆，泥浆水平面保持在低于导墙面30cm左右。工程中所用泥浆通常用膨润土和烧碱进行配制，黏粒含量大于50，塑性指数大于20，含砂量小于5%，与含量的比值约3左右。

混凝土超薄防渗墙施工工艺特点如下：

(1)“两钻一抓法”成槽：原理如上钻孔工艺所述，抓斗沿导墙边挖土成槽，槽内清底排渣时，抓斗伸入孔底，直接将孔底残留物以同体方式排出槽孔外。其中很关键的一点，为防止孔壁坍塌，挖槽过程中不可让孔内的泥浆脱离之前灌入水平线范围，应在工程过程中及时补充孔内新鲜泥浆，从而维持孔内泥浆侧压力防止塌方。并定时检测孔内泥浆性能指标，若发现指标参数异常应立即进行调整。

(2) 防渗墙接头采用在管上抹油、裹膜的新工艺：防渗墙的接头管采用直径330mm、壁厚l00mm的焊接管，成槽之后，为了减小管