双王城水库防渗墙施工中有关问题的处理

摘 要：在复杂地质条件下的水利水电工程混凝土防渗墙施工中，会经常遇到导墙变形、导墙的内墙面与防渗墙的轴线不平行、槽孔坍塌、槽孔偏斜、防渗墙漏水等问题，这些问题的出现不仅影响工程的进度和质量，而且增加工程成本，所以施工时，必须加强管理，认真对待。本文以双王城水库为实例，介绍了防渗墙施工过程中出现的问题，并提出了有效的处理方案。

关键词：防渗墙；施工；问题；处理

一、概述

双王城水库位于寿光市北部的卧铺乡寇家坞村北废弃水库处，距市区约31km。利用原双王城水库扩建而成。水库大致为梯形，东、南坝轴线基本沿原水库坝线布置，西坝线距原水库坝线以西约755m，北坝线距原水库坝线以北约170m。

坝基防渗采用塑性防渗墙方案。全坝段长9636m范围内做薄塑性混凝土防渗墙，其轴线位于库内距围坝轴线41.5m处，墙厚30cm，桩号0+000～2+060、4+854～9+636、坝段插入⑨层砂壤土1.0m，桩号2+060～4+854坝段插入⑦层砂壤土，墙顶高程3.5m。成墙深度平均28m，具体深度按坝基防渗设计图纸进行。

二、工程地质及水文地质状况

（一）工程地质条件

坝基地层上部为第四系全新统冲积堆积（Q4al）的砂壤土、壤土及裂隙粘土；第四系全新统海积堆积（Q4m）的砂壤土、黑色的富含有机质的壤土；其下为第四系上更新统海积堆积（Q3m）的砂壤土、壤土、壤土夹姜石，局部夹粘土透镜体。

（二）水文地质条件

库区浅层地下水类型为第四系松散层孔隙潜水，含水层主要为砂壤土、壤土。据水文地质试验成果汇总整理而来的各土层渗透系数一览表得知，①～⑧层含水层渗透系数一般为0.68m/d～10.97m/d，属中等～强透水层，含水层间水力联系密切。⑨土层的渗透系数范围值为0.03m/d～0.11m/d，属弱透水～中等透水层。

勘探期间地下水位埋深较浅，一般为1.30m～2.30m，水位高程1.8m～2.91m，局部以至产生浸没的临界深度。

据水质分析成功，库区地下水类型以氯化钠型水为主，其矿化度范围值3.00～87.72g/L， PH值7.39～8.35，全硬度457.2～17119.8mg/L，属极硬咸水～卤水，水质差。

三、施工中遇到的问题

（一）导墙问题

导墙是防渗墙施工的第一步，它的作用是保证防渗墙施工中成槽机具的垂直导向，以确保成槽垂直度，也是建造防渗墙施工测量的基准，并具有储存泥浆的功能，它对挖槽起重大作用。施工中出现以下两个问题：

1.导墙变形：出现这种情况的主要原因是导墙施工完毕后没有加纵向支撑，导墙侧向稳定不足发生导墙变形。

2.导墙的内墙面与防渗墙的轴线不平行。

（二）造孔机械问题

造孔过程中，由于机械磨损或操作不当，容易出现钻机掉钻头或成槽机掉抓斗的问题。双王城水库防渗墙施工过程中，三个标段都曾发生过成槽机抓斗掉入施工槽段中的现象，造成工期延误，影响了工程进度。

（三）孔壁失稳问题

在施工的造孔过程中，容易发生孔壁不稳和塌孔现象，严重影响了工程成本及进度。在双王城水库防渗墙施工过程中，由于地处第四系全新统冲积堆积（Q4al）的砂壤土、壤土及裂隙粘土；第四系全新统海积堆积（Q4m）的砂壤土、黑色的富含有机质的壤土；第四系上更新统海积堆积（Q3m）的砂壤土、壤土、壤土夹姜石，局部夹粘土透镜体，地质条件差，土的稳定性很低，对三个标段防渗墙实验段成槽统计中，塌孔数量几乎占整个成孔数量的100%。

（四）孔斜问题

在施工的钻孔过程中，由于操作、地质条件或风力的影响，会导致成槽机定位不稳，发生孔斜，纠斜比较困难，成孔作业时间增长。双王城水库防渗墙处于冬季施工，而其地理位置靠近海边，受风力影响，偶尔出现孔斜现象。

（五）防渗墙漏水问题

由于防渗墙是泥浆护壁成槽，接头混凝土面上必然附着有一定厚度的泥皮（与泥浆指标、制浆材料有关），如不清除，浇筑混凝土时在槽段接头面上就会形成一层夹泥带，在水压作用下可能从这些地方渗漏水及冒砂。

四、处理方案

（一）导墙问题的处理

1.解决导墙变形的措施是导墙拆模后，沿导墙纵向每隔二米设一道20CM*30CM水泥支撑，将二片导墙支撑起来，导墙砼没有达到设计强度以前，禁止重型机械在导墙侧面行驶，防止导墙受压变形。

2.解决导墙的内墙面与防渗墙的轴线不平行的措施主要是导墙中心线与防渗墙轴应重合，内外导墙面的净距应等于防渗墙的设计宽度加50mm，净距误差小于5mm，导墙内外墙面垂直。以此偏差进行控制，可以确保偏差符合设计要求。

（二）造孔机械问题的处理

首先应经常对钻机或成槽机进行检查，定期加固，达到预防的目的；已经掉落的钻头或成槽机抓斗应用捞针或绳套将钻头或成槽机抓斗打捞上来。

（三）塌孔问题的处理

槽孔稳定与地层情况、槽段长度、泥浆性能和人员操作等诸多因素有关，双王城水库防渗墙施工中主要有以下几种处理方案：

1.在防渗墙施工期间，各种大型、重型机械、车辆均不得在槽孔9m范围内频繁通过，减少路面振动对槽孔侧壁稳定的影响。

2.依据地质勘查报告确定各土层的可挖性，对易坍塌土层在抓斗电缆线上作明显标识，当抓斗施工至该土层时慢提慢放，减少抓斗提放产生的强大水涡流引起槽壁坍塌。

3.泥浆性能的改进：塑性混凝土防渗墙施工过程中，固壁泥浆直接影响施工进程和槽壁稳定，并能起到冷却钻头、钻具、悬浮岩屑以及防止坍孔的作用。覆盖在壁面上的泥皮的约束作用及渗入槽壁土层内泥浆所起的对地层的固结作用，不仅有利于防止槽壁土颗粒坍落，还可减少地层变位和增加壁面强度。同时，泥浆本身又具有一定的抗剪强度，如同稳定塑性体，能发挥其被动抵抗力作用支撑槽壁。这些因素的综合作用，保证了槽壁的稳定。在双王城水库第三标段施工范围内主要为砂壤土、壤土及裂隙粘土，其槽壁稳定性都很差，经过试验，最后选用了造浆率较高的膨润土，添加了分散剂（纯碱Na2CO3），优化泥浆配合比，定为1000公斤水100公斤膨润土3公斤纯碱，将泥浆粘度控制在26s左右，有效地减少了塌方数量。

4.槽段长度的调整：一方面，槽段越长，可以减少槽段的接头数，增加防渗墙的防水性和整体性；另一方面，槽段过长又会降低孔壁的稳定性，缩短槽长可以增加槽壁的抗剪强度，有利于孔壁的稳定，而且单槽成槽时间不能太长。因此，在双王城水库第三标段，确定各槽段的划分长度为6.0m或7.0m。

5.塌孔的处理：如果塌孔后不影响成槽机的正常施工，可以用水泥掺拌粘土槽内静止一段时间后再施工，这样可以使槽内的泥浆粘度和泥浆密度增加，增加槽壁的稳定性。若槽孔坍塌后，导墙底部悬空，则下部应采用粘土回填到导墙下部2～3m后，把槽内上部泥清除，用混凝土将上部塌空部分回填密实，待混凝土有一定强度后再重新开孔成槽。

（四）孔斜问题的处理

通过对偏斜的原因分析和对策研究，可采用增加钻头重量或成槽机抓斗原有重量[1]，提高操作人员的处理经验和作业能力，完善相关操作规程等措施有效减少孔斜事故的发生。

（五）防渗墙漏水问题的处理

首先，在一期槽段浇筑混凝土之前，为防止混凝土从接头桩缝隙流入背后难以清刷的问题，必须采取措施，为此，施工中采用了在一期槽段两侧接头外放置接头箱，然后开始浇筑混凝土，浇筑完毕达一定强度后，拔除接头箱，继续挖出二期槽段，这时用制作好的接头刷洗刷接头箱的背面，上下往复洗刷不少于10次。刷完壁后（每刷一次）及时将刷壁器上的泥皮清洗干净，并检查钢丝状况，及时修补。同时，严格控制混凝土内在质量的均匀性，确保每幅墙混凝土水灰比、相溶性、和易性等各种性能一致。保证混凝土供应满足单幅墙施工需要，连续浇注、不停歇。导管内混凝土同时浇注，且严格控制拔管速度与混凝土浇注速度一致，无超拔现象出现，始终保证导管埋入混凝土2～3m[2]。控制导管振动频率均匀，连续不断，保证墙混凝土密实。

五、结语

双王城水库塑性混凝土防渗墙工程施工，工程条件复杂，遇到问题多。在施工中通过对双王水库复杂地层的研究及不断探索，在防渗墙成槽、泥浆配比、防渗墙漏水等关键技术问题进行研究，从而保证防渗墙施工的质量和进度，减小经济损失。

参考文献：

[1] 郑建春，彭力军，王飞.横泉水库塑性混凝土防渗墙施工中有关问题的处理.中国国际水泥工艺网，2010年04月13日

[2] 水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范.SL174-96