王坤
摘要：近些年来，土石坝得到了迅猛的发展，然而土石坝存在的坝基渗漏问题一直是工程界探讨的一大课题，而混凝土施工技术，可以很好的起到防渗加固的作用，所以得到了广泛的应用。基于此，本文主要对混凝土防渗墙在土石坝防渗加固施工中的应用措施。
关键词：混凝土防渗墙；土石坝防渗加固；应用措施
在进行土石坝坝基渗漏处理与工程除险的社会实践中，需要具备良好的防渗技术才可以保证坝基的稳定性与安全性，保障坝基能够发挥出良好的效用。其中混凝土防渗墙技术因自身具备的优点，在实际防渗施工中获得了较为广泛的应用。然而，混凝土防渗墙工程在土石坝环境中施工存在着较大的难度，所以一定要采取有效的措施，才可以保证整体工程的质量。
1、土石坝混凝土防渗墙加固施工必要性分析
近年来，土石坝作为历史比较悠久，应用最为广泛的坝型，得到了迅猛的发展。与其它坝型相比，其具有就地利用材料，更好的适应地基变形，结构简单，管理方便等优点。在我国各地，一大批高质量的土石坝成功建成。但根据一些国家对土石坝事故统计，坝基渗漏失事等工程质量或事故问题占了很大比重。土石坝对坝基的要求较低，其坝基的抗渗能力较差；因此，要十分重视坝基处理工作，从而很好地控制渗流量，同时保证坝基在渗流作用下的稳定性。在土石坝坝基防渗控制措施中，当前，比较可靠的措施为在土石坝中建造混凝土防渗墙，通过在坝中建造混凝土防渗墙，可以大大减轻或控制土石坝渗漏现象，从而稳固坝基，增强土石坝的稳定性和耐久性。
2、混凝土防渗墙在土石坝防渗加固施工中的应用
土石坝存在渗透变形问题，浸润面以下部分土体为饱和水区土体，饱和水区部分的土体受到了水的浮力作用，从而一定程度上减轻了图的有效重力，从而土的内摩擦角和凝聚力都有所减小，与此同时渗流对土体有动力水压，这大大增加了坝坡滑坡的可能性。另外，土壤中渗流的渗透坡降与流速超过一定的界限，将使坝基、坝体以及各种结合面附近土体产生渗透变形，甚至导致土坝失事。渗流过大时，还将影响水库的蓄水能力。因此，混凝土防渗墙的设置能够很好地解决解决上述不利影响。例如，土石坝混凝土防渗墙连续性好，无夹泥裂隙等现象，具有良好的防渗效果；在混凝土配置过程中，兼顾弹性模量，抗压强度渗透系数等指标之间的关系，选用黏粒含量较高的优质土，从而使工程各项系数达到技术指标要求。另外，黏土掺量，砂率，水胶比等指标的合理确定，以及选用高效减水剂和引气剂等措施都大幅度提高了混凝土的材料性能；严格按照工程设计指标进行施工，施工现场采取一系列控制措施，也给混凝土质量提供了相应的保证，从而提高了混凝土防渗墙的防渗能力。
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3、混凝土防渗墙在土石坝防渗加固施工中的应用措施
3.1混凝土防渗墙加固施工细节
混凝土防渗墙可应用于各种透水地基，从细砂到砾石层都是可以采用的，其深度可达60～80m，目前，世界范围内最深已达130m以上，它的优点是防渗效果明显，施工进度较快，工期短且经济；但是，也存在一定的缺陷，质量不易控制且对施工的技术要求较高，同时需要一定的机械设备配合施工。一般砂砾石层深度80m以内可以采用混凝土防渗墙。其构建过程相对容易，用冲击钻或其他工具沿着平行坝轴线方向分段达成槽型孔或者圆孔，接着在孔中注入黏土浆以固壁，每次打完一段孔之后应立即在孔中浇筑水下混凝土，按上述分段打孔，同 时分段浇筑形成混凝土防渗墙。
需要注意的是，混凝土防渗墙的厚度约按照防渗及强度的要求进行确定。根据当前的施工条件，墙的厚度通常限于0.6～0.8m，最后一班可达1.3m（如果施工时使用冲击钻造孔，1.3m的直径已接近器械的极限）。墙的允许渗透坡降的上限值一般控制在80～100m，防渗墙墙底应当嵌入基岩中0.5～1.0m。防渗墙顶端插入到防渗体的合适高度控制在坝高的1/10左右。如果坝体较高，顶端插入坝身的高度可以适当降低，但是堤坝不得少于2.0m。由于一期混凝土防渗墙顶板高程是不在同一水平线上的，所以施工要分段设台阶，使施工器械处在同一水平线上。为了使防渗墙能够具有一定的柔性以适应一定的变形同时也为了便于二期孔的钻进，通常要在混凝土中掺入不超过30%的粘土，要注意的是它的搅拌时间一般要比普通混凝土多1min从而使粘土混凝土搅拌均匀。通过增大黏土掺量和水胶比的方式能够很好的降低弹性模量，但这并不意味着能够无限增大，无限增大黏土掺量和水胶比将使混凝土的渗透系数和强度超出工程所规定的指标，含有黏土的混凝土的渗透系数随着水胶比的增大而增大，这将导致其抗渗性能大幅度的减小，从而导致黏粒含量对混凝土的抗渗性能非常敏感。因此要通过试验分析确定黏土混凝土的配合比。在允许范围内，尽可能选取黏粒含量较高的，有助于提高抗渗性能与耐久性。从而使混凝土的材料性能得以充分发挥。
3.2混凝土防渗墙施工质量控制
混凝土防渗墙施工质量控制工作是一项重要的工作，关系到混凝土坝的防渗效果，甚至关系到大坝的安全和稳定；因此，防渗墙施工中要确保钻孔位置的准确性，即应当保证劈孔中心线在同一轴线上，如施工地设无特殊情况，为了提高混凝土质量，可采取单槽地面在同一高程的措施。同时在防渗墙打孔时，要留有一定的安全距离，要求涵管左右各留1m，顶部留1.5m，同时用高压设备排渣。
在混凝土浇筑期间要定期检查混合料，确保不降低混凝土的坍塌度。防渗墙在焊管部位的混凝土要连同坝体防渗混凝土一同浇筑。浇筑开始时要同时将储料斗活门拉开，确保混凝土料能够连续进入漏斗，顺导管冲进孔底。尽量提高混凝土浇筑强度，确保槽内混凝土上升速度v>=2.0m/h。同时严格控制各个施工环节，确保混凝土浇筑质量。
由于防渗墙两侧会出现透水层的沉降，这一现象可能会导致防渗墙顶两侧土体出现裂缝，危机大坝安全。针对这一问题，通常的防止办法是将防渗墙顶做成楔形，并且选择防渗墙顶端及其附近，将含水量高于塑限的土料填筑其中。混凝土防渗墙强度的计算方法很多，但由于地层情况比较复杂多变，防渗墙竖向埋于地下，地基的泊松比，弹性模量等参数都难以精确的确定，因此通过一些计算方法与假定得到的结果往往与实际情况有一定出入。尽管，近几年有限元分析方法在实际工程中得到广泛的应用，通过在计算时采用非线性模型，对混凝土防渗墙结构及各参数的计算有一定程度的改进，但还要将所得结果与实际参观资料进行对比验证。另外，关于混凝土防渗墙墙身混凝土的耐久性，由于渗透水流将游离氧化钙带走，导致混凝土之地变松二丧失防渗性与强度的溶蚀问题，有待进一步的研究解决。
4、结束语
综上所述，在土石坝混凝土防渗墙加固工程中，使用混凝土原材料作为防渗墙体的原材料，合理安排施工工序，保证施工过程中所使用各种原材料都符合标准，严格按照施工规范进行施工，可以有效的处理坝基渗漏，做到工程除险，维护坝基稳定性，起到加固的作用，从而获取良好的社会效益。
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[4]汪胜利.混凝土防渗墙工程施工监理质量控制的几点体会[J].水利建设与管理，2014（06）
论文作者:王坤
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第18期
论文发表时间:2019/3/25
标签：防渗墙论文; 混凝土论文; 土石论文; 坝基论文; 防渗论文; 黏土论文; 工程论文; 《建筑细部》2018年第18期论文;