水库除险加固工程坝体塑性混凝土防渗墙施工技术及质量控制

水库除险加固工程坝体塑性混凝土防渗墙施工技术及质量控
制
摘要：水库在农业生产等领域发挥着重要的作用，水库投入使用以后，常常会出现渗漏问题，一旦出现渗漏问题，将会影响整个水库结构的稳定性与安全性。

塑性混凝土属于一种柔性化的施工材料，塑性混凝土防渗墙是水库中最为常用的技术，成墙以后的抗渗能力较强，有利于实现水库的除险与加固，对于提高水库工程的整体效益有着重要的意义。

基于此，本文分析了水库除险加固工程中，塑性混凝土防渗墙施工技术的具体应用，并提出了相应的质量控制措施，有利于发挥塑性混凝土防渗墙的作用。

关键词：水库除险加固工程；塑性混凝土；防渗墙；质量控制
塑性混凝土与普通的混凝土有着明显的区别，混凝土原料中的大部分水泥用黏土与膨润土加以替换，有效提高了混凝土的性能。

在水库除险加固工程中，塑性混凝土防渗墙具有墙体柔性大、弹性模量小、极限应变性能大、不易开裂、抗渗性能好等特点，再加上这种施工技术的成本投入相对较小，因此，在水库除险加固处理中，塑性混凝土防渗墙施工的优势明显。

当前，塑性混凝土防渗墙施工中，质量问题的出现影响了其应用效果，在未来需进一步加强质量控制与技术推广。

1.塑性混凝土基本概述
在各种工程建设领域，塑性混凝土是一种性能更优的混凝土类型，属于一种新型的墙体材料，防渗性能远优于普通的混凝土。

我国工程领域，塑性混凝土最早在上世八十年代中后期才开始应用。

与常规的混凝土相比，塑性混凝土的抗压强度、弹性模量等都相对较小。

这种较低的弹性模量使得塑性混凝土的应用能够适应地基变形条件，实现对墙体裂缝的控制。

基于塑性混凝土的这种特点，在水利工程项目中，塑性混凝土的应用较多，在具体的应用过程中，混凝土中的水泥用量大大减少，在保持混凝土等级的情况下，有效避免了外力作用对防渗墙墙体的破坏，节约了工程成本，具有较高的经济效益。

塑性混凝土防渗墙的应用中，弹性模量会受到很多因素的影响，比如，塑性混凝土的配合比设计。

相比较而言，塑性混凝土的配合比设计更为复杂，在施工开始之前，各个工程部门需结合现场的砂石骨料、水泥类型等开展相应的配合比试验，进而确定最佳的配合比。

此外，塑性混凝土防渗墙施工中，同样需要关注渗透系数、抗渗标号、坍落度等指标。

2.工程概况
2.1水库概况及存在问题
以某水库除险加固工程为例，该水库的集水面积为1.75km2，总体库容22.5万m3，在该水库工程中，所设计的防洪标准为单日最大降雨量为242mm，20年一遇，且设计的洪峰流量为28.56m3/s。

在该水库工程的运行过程中，主要存在以下问题：大坝外坡坝脚沿线存在多个渗漏点，左端一个集中渗水点的渗水量很大，而其余渗水点的渗水量随着库内水位的上升，其渗水量同样呈现增加的趋势。

因此，为保障水库运行的安全性，必须要对该水库实施除险加固处理，解决水库存在的渗漏问题。

2.2塑性混凝土防渗墙工程施工方案
在该水库工程中，根据水库运行问题、地质条件等分析，综合几种除险加固方案，最终得到应用塑性混凝土防渗墙施工技术能够取得良好的施工效果。

在本
水库工程中，将塑性混凝土防渗墙的墙体厚度设计为400mm，嵌入基岩的深度设置在1m。

而塑性混凝土在28d龄期的抗压强度、弹性模量分别需在5MPa以上、1600MPa以下。

3.坝体塑性混凝土防渗墙施工流程
塑性混凝土防渗墙施工包含了多个流程，各个施工流程之间存在着紧密的联系，必须要严格根据其施工流程来组织施工，才能够保障良好的施工效果。

其施
工流程如图1所示。

图1塑性混凝土防渗墙施工流程
3.1施工准备
施工准备之前，需结合工程施工方案的总体设计，进行导向槽的设置等。

在
本工程项目中，导向槽需沿着防渗墙轴线设置在槽孔的上方位置，导向槽包含了
上下两排钢筋混凝土导墙，其槽口宽度需略微大于防渗墙的厚度，并将导墙的深
度设置在1.5m左右[1]。

在施工准备阶段，还需要准备好相应的施工设备与设施，进行施工平台的设置，施工平台包含了钻机工作平台、倒浆平台与排浆沟，其中，倒浆平台主要位于防渗墙的下游侧位置，其坡度需控制在2%～3%，在设置过程中，需用C20混凝土现场浇筑完成，该倒浆平台的宽度与厚度分别为1.8m、20m。

在倒浆平台的下游位置，沿着防渗墙轴线方向，需设置一排纵向排列的排浆沟，
该排浆沟为人工开挖、砂浆抹面施工完成，沟的宽度、深度与坡度参数分别为：0.6m、0.4m、1%[2]。

在防渗墙的上游侧，需沿着轴线方向来进行钻机行走轨道
平台的布设。

在此，坝体塑性混凝土防渗墙施工时，还需要进行泥浆系统、混凝
土搅拌系统等的布置。

3.2造孔成槽
在该水库工程中，为保障塑性混凝土防渗墙的施工质量，施工人员充分分析
了现场的地质条件、开挖深度、宽度与钻机类型等情况，最终决定在造孔过程中
采用“两钻一劈”的施工工艺，在钻孔过程中，结合其施工要求，将钢丝绳冲击钻
机作为主要的施工设备。

在此水库坝体工程中，由于工程现场的特殊性，将塑性
混凝土防渗墙的长度控制在158m，槽孔之间的间距为8m，总共设20个孔，主
孔宽度与副孔宽度分别为0.8m、1.2m。

在实际的造孔过程中，需进行造孔顺序的确定，遵循先主后次的原则，分段施工。

此外，造孔过程中，孔内泥浆面与导向
墙顶面的距离需保持0.3～0.5m的距离[3]。

在开挖区域内，固壁泥浆直接在槽孔
内制备，而填筑区域的固壁泥浆由膨润土与黏土混合制备。

施工过程中，需始终
保持槽孔的平整性与垂直性，并将孔位偏差、孔斜率等控制在合理的范围内。

成槽过程遇突发事故的应急措施：
在造孔施工过程可能出现塌孔等意外事故，应立即停止造孔，并加大供浆量，保持液面稳定、或向槽内加倒泥粉，可立即进行土方回填，避免事故扩大。

而后
分析原因，探明情况，并提出处理方案，方可继续施工。

3.3泥浆固壁
在大坝塑性混凝土防渗墙施工过程中，泥浆是其中的关键要素，在施工过程中，泥浆具有浮渣、固壁护壁、冷却钻头等各种作用，因此，泥浆的合理利用将
会对槽孔施工、防渗墙性能有着直接的影响。

在施工过程中，有关施工人员需结
合现场的实际情况，并遵守相应的施工规范，做好泥浆固壁环节的质量控制。

坝
体塑性混凝土防渗墙施工过程中，需将泥浆密度控制在1.1～1.2g/cm3，并将含砂量控制在5%以下。

3.4槽孔验收
在槽孔造孔施工完成以后，有关施工人员需立即进行槽孔验收，将槽孔造孔
与工程的技术标准加以对比，检查孔深、孔斜、墙厚等指标，只有当各种指标符
合工程的质量标准、技术要求以后，才能够进入下一环节的施工。

在孔深测量时，需用测绳实测法来获得测量结果；而孔斜用重锤法来获得。

如果在槽孔验收环节
存在槽孔参数的偏差现象，需进行必要的调整。

3.5泥浆置换及清孔
泥浆置换与清孔是在槽孔验收合格后进行的。

在清孔过程中，需使用抽筒来
完成抽渣与抽浓浆处理，不断向孔内补充清水，使得槽孔内的水面高度符合施工
的技术性要求。

清孔需满足以下条件：孔底淤积厚度需在10cm以内；泥浆比重
维持在1.1～1.2g/cm3之间；泥浆黏度需在18～25s。

在泥浆施工环节，相关人员需进行相关指标的检测，在与孔底距离在0.5～1m的范围内实施取样，进而对该
试样的各个指标加以检测，当各个指标符合施工的技术标准以后，方可开始后期
的混凝土浇筑作业。

一般情况下，清孔与混凝土浇筑的间隔时间最好维持在4h
以内。

3.6混凝土浇筑
在混凝土的浇筑环节，主要包含了导管下设与浇筑。

在导管下设环节，施工
人员需在下设之前首先进行导管的密闭性能检测，只有检测合格的导管才能被应
用于工程中。

在导管的下设过程中，需借助于冲击机来进行导管的吊装，首先将
导管下设到槽孔孔底的位置，随后再进行必要的提升，提升高度为15～25cm，
随后，固定导管，并在导管内放置皮球。

当导管安装完成以后，要进行混凝土料
斗的安装，在槽孔口用竹道板盖好。

在混凝土浇筑环节，本工程中采用的是直升
导管法。

在正式的浇筑开始之前，需首先在导管内放入隔离塞球，进而保障混凝
土的浇筑质量。

浇筑需保持连续性浇筑作业，当导管满管以后，提升导管，挤出
隔水球，当隔水球到了导管外部以后，立即将导管归位，继续实施混凝土的浇筑
作业。

如果是同一槽孔内的混凝土浇筑作业，需保持混凝土面的匀速上升[4]。

4.塑性混凝土防渗墙施工质量控制
4.1槽孔施工质量控制
4.1.1孔形质量控制
在实际的施工过程中，施工单位要严格根据单孔中心线的具体位置来进行槽
孔施工，将槽孔建设的位置偏差控制在合理的范围内。

首先，需始终保持槽孔壁
面的垂直状态，并将槽孔的斜率偏差控制在0.3%以内，避免槽孔偏斜过大所造成
的质量问题[5]。

在造孔过程中，需保障造孔与相邻槽段的方向保持一致。

其次，
在槽孔斜率的测量过程中，一般采用的是重锤法，如果槽孔存在严重的孔位偏斜
情况，施工人员要立即进行纠偏处理，并在纠偏结束以后再次进行槽孔斜率的检查。

4.1.2终孔质量控制
钻孔施工过程中，相关施工人员需严格按照工程的设计方案来组织施工，尤
其是要保障钻孔取芯的规范性，进而对每个槽孔基岩的深度加以科学分析，避免
在施工过程中存在槽孔基岩面严重的位置偏移情况。

如果在实际的施工过程中，
大坝基岩面存在陡坡槽段，钻孔要使用阶梯坎的方式，将每个槽孔的深度高度误
差控制在1m以下；如果大坝基岩面存在平滑槽段，保持相邻槽孔底线位置处于
同一水平线上。

4.1.3清孔换浆
在塑性混凝土防渗墙施工过程中，当槽孔质量验收合格以后，施工人员需保
障槽孔内灌注泥浆的指标符合混凝土浇筑的要求。

否则，如果槽孔内泥浆的指标
难以达到施工的技术标准，施工人员需进行相应的清孔作业。

首先，用空压机将
槽孔底部的砂浆杂质吸出来，并利用新的砂浆加以补浆处理。

随后，钻头不断搅
动孔底沉积物。

在单孔清孔结束以后，对每个槽孔实施排砂处理。

4.2墙体混凝土浇筑质量控制
在混凝土的浇筑过程中，应用直升导管的方式，能够进一步保障浇筑的质量。

此外，直升导管方式下，施工人员能够定期对导管的承压力度加以优化与调整，
使得导管的承压力指标符合工程的技术标准，保障浇筑作业的顺利进行。

在正式
的混凝土浇筑作业开始之前，施工人员需保障每根导管的安装质量，尤其是要对
导管底部与槽孔底部的距离加以严格控制，混凝土浇筑需始终保持连续性，且浇
筑速度需在2m/h以上[6]。

总之，在混凝土的浇筑过程中，施工人员需遵守施工
的规范性要求，保障墙底混凝土浇筑的质量，使得槽孔内部的混凝土呈现出匀速
的上升趋势，将高度误差控制在50cm以下。

结束语：
近年来，随着水库除险加固工程的增多，塑性混凝土防渗墙施工技术也逐步
在这类工程中得到了广泛的应用，虽然此种施工技术的优势明显，但是，其施工
的流程相对较多，质量控制与管理的难度相对较大，施工人员只有从工程的实际
情况着手，加强质量控制，才能够保障塑性混凝土防渗墙的施工效果。

参考文献：
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