塑性混凝土防渗墙的抗渗性和耐久性

塑性混凝土防渗墙的抗渗性和耐久性

【摘要】随着水利科学技术的发展，水利水电工程的堤坝防渗工程也与时俱进，发生了巨大变化。不仅防渗墙的类型不断增加，而且防渗墙的设计建造方法、设备和防渗材料也在不断改进。塑性混凝土是不同于工程中常用的普通混凝土的一种新型防渗材料，具有极为优越的力学特性、和易性。本文通过研究塑性混凝土的抗渗机理，对防渗墙施工技术进行了分析，为塑性混凝土防渗墙在我国进一步的推广应用提供参考。

【关键词】防渗墙；塑性混凝土；抗渗性；耐久性

塑性混凝土是水泥用量较低，并掺加较多的膨润土、黏土等材料的大流动性混凝土，它具有低强度、低弹模和大应变等特性，对于改善墙体的应力状态具有重要意义。进入21世纪，我国的塑性混凝土防渗墙技术得到很大发展，尤其在土石坝除险加固工程中得到普遍应用。因此进一步加强混凝土防渗墙施工管理，提高工程质量，对于促进我国国民经济具有重要意义。

1.塑性混凝土防渗墙的施工特点

1.1要按照设计要求进行配合比试验

一般来说，根据塑性混凝土防渗墙设计计算分析结果，设计图纸上明确提出塑性混凝土的抗压强度、弹性模量、渗透系数等设计要求，塑性混凝土防渗墙施工前，应按照这些设计要求进行塑性混凝土的配合比试验，并根据配合比试验结果选定施工配合比。由于塑性混凝土中掺入了大量的膨润土、黏土等柔性胶凝材料，使得塑性混凝土配合比设计要复杂些。这些材料的性质在各地千差万别，掺量多少对塑性混凝土的性能参数影响极大，因此，塑性混凝土施工前，必须根据设计要求和以往工程经验初拟几个配合比进行试验，如果理想的话，选用一种最接近设计要求的配合比作为施工配合比；否则应调整配合比，重新进行试验，直至满足设计要求为止。

1.2墙体质量检查方法与普通混凝土防渗墙不同

普通混凝土防渗墙现行的质量检查方法有钻孔取芯法、超声波法和弹性波透射层析成像法（CT）等。对于普通混凝土防渗墙，取芯率的高低是衡量防渗墙质量的一个指标，但当塑性混凝土强度很低时，取芯率高低不应作为评判塑性混凝土防渗墙质量的唯一标准。可用超声波法和弹性波透射层析成像法等检测塑性混凝土防渗墙墙体质量，但由于这些物探方法的局限性，其检测结果只能作为对墙体综合评价的依据之一。还可用钻孔压水试验来评定其质量。

2.塑性混凝土防渗墙施工

2.1施工准备

（1）施工平台修筑

a）总体布置。砼防渗墙施工平台主要承担液压抓斗等重型设备，因此，要保证工作平台的地基必须坚实、平坦、不得产生过大或不均匀的沉降，必要时对施工平台进行硬化。另外，要保证施工平台宽度，利于机械操作。一般泥浆管道、水管、动力线路布置在液压抓斗施工侧，砼浇筑设备沿施工轴线布置或在液压抓斗操作平台一侧。使用混凝土搅拌车浇筑时液压抓斗操作平台兼作运输道路。

b）填筑施工。①施工放线：根据监理人提供的测量基准点、基准线和水准点及其基本资料和数据，准确的测放施工控制网，并将测放结果报送监理人；②平台施工：使用挖掘机配合推土机将上游坝坡开挖至设计图纸尺寸，并将回填部分压实达到设计要求，回填填时原坝坡做开蹬处理；③导墙两侧的土方回填在砼达到一定强度后进行，压实采用蛙式打夯机。在施工平台修筑到接近设计高程50cm左右时，用推土机对场地进行平整碾压。

（2）导墙施工

a）施工控制要点。①导墙采用C20钢筋砼浇筑；形状为“L”形；②土质较差时应开挖导墙基坑，两面立模，保证混凝土的浇灌质量；③拆模后，墙体外侧的回填物要选用力学性能较好的物料，物料夯实可采取分层回填夯实的办法进行；④导墙施工过程中，避免混凝土搅拌车及汽车吊等在导墙附近活动。

b）导墙基槽开挖。用经纬仪放出防渗墙中心线，在中心线两侧用灰线撒出导槽的坡脚线及坡顶线。用挖掘机先在坡脚线范围内开挖基槽，在接近设计底面高程30cm左右时，应及时用水准仪抄平，打上水平桩，以作为挖槽时控制深度的依据；基槽开挖结束后进行刷坡，刷坡采用挖掘机粗整，人工找补的方法，刷坡的坡度为1：2.0。

c）导墙浇筑施工。按照图纸要求，在导槽内进行钢筋的绑扎、支模板及混凝土的浇筑，导墙浇筑的技术指标应满足下列规定：①平行于防渗墙中心线，其允许偏差为±1cm；②导墙顶面高程（整体）允许偏差为±1cm；③导墙顶面高程（单幅）允许偏差为±0.5cm；④导墙间净距允许偏差为±0.5cm。

（3）泥浆制备

a）泥浆在连续墙施工造孔中，其功用是支撑孔壁，稳定地层，悬浮、携带钻渣和冷却钻具。泥浆应具有良好的物理性能、流变性能、稳定性以及抗水泥污染的能力。

b）新制膨润土泥浆性能指标

c）根据防渗墙施工要求，现场设置泥浆池1个，泥浆池储存浆量约100m3。使用高速泥浆搅拌机械制浆。

（4）槽段划分

a）根据设计图纸提供的槽段号和槽段长度对导墙进行槽段划分，用油漆在导墙两侧顶部标记出槽段号，及每个槽段施工的槽孔号。槽段的长度宜尽量加长，以减少槽段之间接头数目，提高墙体的整体性。但是，受墙基地质条件限制及成槽深度等因素影响，槽段又不宜过长。结合以往施工经验和槽壁稳定性验算，综合考虑地层特性、施工工期、造孔方法、砼浇筑强度等因素，将本工程砼防渗墙划分为一、二期槽，其槽长均定为9米，一、二期槽孔间隔布置。

b）高涵涵身防渗处理中，采用8%水泥土连接，防渗墙嵌入高涵上方0.5m 水泥土，确保达到防渗要求，高涵上方防渗墙划为一期槽，槽长4.0m。

2.2墙体质量检查

（1）检查时间。为了正确反映墙体质量，墙体质量检查应在成墙后28d进行。如果由于特殊原因需要提前进行检查时，应注意对其指标不宜提出过高要求。

（2）检查内容。墙体质量的检查内容为墙体物理力学性能指标、墙段接缝和可能存在的缺陷。

（3）检查方法。检查方法可采用钻孔取芯法、注（压）水试验法。

钻孔取芯法是使用岩芯钻机在混凝土防渗墙墙体上获取试样，通过试样的检查试验，了解墙体混凝土密实程度、强度与基岩面接触情况、墙底沉渣厚度以及有无夹泥、水平冷缝等情况。钻孔取芯一般宜采用内径100mm或150mm的金刚石或人造金刚石薄壁钻头钻芯取样。为了检查墙段接头的质量，可采用钻机钻打骑缝孔或斜孔的办法。

注（压）水试验在钻孔取芯后进行，对孔深较大的采取分段注（压）水，对于塑性混凝土防渗墙由于其强度较低，压水试验时要注意控制其压力不要太大，以免引起墙体破坏。注（压）水试验得到的是透水率（u），将其换算为渗透系数，评价防渗墙的防渗效果。

3.结语

施工方法和施工质量对塑性混凝土的抗渗性和耐久性有重要的影响，因此在具体施工中，不仅要选用正确的施工方法，还要做好质量检查，只有这样才能真正的提高工程经济、社会效益。