【摘要】：随着我国经济社会的不断进步，水利工程建设也在不断地发展，但水利工程建设也面临着渗漏水这一问题的考验，相关的工作人员也越来越重视这一问题。本文结合案例，对粘土心墙土石坝工程的防渗技术进行分析。
【关键词】：粘土心墙；土石坝；防渗技术
引言
随着社会经济的发展，水利工程的发展也呈现出了良好的局势，粘土心墙土石坝工程作为水利工程中的重中之重，其防渗施工工艺备受我国以及相关政府部门的重视。
1、工程背景
某水电站工程等别为二等工程，工程规模为大（2）型，电站枢纽主要由粘土心墙堆石坝、两岸泄洪洞和右岸引水发电建筑物等组成。粘土心墙坝最大坝高79.50m，坝顶长526.7m，上、下游坝坡1：2，坝顶宽度12.0m。坝体分为心墙、坝壳堆石、反滤层、过渡层四大区，坝体防渗采用粘土心墙。坝基防渗采用塑性混凝土防渗墙，墙底深入相对不透水层⑨层壤土1.0m，总长21m。上游坝坡复合土工膜、坝基防渗墙及相对不透水层共同组成大坝的防渗体系，这也是平原水库较为常用的防渗措施。
2、粘土心墙土石坝工程的防渗技术
2.1施工顺序
采用增量法考虑荷载的逐级施加，可反映结构本身随施工填筑、蓄水位增加等荷载变化对应力变形的影响。在水库施工中，防渗墙有时会先于坝体施工，在施工阶段兼做防渗帷幕使用，等坝体填筑完成蓄水后，又可作为防渗体进行防渗。平原水库除险加固工程中，坝体前期已经填筑完成，在加固时需采用防渗墙做防渗处理。本次计算模拟这两种比较常用的施工顺序：先建防渗墙后填筑坝体；先填筑坝体后建防渗墙。
2.2防渗墙位置
工程中，防渗墙的位置会根据防渗效果，工程投资、地质条件等因素的不同，在坝体中的位置也会有所不同，分析计算时建立初始应力和动态荷载变形模型，分别考虑防渗墙在①上游压重前、②上游坝脚前、③上游1/2坝坡处和④坝中4个工程中常见的位置。
2.3槽段划分
根据墙体厚度和河床地质条件，机械造孔混凝土防渗墙不分缝，初拟12m为一个槽段，每个槽段分两序施工。确定I序槽孔长度为6.8m一段，即4个主孔，3个副孔，两侧主孔为接头孔，主孔孔径0.8m，副孔长1.2m。施工顺序为先主孔后副孔，若槽壁不稳定，则随时调整槽孔长度。II序槽孔实际成槽长度为5.2m，即中间有2个主孔，3个副孔，主孔孔径和副孔长度与I序相同，接头孔与I序槽搭接厚度为0.8m。槽孔分一序槽和二序槽，采用间隔槽段施工。
2.4防渗墙成槽施工
除两端较浅部位为人工开挖槽段，中间砂卵砾石及基岩采用CZ-80型冲击钻自上而下进行成槽施工，配置ZLD80型液压抓斗，开挖深度10~85m。该段共分为30个槽段，每个槽段长12m，每个冲击钻开挖的槽段分两序进行钻孔，先一序孔，后二序孔。
2.4.1造孔成槽
造孔成槽的主要工序如下：①先打主孔。采用2台CZ-80型冲击钻同时钻凿主孔，当达到基岩面深度时需进行岩性鉴定，确定基岩面后钻孔至终孔深度。②后打副孔。副孔主要利用冲击钻机劈打、钻凿成槽，副孔完成后再进行各孔之间小墙的劈打作业。超深槽段主孔的终孔深度需满足入岩深度2.0m，墙幕结合段终孔深度按入岩深度1.0m判定。副孔的深度一般按照较浅的主孔深度再加上两相邻主孔深差的2/3确定。当相邻2个主孔的孔深差距较大时，其中间副孔需进行基岩岩性鉴定，以综合确定终孔深度，或直接按孔深大的主孔深度确定。
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造孔成槽时必须保证槽孔壁平整顺直，孔位中心一般允许偏差蕊3cm，端孔，0.2%，中间孔蕊0.2%，终孔，0.2%，孔斜率，0.4%。对于超深槽段，遇基岩面倾斜度较大或含漂石、孤石等特殊地层情况时，其孔斜率应控制在0.5%以内。对于I、II序槽孔套接孔，两次孔位中心偏差值应能保证搭接厚度为设计厚度的95%。
2.4.2清孔
防渗墙成墙最深处达85m，大部分孔深超过60m，清孔难度大，传统的抽筒法及泵洗法已经满足不了槽底沉渣清除的要求。为提高混凝土防渗墙底部的成墙质量和抗渗能力，经现场反复试验，最终确定采取抽筒法及气举反循环法相结合的方式进行清孔。
抽筒法是采用抽筒将槽内不满足清孔要求的泥浆及大粒径碎石浮渣不断抽送出槽外，加入新鲜泥浆进行中和净化，此种方法浪费泥浆不利于环境保护，但能快速的将大粒径碎石渣带出。主要应用于墙身部位的石渣和底部大渣的清除。
气举反循环法清孔，是利用高压气体进入排渣管，将液气混合后利用排渣管内外的密度差及气压升扬作用，促进泥浆携带出孔底沉渣，排出泥浆通过泥浆净化器筛分过滤后循环利用。主要采用设备为12m3空压机、RMT-250D型泥浆净化机、直径150mm排渣管和20mm的高压风管。该方法有利于节约泥浆，并减少污染，但清孔时间长，且槽内的大粒径碎石渣在高压风力下容易破坏管壁影响清孔，采用厚壁排渣管又增加施工下设难度。因此，主要应用于槽底沉渣的清除。
采用抽筒法抽出大渣配合气举反循环法，即节约泥浆又加快了清孔速度，同时也满足了孔底沉渣的清除要求。
2.4.3成槽质量验收
（1）造孔过程检查。造孔过程检查主要包含进尺速度、泥浆面情况、钻孔有无异常、机组钻孔记录和孔斜施工自检记录等。泥浆面下降至导墙顶面50cm以下时，应及时补充浆液，发现槽段串孔、漏浆应查找原因及时处理后再行造孔。
（2）基岩面鉴定。基岩面的鉴定是防止墙体开窗和入岩深度不够的关键。首先应结合地质剖面图，根据防渗墙中心线先导孔超前钻孔的地质预报，复核槽段基岩面高程。对照相邻孔已确定的基岩高程，当孔深接近勘测基岩面时即开始取样，再根据钻头取样的成分和岩性新鲜程度确定初见基岩面，最后参考钻进情况综合分析判定。当采用上述措施较难确定基岩面时，应采用地质钻机取芯后，加以确定和验证。在钻孔现场全检各主孔中掏取的岩样，判定为强风化岩后，测出相应高程定为初见基岩面高程，进入基岩面深度必须大于设计要求入岩终孔深度。
（3）抽查孔深、主孔与副孔间小墙劈打情况。槽底沉渣和孔深的检查至关重要，主要方法是用钢丝绳吊钻头探测，达到主副孔的平均深度为合格。槽宽、孔口偏差、孔底偏差和孔斜率是否满足设计要求（孔斜采用相似三角形原理计算），抽查数量应大于本槽段槽孔数量的1/3以上。
（4）二期槽段接头孔为全检孔，一、二期槽段接头孔二次孔位中心线的偏差，通过量测接头孔偏斜成果计算，应小于设计要求。二期槽钻孔深度大于或等于一期槽孔深为合格。接头孔采用套打法施工，应在一期槽段混凝土浇筑收仓24h后开钻。
（5）清孔验收是在清孔换浆1h后进行。首先开始终孔孔深量测，并检查孔底淤积厚度、二期槽段接头孔泥皮洗刷情况，其次抽检槽内泥浆性能指标，验收合格后4h内，必须按要求完成槽内直升导管安装，开始混凝土灌注施工。
2.5墙段连接技术
目前对于防渗墙施工墙段连接常采用接头管法和钻凿法。施工过程中通过对两种接头方式的比较，最终确定采用接头管法的槽孔连接方式，在保证墙体连续性和质量的同时，既节约了混凝土和钻孔时间，还有利于缩短工期。采用接头管法关键是准确控制接头管的起拔力和起拔时间，混凝土浇筑速度及拔管过程必须严格控制。
结语
综上，在实际施工过程中，相关的施工人员应进行多个方位的考虑斟酌出最佳的施工方案，对工程进行全方位，多层次，宽领域的防渗漏管理达到出色完成水利工程这一项目。
参考文献
[1]孙家明.水利工程中防渗墙施工技术的有效应用[J].建材与装饰，2015（50）：257～258.
[2]王国义.水利水电工程中混凝土防渗墙施工技术与质量控制[J].吉林农业，2015（23）：76.
论文作者:宋 辉
论文发表刊物:《建筑实践》2019年38卷23期
论文发表时间:2020/4/3
标签：防渗墙论文; 基岩论文; 泥浆论文; 深度论文; 防渗论文; 粘土论文; 钻孔论文; 《建筑实践》2019年38卷23期论文;