水库工程塑性混凝土防渗墙施工探讨

水库工程塑性混凝土防渗墙施工探讨

李想

河南省水利第二工程局集团有限公司 河南省信阳市450000

摘要：水库工程在确保居民用水、农业灌溉、工业生产等方面发挥着关键作用。为防止水库出现渗漏，提升其安全与稳定性，防渗墙的构建成为水库工程中的关键步骤。其中，塑性混凝土防渗墙是一种普遍使用的防渗材料，其施工技术对工程质量有着至关重要的影响。因此，对水库工程中的塑性混凝土防渗墙施工进行深入探讨和分析是非常必要的。本文主要针对水库工程的塑性混凝土防渗墙施工进行了详细讨论，希望能够提供相关借鉴。

关键词：水库工程；塑形混凝土；防渗墙；施工

引言

塑性混凝土是一种适当增加膨润土、粘土的比例，同时减少水泥比例的大流动性混凝土，相比于普通混凝土具有更强的防渗性能，在水利工程防渗处理中有着广泛应用。在防渗墙施工中，需要根据工程所在地区的水文地质条件，以及防渗需要合理确定塑性混凝土的物料配比，同时还要加强混凝土浇筑质量控制，例如保障导管密封良好，避免出现漏浆问题；密切关注注浆压力，保证一次浇筑完成等。完成塑性混凝土防渗墙施工后立即开始养护作业，降低混凝土开裂几率，通过提高墙体连续性和完整性，达到理想的防渗效果。

1.工程概述

某水库设计要求中村水库主、副坝沿坝轴线布置一道塑性混凝土防渗墙，防渗墙设计指标为：墙体厚度为0.6m，渗透系数应K＜1×10－7cm/s，28d抗压强度为1.0～5.0MPa，弹性模量≤2000MPa。主坝防渗墙位置桩号为主坝K0+000～0+212，下部深入基岩以下0.5～1.0m，塑性混凝土防渗墙顶高程为224.50m，上部采用黏土心墙接高至226.50m。副坝防渗墙位置桩号为副坝K0+000～0+142，下部深入基岩以下0.5～1.0m，塑性混凝土防渗墙顶高程为224.30m，上部采用黏土心墙接高至226.50m。

2.防渗墙的渗流量与厚度计算

渗流特性是塑性混凝土防渗墙设计中必须考虑的因素，通过渗流计算结果优化防渗墙的厚度、深度等具体参数，在达到理想防渗效果的前提下保证水工建筑物的稳定与安全。目前常用的渗流计算方法有多种，如封闭式墙体渗流计算、悬挂式墙体渗流计算等[1]。本文研究的大王滩水库是一座建成60余年的老旧工程，进行过多次除险加固，坝体存在比较严重的渗漏情况；同时，坝基为不透水层，必须利用防渗墙降低坝体浸润线，从而达到减少坝体渗漏量的目的。不透水地基上土石坝防渗墙的计算模型如图1所示。

图1不透水地基上防渗墙计算模型

3.水库工程塑性混凝土防渗墙工程施工

3.1导向槽施工技术

此水库坝基基岩为强风化变质砂岩、弱风化变质砂岩，表层3～4m处强风化层，由于物理化学作用已软化，结构松散，工程强度低，深部较坚硬。副坝坝基基岩为强风化变质砂岩、弱风化变质砂岩，坝基岩体较破碎，承载力中等－高。针对如此复杂多变的地质条件，本工程在导向槽成槽施工中采用了上海金泰SG46液压抓斗，为提升成槽效率，采用“三抓成槽法”来直接成槽，每个槽孔都采用抓斗分为三次直接抓取成槽。针对本工程成槽长度较长的问题，需严格按照设计要求，进行分期施工，其中一期和二期槽段的长度约为6.0m，两侧主孔的长度为2.8m，中间副孔的长度为0.9m，先施工一期槽孔，后施工二期槽孔。Ⅰ序槽孔长6.0m，Ⅱ序槽孔长6.0m。主坝防渗墙总计分为35个槽段，副坝总计分24个槽段。塑性混凝土防渗墙段间接接头连接时采用“切削法”连接Ⅰ序和Ⅱ序墙体。

3.2混凝土拌制及运输

为保证塑性混凝土浇筑的连续性，本工程混凝土由现场安置的拌和系统拌制，采用强制式混凝土拌制的方式。在防渗墙施工现场布设一台JS－500强制式混凝土搅拌机，混凝土生产效率能够达到15m3/h，拌合功率为18.5kW，满足本防渗墙施工的要求。并配置了2台自拌混凝土搅拌车，以保证混凝土浇筑的连续，以降低裂缝出现的概率[2]。

3.3混凝土浇筑

槽孔混凝土浇筑是水库工程塑性混凝土防渗墙工程施工的主要工序，由于本工程采用塑性混凝土，可采用泥浆下“直升导管法”进行混凝土浇筑。导管内径≥25cm，导管需要定期进行密闭承压试验。在导管上端需要接上二级分料漏斗，通过吊车吊住导管夹，以方便混凝土灌注时导管能够及时上下垂直移动。由于本工程采用的混凝土为一级配，中心距最大按照5m进行控制，导管中心到槽孔端部的距离要控制在1～1.5m之间，若在进行混凝土浇筑中出现了槽孔底部高差超过250mm的情况，需要将导管布置在其控制范围的最低处，导管下设之前，需要提前在地面上完成导管组合，促使每根导管都能良好地适应所在位置的槽深情况。在混凝土浇筑全过程中需要严格控制好以下3点：1)在浇注时，要控制每个料斗的下料均匀，并按混凝土的上浮速率进行升降，导管埋置混凝土的深度≥2.0m。2)混凝土应连续浇注，且浇注速度≥2m/h。3)在沟槽中，混凝土表面的抬升必须均匀，其高度差≤0.5m。最少每30min对混凝土面深度进行一次测量，每2h对导管内混凝土面深度进行一次测量，在开浇和结束的时候，应该适当地增加测量次数。

3.4变形控制技术

塑性混凝土防渗墙在施工过程中容易受到温度、湿度等环境因素的影响，从而导致变形。为了控制防渗墙的变形，可以采用以下方法：

3.4.1控制混凝土的水灰比

水灰比是影响混凝土强度和变形的重要参数。过高或过低的水灰比都会导致混凝土的抗压性能降低，进而引发变形。因此，在施工过程中要严格控制混凝土的水灰比，确保其处于合理范围内。1)控制水泥用量：水泥是混凝土中的主要胶凝材料，其用量直接影响混凝土的强度和变形。在控制水灰比时，应根据混凝土的设计强度和使用条件来确定水泥的用量，并严格按照设计要求进行掺合。2)优化砂、石子配合比：砂、石子的粒径和含量也会影响混凝土的水灰比。在控制水灰比时，应根据砂、石子的特性来优化配合比，使其达到最佳的水灰比范围。3)采用外加剂：外加剂可以改善混凝土的工作性能，如减缓混凝土的干燥速度、提高混凝土的流动性等[3]。在控制水灰比时，可以考虑采用一些适当的外加剂来改善混凝土的工作性能，从而减少混凝土的收缩和变形。

3.4.2采用适当的养护措施

混凝土浇筑完成后，需要进行适当的养护。例如，覆盖湿布、喷水等方式来保持混凝土表面湿润，以降低混凝土的收缩速度，减少变形的可能性。1)保持湿润状态：混凝土浇筑后，应及时覆盖湿布或其他保湿材料，保持混凝土表面湿润。这样可以减少混凝土的水分蒸发，降低混凝土的收缩速度，从而减少变形的可能性。2)控制温度和湿度：温度和湿度也是影响混凝土收缩和变形的重要因素。在养护期间，应控制环境温度和湿度，避免出现过高或过低的情况。一般来说，温度应在5°C～35°C之间，湿度应在70%～90%之间。

4.结束语

在出现坝体渗漏的水利工程中，使用塑性混凝土浇筑防渗墙，能够提高坝体防渗效果，切实保障水利工程的结构稳定和施工安全。尤其是在老旧水利工程的除险加固中，塑性混凝土防渗墙得到了广泛运用。在防渗墙施工过程中，通过落实全过程精细化施工理念，加强技术细节管理，才能确保塑性混凝土防渗墙的质量达标。

参考文献

[1]朱赛.薄璧抓斗造塑性混凝土防渗墙在田心水库大坝除险加固中的应用[J].水利水电技术，2014(11)：8384.

[2]常东明，蒋亚涛，赵孟伟.塑性混凝土防渗墙技术在新城调蓄水库工程中的应用[J].河南水利与南水北调，2022(6)：51-53.

[3]赵燕，岑威钧，吴丽婷，等.塑性混凝土防渗墙修复土石坝渗漏效果分析[J].人民珠江，2022(1)：43-45.