水利水电工程混凝土防渗墙的施工技术分析

期刊: 建筑监督检测与造价 2026年第1期 DOI: PDF下载

艾军

湖北大禹建设股份有限公司 430061

摘要

在水利水电工程建设体系中,混凝土防渗墙是把控工程防渗质量、保障水工建筑物结构稳定的核心技术措施,尤其适用于深厚覆盖层地基、坝体防渗及基坑止水等关键场景。本文结合水利水电工程混凝土防渗墙主要类型,深入剖析混凝土防渗墙施工关键技术分析。


关键词

水利水电工程;混凝土防渗墙;防渗性能

正文


、水利水电工程混凝土防渗墙主要类型

塑性混凝土防渗墙:以水泥、膨润土、砂石骨料为主要原料,掺入适量外加剂制成,具有弹性模量低、变形性能好、抗渗性强的特点,适用于软土地基、深厚覆盖层等变形较大的地层,以及对墙体变形适应性要求高的堤防、小型水库工程,渗透系数可控制在1×10⁻⁷cm/s以内。

刚性混凝土防渗墙:采用普通硅酸盐水泥、砂石骨料配制,强度高、刚度大、耐久性好,适用于岩石地基、高水头、大荷载的水利水电工程,如大型水库大坝、水电站防渗工程,抗压强度通常≥5MPa,抗渗等级≥P8,防渗与承重性能兼具。

钢筋混凝土防渗墙:在刚性混凝土基础上配置钢筋,提升墙体的抗裂、抗剪与抗弯性能,适用于复杂受力部位、高水头深基坑及岩溶发育区域,可有效抵御地层变形与水压力冲击,墙体整体性与稳定性更优,多用于重点水利枢纽工程的防渗加固。

、混凝土防渗墙施工关键技术分析

(一)施工前期准备

前期准备是保障施工顺利推进的基础,核心工作包括地质勘察、场地清理、施工放样与设备材料准备。首先开展详细的地质勘察,通过钻探、物探等方式,明确施工区域的地层结构、土层性质、地下水位及渗透系数,重点排查砂卵石层、溶洞、软土夹层等复杂地质,为造孔工艺、泥浆配比、混凝土配合比设计提供依据。其次清理施工场地,平整压实地面,清除地表杂物、软土与障碍物,搭建泥浆循环系统、混凝土搅拌站与材料堆放区,确保施工场地满足设备运行与材料运输要求。

施工放样需严格按照设计图纸,采用全站仪、水准仪等设备,精准标注防渗墙轴线、槽段分界线、导墙位置,设置高程控制点与轴线控制点,放样误差控制在±10mm以内,避免轴线偏移影响墙体连续性。同时完成设备调试与材料检验,选用冲击钻机、抓斗式成槽机、混凝土导管等专用设备,提前进行试运行,确保设备性能稳定;对水泥、砂石、膨润土、钢筋等原材料进行抽样检测,严禁不合格材料进场,根据设计要求与地质条件,完成混凝土与泥浆配合比试验,确定最优配比参数。

(二)导墙施工

导墙是混凝土防渗墙施工的导向与支撑结构,起到定位、固壁、承重的作用,防止槽口土体坍塌,保障成槽精度。导墙通常采用C20混凝土现浇施工,截面为倒“L”形,高度1.2-1.5m,厚度0.8-1.0m,两墙净距略大于防渗墙设计厚度,一般控制在40-60cm。施工时先开挖导墙沟槽,清理槽底后绑扎钢筋,支设模板,确保模板垂直度与平整度,再浇筑混凝土,振捣密实,养护至设计强度后拆模。

导墙施工需重点控制轴线偏差与顶面高程,轴线偏差≤5mm,顶面高程偏差≤10mm,导墙内侧需平整光滑,确保成槽机沿导墙精准作业;导墙之间设置横向支撑,间距1.5-2.0m,防止导墙受土体侧压力发生变形,为后续成槽施工奠定坚实基础。

(三)造孔成槽施工

造孔成槽是防渗墙施工的核心环节,直接决定墙体的垂直度、厚度与连续性,常用施工工艺包括抓斗成槽工艺、冲击钻进工艺、冲击+抓斗联合工艺,适配不同地质条件。

抓斗成槽工艺:适用于黏土、粉质黏土、砂层等松软地层,施工效率高、成槽质量好,采用液压抓斗机沿导墙分段开挖,槽段长度控制在6-8m,采用跳仓法施工,先施工序槽段,再施工序槽段。成槽过程中实时监测垂直度,垂直度偏差≤1/500,每开挖3-5m进行一次垂直度检测,发现偏差及时调整抓斗位置,确保槽壁平整、槽身垂直。

冲击钻进工艺:适用于砂卵石层、漂石层、岩石地层等坚硬复杂地质,采用冲击钻机反复冲击土体,破碎岩层与卵石,形成槽孔。施工时控制冲击冲程1.5-2.5m,避免冲程过大导致槽壁坍塌,及时清理孔内钻渣,防止沉渣过厚影响浇筑质量,每钻进1m检测一次垂直度,对偏孔部位进行回填修孔。

冲击+抓斗联合工艺:针对深厚复杂地层,先用冲击钻机破碎坚硬土层与漂石,再用抓斗机清理渣土、修整槽壁,兼顾成槽效率与精度,是当前大型水利水电工程常用的成槽工艺。

成槽完成后,需进行槽孔验收,检查槽深、槽宽、垂直度及槽壁稳定性,清理槽底沉渣,确保沉渣厚度≤10cm,验收合格后方可进入下一工序。

(四)泥浆固壁技术

泥浆固壁是防止槽壁坍塌的关键措施,通过泥浆的静水压力平衡槽壁土体压力与地下水压力,同时泥浆可附着在槽壁形成致密泥皮,阻隔地下水渗入,保护槽壁稳定。泥浆主要由膨润土、水、纯碱、外加剂配制而成,不同地质条件适配不同配比:软土地层、砂层采用膨润土含量6%-8%的泥浆,密度控制在1.05-1.10g/cm³,黏度18-22s;砂卵石层、坚硬地层采用膨润土含量8%-10%的泥浆,密度1.10-1.15g/cm³,黏度20-25s,含砂量≤3%

泥浆制备需采用高速搅拌机搅拌,搅拌时间≥30min,确保膨润土充分溶胀;施工过程中实时监测泥浆性能,每2小时检测一次密度、黏度、含砂量,及时补充新浆或调整配比,避免泥浆性能下降导致槽壁坍塌。成槽与浇筑过程中,保持槽内泥浆液面高于地下水位1.5m以上,防止液面下降失去固壁作用,废弃泥浆需集中处理,避免污染施工现场。

(五)混凝土浇筑施工

混凝土浇筑采用水下导管法施工,是保障墙体密实度与防渗性能的核心步骤,需严格把控浇筑流程与工艺参数。首先安装浇筑导管,导管采用Φ250-300mm的无缝钢管,壁厚≥5mm,导管连接处设置密封圈,防止漏浆,导管间距≤3m,距槽段端部≤1.5m,底部距槽底20-30cm,安装完成后进行水密性试验,确保导管无渗漏。

混凝土采用塑性或刚性混凝土,配合比需满足设计强度、抗渗性与和易性要求,坍落度控制在180-220mm,初凝时间≥4h,确保水下浇筑不出现离析现象。浇筑前先在导管内放置隔水塞,首批混凝土浇筑量需满足导管埋深≥1m,将隔水塞顺利压出导管,隔绝泥浆与混凝土接触;浇筑过程中连续作业,控制浇筑速度2-3m/h,实时监测导管埋深,保持埋深2-6m,严禁导管拔出混凝土面,避免出现断桩、夹泥等质量缺陷。浇筑至设计高程后,超浇0.5-1.0m,后期凿除顶部浮浆层,确保墙体顶部混凝土强度达标。

(六)墙体接头处理

墙体接头是防渗墙的薄弱环节,处理不当易引发渗漏,常用接头工艺为接头管法与钻凿法。接头管法适用于软土地层,序槽段浇筑混凝土前,在槽段端部安装接头管,待混凝土初凝后(浇筑后6-8h),缓慢拔起接头管,形成光滑接头孔,序槽段成槽时,沿接头孔开挖,实现槽段衔接。钻凿法适用于坚硬地层,序槽段混凝土养护完成后,用钻机钻凿接头部位,形成台阶状接头面,清理干净后浇筑序槽段混凝土,接头搭接长度≥10cm,确保接头紧密无缝隙。

接头施工完成后,需检查接头密封性,采用超声波检测墙体连续性,发现缝隙、孔洞等缺陷,及时采用高压注浆进行补强处理,杜绝接头渗漏隐患。

、结论

随着水利水电工程建设向智能化、绿色化方向发展,混凝土防渗墙施工技术也将持续优化升级。未来,可进一步融合BIM技术、物联网监测、智能化成槽设备等新技术,实现施工全过程数字化管控;研发高性能防渗混凝土、绿色环保泥浆等新型材料,提升墙体性能与生态友好性;创新施工工艺,提升复杂地质条件下的施工效率与质量,推动混凝土防渗墙施工技术朝着更高效、更精准、更环保的方向发展,为水利水电工程高质量建设与安全稳定运行提供更坚实的技术保障。

参考文献

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[3]赵伟.塑性混凝土防渗墙在水利堤防工程中的应用[J].建材与装饰,2025(23):289-290.


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