防渗墙混凝土施工工艺及质量控制

摘要：混凝土防渗墙是水利工程基础处理中常用的一种方法。在水库，堤防的加固和水电站的基础防渗等领域中得到广泛应用。文章对影响混凝土防渗墙施工质量的因素进行了总结，阐述了关键施工工艺的施工质量控制措施并对混凝土防渗墙的施工做了有益的探索。

关键词：混凝土防渗墙；施工技术；质量控制

中图分类号：TV544+.91 文献标识码：A

1 影响混凝土防渗墙施工质量的因素

混凝土防渗墙施工质量主要与施工用泥浆、原材料及混凝土拌和物、混凝土与泥浆的密度差、造孔工艺、孔斜、导管间距及埋深、导管底高差、混凝土浇筑速度、孔底淤积厚度等因素有关，每个因素若不满足要求或检测不准确，都会影响到防渗墙的施工质量。

1.1 施工用泥桨

泥浆在防渗墙造孔作业过程中，主要有以下三种功能：(1)固着孔壁，防止孔壁掉块或坍塌；(2)悬浮岩屑，携带岩屑并净化孔底；(3)冷却与钻具。工程实践证明，泥浆并不仅仅只具有以上三种功能，泥浆质量的优劣直接决定着墙体的质量、墙底与基岩接合质量以及墙段间接缝质量的优劣，加强对造孔泥浆的质量检测和控制，是确保成墙质量极其重要的一个方面。影响泥浆质量的指标主要有泥浆密度、失水量与泥饼厚度、粘度、胶体率和含砂量等。

1.2 原材料及混凝土拌和物

防渗墙混凝土是在泥浆下浇筑不需振捣、自行挤实的混凝土。其配合比应根据防渗墙承担的具体任务及工地实际条件由具有试验资质的单位通过试验选定，结合混凝土防渗墙的施工经验，对防渗墙浇筑所用原材料及混凝土拌和物的要求如下：(1)水泥宜选用低标号水泥，并且优先选用矿渣硅酸盐水泥，同时混凝土拌和物宜掺少量的粉煤灰以延缓其初凝时间，砂子宜选用天然纯净的河砂。(2)骨料级配必须良好，最大骨料粒径不应大于40cm，应优先选用天然的卵石和砾石，一般采用二级配混凝土。(3)混凝土拌和物必须具有良好的流动性与和易性，其塌落度、扩散度均应符合规范要求。(4)混凝土必须具有良好的抗渗性，以实现混凝土防渗墙防渗的功能。(5)抗压、抗拉强度及弹性模量必须满足结构设计的要求。

1.3 混凝土与泥桨的密度差

混凝土与泥浆的密度差越大，混凝土的流动能力强，推动泥浆的力量越大，墙体混凝土质量越好，故此在一般防渗墙施工中对清孔泥浆(粘土浆)的密度要求不大于1.3g/cm3，混凝土密度在2500kg/m3，以提高混凝土和泥浆的密度差，保证浇筑质量。

1.4 造孔工艺

造孔工艺可根据不同的地层条件和钻机类型进行选择，常用的有钻劈法、两钻一抓法和抓取法等。①钻劈法：目前国内许多防渗墙工程仍采用钢丝绳冲击钻用钻劈法造孔成槽，成槽时先钻进主孔，后劈打副孔，用普通冲击钻劈打副孔时在相邻两主孔中放置接砂斗出渣，当用冲击反循环钻机钻进时，用钻机的砂石泵抽吸出渣。由于钻头是圆形的，因此在主副孔钻完后，其间会留下一些残余部分，叫做“小墙”。处理小墙需变换钻机和钻头的型式，从上至下劈打小墙。钻劈法适用于冲击钻机在砂卵石层中或含有大颗粒的覆盖层中成槽。②两钻一抓法：该方法是现在防渗墙广泛使用的一种方法。此法一般使用冲击钻机钻凿主孔，抓斗抓取副孔。可以两钻一抓，也可以三钻两抓、四钻三抓形成长度不同的槽孔，一定要注意副孔的长度要小于抓斗的最大开度，否则可能出现漏抓的部位或小墙。两钻一抓法适用于在不含大颗粒(漂石)的地层中成槽。③抓取法：该法也分主副孔施工，每个槽孔由三抓或多抓形成。主孔的长度不大于抓斗的最大开度，副孔的长度小于主孔的长度。此法适用于不含大颗粒的软土或细颗粒地层。

1.5 导管间距

统计数据表明，不同导管间距浇筑的墙段混凝土交接面产生夹泥的程度有所不同，当导管间距在3m以下时，断面夹泥很少，3～3.5m略有增加，大于3.5m时夹泥面积大大增加，所以施工中要求浇筑混凝土的导管间距不得大于3.5m。因此合理的导管间距是保证成槽质量的关键。

1.6 导管埋深

导管埋深影响混凝土的流动状态。埋深太小，混凝土呈覆盖状态流动，容易将混凝土表面的浮浆及淤积物卷入混凝土内，当埋深小于10～20cm时就可能在端部产生窝泥，窝泥一般在拔管时的混凝土面附近产生；如导管埋设太深时，导管内外压力差小，混凝土流动不畅，当内外压力相平衡时，则混凝土无法顺导管浇入槽内，必须提管以便混凝土继续流动。所以根据大量的工程实践，导管埋入混凝土的深度不得小于lm，不宜大于6m。

1.7 导管底的高差

不同时拔管或槽底嵌入基岩深度变化较大时，容易造成导管底口高差较大，当在埋深较浅的导管进料时，混凝土的影响范围较小，只将本导管附近的混凝土挤压上升，与相邻导管浇筑的混凝土面高差大，混凝土表面上的浮浆层及淤积物随着混凝土面的变动而流到较低洼处聚集，很容易被卷入混凝土内。所以根据大量的工程实践，当槽底高差大于25cm时，导管应布置在其控制范围的最低处。

1.8 浇筑速度

浇筑速度太快，使混凝土表面成锯齿状裂缝，泥浆或淤积物会进入裂缝而影响混凝土的质量。另外，施工中还发现当浇筑速度太快时，混凝土向上流动的速度太快，对相邻的混凝土的拉力也大，有时会将其拉裂形成水平或斜向的裂缝；混凝土浇筑速度也不能太慢，因为导管的提升还要受到混凝土初凝时间的限制。

1.9 孔底淤积物厚度

槽孔底部淤积物是墙体夹泥的主要来源。混凝土开浇时向下冲击力大，混凝土将导管下的淤积物冲起，一部分悬浮于泥浆中，一部分与混凝土掺混，处于导管附近的淤积物易被混凝土挤推至远离导管的端部，当淤积层厚度大或颗粒大时仍有部分留在原地末受扰动。悬浮于泥浆中的淤积物，随着混凝土浇筑时间的延长，又沉淀下来落在混凝土表面上。工程实践中，清孔换浆后1h后孔底淤积要求不大于l0cm。

2 防渗墙关键施工工序质量控制措施

2.1 成墙的质量控制

施工过程中需要随时对造孔的孔形以及孔斜质量进行检查，尤其是在二期槽的混凝土接头钻孔时，减小钻进速度“，勤测慢放”，发现孔斜角度较大时，应及时纠偏，以防止因孔斜角度过大造成墙体底部不连续。

2.2 清孔的质量控制

采用优质粘土制成固壁泥浆，同时，需要尽量排除浆液中的细砂颗粒。对二期槽的接头孔采用专用的刷子进行刷洗，每次刷洗的长度不得大于10m，搭接长度必须小于2m。接头孔刷洗施工过程中时，必须有质检人员在现场进行监督，并做好记录，并签字确认。混凝土的温度线膨胀系数与钢金的温度线膨胀系数接近，温度变形对大体积混凝土极为不利，内外温度差很大造成表面开裂，因此大体积混凝土浇注时采用低热水泥如矿渣水泥，表面保温等措施，必要时要内部降温措施。对钢筋混凝土屋盖房屋，屋顶与底下结构温度变形相差较大的，有可能导致枪体和柱的开裂，为防止出现裂缝房屋每一定长度设置伸缩逢，或在结构内设置温度钢筋，抵抗温度变形。

2.3 混凝土浇筑质量控制

第一，按要求进行各种原材料的检验，修建满足要求的砼自动拌和站，保证配料准确，配置足够排量的砼泵送设备，确保浇筑的上升速度。第二，浇筑前，对拟用的导管进行密封压水，检查导管是否漏水，防止导管在浇筑过程中发生漏浆、混浆现象。第三，砼浇筑过程中，严格控制砼面的高差。每2小时测量一次机口砼的坍落度和扩散度，及时对不合格的配比进行调整；每半小时测量一次砼面深度（开浇及终浇时应适当缩短测量间隔时间），指导导管的拆卸；每个槽段每20m取样分别做28天强度、渗透试验，每1个槽段做一组弹模试验。

3 结语

本文通过阅读大量文献及资料，并进行分析总结，归纳并整理出一系列影响混凝土防渗墙施工质量的因素，主要与施工用泥浆、原材料及混凝土拌和物、混凝土与泥浆的密度差、造孔工艺、孔斜、导管间距及埋深、导管底高差、混凝土浇筑速度、孔底淤积厚度等因素有关，为混凝土防渗墙施工质量进行有效控制提供可参考价值。

参考文献

[１]李向阳．泰山抽水蓄能电站下水库（大河水库）大坝混凝土防渗墙施工技术[Ｊ]．大坝与安全，２００６（２）．

[２]陶景良，混凝土防渗墙施工[Ｍ]．北京：水电出版社，２００４．