引言

上世纪50年代以后，我国水利工程迎来了建设的高峰期，现有大小型水库数量众多，但由于早期技术水平不高、经济实力有限，在长期运行服役条件下，很多水库面临着诸多病害问题，尤其是渗漏问题最为常见。塑性混凝土是抗渗系数较高的柔性工程材料，相比普通混凝土材料，其主要胶凝材料为黏土、膨润土等，尤其是粉煤灰、外加剂等材料的适量掺加，可以有效改善塑性混凝土的使用性能，因此，在我国病险水库渗漏处理中塑性混凝土防渗墙得到了广泛应用。

一、塑性混凝土的基本性能

相比普通混凝土材料，塑性混凝土的基本性能及优势在于以下几点：

1、低弹性模量。一般来讲，普通刚性混凝土材料的弹性模在10000MPa以上，而塑性混凝土的弹性模却较低，基本上低于2000MPa，仅为其1/5左右。与此同时，在标准养护条件（28d）下，塑性混凝土早期的单轴抗压强度却可满足规定，基本上在3-5MPa之间，能够满足塑性混凝土防渗墙早期运行使用的强度需要，经大量研究表明，塑性混凝土龄期越长，在其后期强度增长速度也会随之加快。

2、强适应变形能力。塑性混凝土具有较高的极限应变能力，根据单轴压缩试验可知，大于1%。相比之下，普通混凝土却无法达到这一高度，最大值不超过0.3%。相比刚性防渗墙，塑性混凝土防渗墙具有良好的受力性能，与周围岩体相比，其弹性模量差距不大，基本上差距小于10倍，墙体能够与周边环境很好地适应，具有良好的适应变形能力，防止墙体内拉应力过大。

3、高抗渗性能。相比普通混凝土，塑性混凝土内膨润土含量较高，能够很好地提升抗渗墙的抗渗能力。根据研究表明，随着龄期的增长，塑性混凝土的渗透系数会随之下降。除此之外，塑性混凝土的抗震能力及和易性较好，无需振捣，便可具有良好的密实效果，泵送十分方便。

4、高安全性能。塑性混凝土属于三向受力状态，相比单轴抗压强度，可进一步提升其峰值强度，也就是说，伴随周边岩土体对塑性混凝土防渗墙不断施加压力，其墙体安全性将会随之提升。

二、工程概况

某水库取水围岩及导流堤工程，在施工采用两钻一抓塑性混凝土防渗墙造孔工艺，每孔水平长度与抓斗有效宽度等同。按标准28d抗压条件，防渗墙抗压强度控制在3.5-5.0MPa之间，其各项参数及施工要求如表1所示。每隔10m沿轴线向进行伸缩缝设置，并将紫铜片设于缝内，起到防水效果。在填充时，可采用聚乙烯闭孔泡沫板材料，要求伸缩缝和塑性混凝土墙之间不可重叠，需分段错开施工。待验收坝基土合格的前提下，进行混凝土防渗墙浇筑施工，要求基岩强风化带内嵌入防渗墙，嵌入深度达到强风化带下限1m左右，并通过重型机械进行现浇墙顶50cm以上部位碾压施工。

表1  塑性混凝土防渗墙参数及施工要求

三、塑性混凝土防渗墙施工技术要点

1、机械准备

施工前，需保证机械设备数量充足、配置合理，根据工程量，每个槽段需按照表2安排机械设备，防渗墙成墙可采用“两钻一抓”工艺，用膨润土泥浆为固壁泥浆，泥浆下直升导管法浇筑混凝土，同时，工后为保证墙体质量，检测时采用钻孔取芯法，以及无损检测技术。

表2  每槽段主要机械配置及数量

2、造孔成槽

第一，施工平台布设。相比防渗墙墙顶高程，施工平台高程应多出一些，多出100cm左右。并严格遵循施工现场具体情况，确定防渗墙上游侧施工平台宽度，6m为准。同时，上游侧布设冲击钻等设备。防渗墙轴线下游侧可设抓斗施工平台，其宽度以9m为准。并将与坝轴线平行的排渣排水沟设于防渗墙轴线的下游，合理控制其断面尺寸。在与防渗墙轴线垂直向设置排渣排水沟时，可按40m间距设置，废渣排出后，可及时运输到指定位置，避免影响施工现场。

第二，导向槽修建。作为临时构筑物，导向槽的作用在于确定防渗墙位置等，可提高防渗墙的安全性能。根据要求，采用“┒┎”为导向槽两侧墙体，浇筑C20等级混凝土，60cm为槽净宽，相比施工场地高度，顶面应高出10cm以上，避免地表水渗流。

第三，成槽施工。按照施工现场具体情况，6m为标准单元槽段长度，分为两序槽段施工，施工顺序为I序-II序槽段，每一个槽段有分为主孔与副孔，主孔2个及副孔1个。相邻两个主孔采用冲击钻钻孔，随后将钻渣去除，结束后，中间副孔采用液压抓斗机施工。在整个施工环节，需时刻关注孔内泥浆的变化情况，并做好质量测定，一旦出现异常，需及时处理，若泥浆不足，需及时补充，直至满足施工要求。

抓斗施工阶段，应保证孔壁垂直、平整，合理控制孔位偏差，保证孔槽的倾斜率在0.4%以内，钻凿法用于槽段连接，从而确保成墙厚度符合规定要求。钻孔底部与设计高程相接近的情况下，需及时钻芯取样，并编制好顺序数字，以便后期检测。

3、防渗墙体混凝土浇筑

浇筑混凝土时，采用刚性导管工艺，混凝土竖向沿导管持续下沉，通过导管与泥浆隔离，避免泥浆和混凝土相接触，通过自重压挤作用，导管混凝土不断对下部管口混凝土进行挤压，最终将泥浆挤压置换处理。

根据施工规定，合理布设振动棒位置，采用快插慢拔的方式，在混凝土表面平整未见气泡的情况下，将振动棒插入，振动时间每次控制在30s左右，在与墙边距离较近的位置，可加大振动量，但需要控制好振动力度及时间，避免严重冲击周围的模板，不利于质量控制。混凝土浇筑后，为保证质量，需进行二次振动，间隔时间为30min，这样可以提高整体结构的密实度及抗裂能力。

浇筑过程中，需定时进行混凝土面测量，间隔时间为30min；导管混凝土面测量间隔时间为2h，同时做好混凝土浇筑图绘制，以此为浇筑量测定提供方便。在混凝土内，导管埋深需控制在1m以上，但不得超过6m，在确保埋深符合施工要求的基础上，伴随混凝土面的不断提升，通过吊车将导管也仅需一定提升，同时拆除顶部的部分导管。

当槽孔混凝土面高度达到槽口位置，可通过泥浆泵及时将里面的泥浆抽出，并不断进行导管提升，降低埋深，进一步增大混凝土冲击力，直到混凝土顶面高度满足规定要求，方可停止浇筑，并将导管拔出。混凝土浇筑上升速度控制在2m/h以内，随着浇筑高度的增加逐渐提升导管。在此过程中，导管速度不宜提升过快，否则会影响墙体连续性，进而降低防渗性能。

四、塑性混凝土防渗墙防渗效果

当塑性混凝土防渗墙施工后，为了解其防渗效果，通过对本施工段渗流情况和坝体内测压管内水位情况的对比分析，具有较为显著的防渗效果，说明塑性混凝土防渗墙施工效果良好。主要表现在以下几点：

1、渗漏现象基本消除。工后10个月后，水库蓄水到正常水位高度，观察坝后情况，位于坝脚部位原来存在的多个涌水点已经消失不见，坝后土壤含水量较低，基本消除沼泽化现象。通过观察及数据分析，防渗墙修筑后，渗漏量下降到了2.0L/s，仅为防渗施工前的1/5，此外，渗水都为清水，未见带出大量细颗粒。

2、坝体内水位下降明显。施工前，水库水位为312.50m，坝轴线钻孔稳定水位为305.70m。施工后，水库水位为312.70m达到正常高水位，坝轴线钻孔稳定水位为304.20m，水位有所降低，说明塑性混凝土防渗墙施工之后，坝基主要渗漏通道发挥了一定效果，起到了显著的阻断效用，可大大降低渗压水头。

五、结束语

综上所述，由于水利工程所处环境的特殊性，对于防渗要求较高。塑性混凝土防渗墙在水利工程中应用较为广泛，不仅具有良好防渗性能，且变形适应能力强。在外界荷载压力作用下不会在墙体内部出现较大应力，避免结合面分离，保证水利工程运行安全性。

参考文献：

[1]向广银.塑性混凝土防渗墙在北湖水库加固中应用[J].中国农村水利水电.2015,(8).141-142,146.

[2]林玉山.水利水电工程中混凝土防渗墙施工技术的运用[D].2018