水利水電工程師防滲墻施工技術研究

隨著國民經濟的快速增長，水利水電工程建設發(fā)展迅速，相應的問題也逐一凸顯而出。我國小型水利水電樞紐工程數(shù)量比較多，分布較廣，壩型也普遍多樣化，發(fā)揮著防洪減災、農業(yè)灌溉、提供生活用水等重要作用。這些水利水電工程普遍存在一些病險，是行業(yè)重點關注的內容，比如防洪標準較低、壩基發(fā)生滲漏等問題，導致水利水電工程運行出現(xiàn)不穩(wěn)定因素，產生安全隱患。對此，應當加強對常見病害的防范管理?？梢哉f防滲墻是水利水電工程最關鍵的防滲處理措施，防滲墻技術本身具有很多優(yōu)勢，包括墻體厚度較小，耐久性比較好，同時造價也不高。近幾年防滲墻技術已逐漸成為水利水電工程的首選防滲施工技術。因此，探究混凝土防滲墻在水利水電工程中的運用具有現(xiàn)實意義。

1、防滲墻施工技術

1.1概述。防滲墻是一種修筑于松散透水層、土石壩中起到防滲作用。防滲墻技術最早起源于20世紀50年代的歐洲，因其技術結構可靠、防滲效果良好，且適用于各類地層環(huán)境，施工簡便、造價較低，特別是對壩基滲漏與壩后流土問題的防治效果良好，因此在國內外都得到了廣泛的應用，我國水利水電覆蓋層與土石圍堰等防滲壓力的防滲處理首選就是防滲墻。防滲加固是處理病險水庫大壩的主要工程措施，常用的防滲加固技術包括灌漿防滲加固與防滲墻加固技術。其中高強度的混凝土或塑性混凝土防滲墻技術在堤壩工程除險加工中得到廣泛應用，且取得了較好的效益，同時高強度混凝土防滲墻也存在因高彈性模量造成墻體的問題[1]。

1.2分類?；炷练罎B墻在結構型式與材料等方面有多種分類，且布置形式與成槽技術也有所不同。按照墻體的結構來分，包括槽孔型、樁柱型以及混合型三種防滲墻。運用比較廣泛的是槽孔型防滲墻。如果按照材料分類，則有鋼筋混凝土、黏土混凝土、塑性混凝土以及灰漿等防滲墻。按照成槽方法，則有鉆挖式、射水式、鏈斗式以及鋸槽式四種。

1.3適用地質條件。防滲墻施工通常要穿越松散的覆蓋層與破碎的基巖，直到接觸較為完整的基巖。勘探工作中，必須掌握松散覆蓋層的厚度，以及層位分布，獲取透水性、頂部風化程度。防滲墻運用于玄武巖、花崗巖中的巖深度最高達到36.29m;在粉砂巖、白云巖入巖深度達到9～12m;在板巖、石英巖中最大深度為4m。這些參數(shù)主要與巖石的風化程度相關。比如玄武巖的柱狀節(jié)理發(fā)育風化帶比較厚，入巖深度最深，而沉積巖的風化略弱，入巖深度略淺，變質巖的風化最弱，入巖深度也最淺。在水利水電工程中還可能遇到雙層結構地基或多層結構地基，這對地基的滲透穩(wěn)定性與結構應力有一定影響。如果是表面不透水覆蓋、下層透水性較強的礫石層，在不透水的層面會造成高承壓水頭，導致流土。不同土層的交界處也會產生較大的負彎矩，所以在勘探過程中必須掌握滲透系數(shù)，弄清各層厚度與分布[2]。

2、混凝土防滲墻在水利水電工程中的運用

2.1施工準備。技術準備:全面掌握防滲墻中心線地質資料，了解施工區(qū)段心墻深度與土料情況、基巖情況;熟悉與掌握設計圖，完善技術交底工作，嚴格執(zhí)行防滲墻施工規(guī)范，編制施工組織設計。機械設備準備:機械設備有EN-CJ型沖擊鉆機、泥漿泵、強制式拌合機、混凝土輸送泵、配電設備等;同時準備空壓機、氣舉反循環(huán)裝置、水泵、電焊機，以及常用機械設備的易損配件。材料準備:選用普通硅酸鹽水泥，砂石材料就近取材，材料質量與數(shù)量必須滿足施工要求。

2.2工藝流程。單槽施工按照先主孔、后副孔的原則，相鄰槽連續(xù)采用劈打法。具體的工藝流程如下:場地平整→測量放線→導向槽混凝土澆筑→鉆機就位→沖擊單槽主孔→單槽副孔→清孔換漿→單槽驗收→下導管→下隔離球→水下混凝土澆筑→拔導管→成槽驗收。1)造孔。采用CJF—20型沖擊鉆機，其鉆托的厚度為22cm。利用懸吊提升鉆頭，主副卷揚機提升能力50kN，通過自重垂落，達到反復沖擊，破碎土層成槽，同時將碎屑殘渣從槽孔中清除。2)泥漿系統(tǒng)。造孔泥漿是用來支撐孔壁的，造孔過程中，孔內的泥漿面應當在導墻頂面下部30～50cm。泥漿密度為1.1～1.2g/cm3，漏斗黏度18～25s，含沙量≤5%，膠體率≥96%，穩(wěn)定性≤0.03，pH值7～9。3)劃分槽段。將每個施工段劃分為單個槽段，長度根據(jù)鉆頭寬度來確定?？孜辉试S偏差控制在3cm以內，孔斜率控制在0.4%以內，嵌入基巖深度控制在0.5m以上，黏土巖面深度根據(jù)鄰孔基巖面高程確定。采用埋管法，以便于安全拔管，混凝土初凝后轉動接頭管，終凝后即可拔出槽孔。4)清孔。單槽孔造孔后，清孔換漿，采用泥漿循環(huán)法或者氣舉法，清孔結束后要求孔底淤積厚度在10cm以內，泥漿密度≤1.30g/cm，粘度≤30s。清孔后在4h內混凝土澆筑。5)混凝土澆筑。利用多套導管澆筑，內徑為150mm?？刂茖Ч荛g距為3m。一期控制槽孔孔距為1.5m，二期1.0m。澆筑要求導管埋深1m以上，混凝土面上升速度控制在2m/h以上，保持勻速提升，確保高差在0.5m左右，隔25min測試混凝土面深度1次。設置蓋板，避免散落槽孔內。

3、防滲墻成墻工藝比較

3.1多頭深層攪拌水泥土成墻。多頭深層攪拌水泥土成墻是通過多頭鉆進的方式噴漿，同時充分均勻攪拌，將水泥漿與土體混合，形成水泥土樁。再將各水泥土樁進行連接，最終形成固結的水泥土防滲墻。最大成墻深度為23m，水泥土滲透系數(shù)為0.3MPa[3]。多頭深層攪拌水泥土成墻工藝施工簡單，單位造價成本比較低，也不會產生泥漿污染。多頭深層攪拌水泥土防滲墻的防身效果比較顯著，地下防滲工程中結構質量很可靠，具有較為廣闊的發(fā)展前景。

3.2鋸槽法成墻。鋸槽法成墻技術是利用鋸槽刀桿進行切割成槽，控制切割角度在標準范圍內，沿槽孔軸線切割開槽，控制切割速度為1m/h，將所有被切割墜落的土體排出槽孔，主要利用反循環(huán)排渣系統(tǒng)，再利用泥漿維護槽壁。成槽深度在10m左右時，利用土工布隔離體分隔槽段，將槽段與澆筑段分離，然后清理槽孔，形成防滲墻體，控制寬度在0.3m內。將刀桿進行變換組合使用，控制開槽寬度與深度分別為0.5m、40m。該成墻工藝技術效果相對較好，成墻質量比較高，屬于連續(xù)成墻，比較適用于砂礫石地層。同時可以結合灰漿技術成墻，可以滿足防滲墻強度與抗?jié)B性的不同標準，便于適用不同工況環(huán)境。

3.3射水法成墻。射水法建造地下連續(xù)墻技術最早于1982年開始研究，主要工作原理同樣是切割土層，但利用的是水泵噴射形成高壓水，對土層結構進行沖刷破壞，破碎的土層與水混合堆積，再利用砂礫泵抽出。然后利用卷揚機配合水泵機反復運動，對下一層土體結構進行破壞，沿孔壁切割與修整，確保槽孔的規(guī)格與尺寸滿足設計要求。同樣采用泥漿對槽孔固壁處理。成槽之后，收回水泵成型器，利用造孔機繼續(xù)造孔，再利用混凝土澆筑機通過導管澆筑建成槽板，之后利用搭接技術形成連續(xù)墻，一般控制墻體厚度在2.2m～4.5m之間。

4、混凝土防滲墻施工技術控制難點與預防措施

4.1塌孔預防。為了及時預防槽孔崩塌，在施工現(xiàn)場應當及時準備相應的材料，比如水泥與黏土等，用來堵漏。發(fā)生塌孔的原因有多個方面，有可能是泥漿性能沒有達到要求，也有可能是潮汐過程中水位差發(fā)生變化，導致落水壓力不穩(wěn)定，還有可能是施工不當，比如提鉆過程中碰撞孔壁等。操作人員應實時注意槽孔內漿面的變化，及時處理漏漿現(xiàn)象，防止事故進一步擴大。

4.2墻體斷層預防。在澆筑槽孔的過程中，必須制定技術人員測量記錄砼面深度，導管埋深應當按照要求進行，避免導管脫離砼面。墻段連接方法包括接頭管法、切削法。前者采用無縫鋼質接頭管，管徑略<墻體厚度10mm，確定接頭管起拔時間，如果接頭管出現(xiàn)拉斷，如果接頭管難以去除，同時墻體接縫出現(xiàn)問題，則及時利用噴射漿對接頭管進行包裹，補救接縫。后者是直接切割掉墻體材料制定部分，形成鋸齒狀再進行連接，具體切割長度要按照墻體深度來確定，一般控制切削長度與厚度一致。

4.3導管堵管預防。在埋設導管前，仔細檢查導管質量，混凝土灌注過程中，采用導管法，如果預防措施沒有做好，可能會導致出現(xiàn)導管進水、塞管等問題。對于初始階段導管進水，可能是因為首批混凝土儲量不夠，下落后無法完全埋沒導管，對此應當提出導管，將散落孔底的混凝土拌吸出，制定解決方案。完善清孔驗收工作，包括孔內泥漿性能、孔底淤積厚度、接頭刷洗質量、導管間距、終澆高程等內容。

5、結束語

綜上所述，隨著水電工程建設的快速發(fā)展，防滲墻施工技術因其施工簡便、結構可靠、防滲效果良好，且造價不高，而成為水利水電工程覆蓋層防滲處理首選技術。為了保證混凝土防滲墻施工質量，應當完善施工工藝與流程，加強質量控制與病險預防，優(yōu)選成墻工藝，預防質量事故，不斷完善防滲墻施工技術，保證水利水電工程建設質量的可靠，推動水電工程的可持續(xù)發(fā)展。

環(huán)球網校開通了 免費預約短信提醒，使用該服務后即可免費收到準確各省市水利水電工程師考試報名時間、成績查詢、考試時間等信息。

以上就是小編整理的水利水電工程師防滲墻施工技術研究，此外，小編還給大家整理了歷年真題、考試大綱等考試資料，可點擊下方按鈕免費下載,更多備考資料持續(xù)更新中。