1.概  述

混凝土防渗墙施工技术广泛用于堤防、水库的除险加固、水库防渗等水利水电工程中，在我国的应用已有60余年^[1]。混凝土防渗墙通过改变地下水渗流状态，确保水工建筑物及基础的渗流稳定性^[2]。不同的混凝土防渗墙工程面临的条件也不尽相同，面临着不同的困难与挑战。做好防渗墙施工技术的重难点研究，采取针对性的措施，对防渗墙的成功实施非常有必要。

巴基斯坦某水电站拦河坝坝基防渗采用沥青混凝土心墙堆石坝与混凝土坝的混合坝，整个防渗屏障由沥青心墙+混凝土防渗墙+防渗帷幕组成。防渗墙体设计为4~5MPa 塑性混凝土，其中设计孔深＞80m的防渗墙设计墙厚为1.2m；设计孔深≤80m的防渗墙设计墙厚为1.0m，墙底入岩均为2m，预计防渗墙设计最大孔深125m，成墙总面积15233m2。

2.覆盖层地质条件

根据钻探揭露资料，河床覆盖层自上而下大致可分为四层，即：

第①层主要以含漂石、卵砾石粘质粉土，灰褐色，干，松散～稍密状，砾石含量10%～15%，粒径0.5～7cm；卵石含量约10%～20%，直径8～20cm；漂石直径30～50cm，局部可见大孤石，直径可达3～4m。揭露厚度0.4～3.4m，本层多具中等压缩性。

第②层主要以漂、卵、砾石为主，局部夹含砾粘质粉土，其中漂石、卵石约占50%～60%，砾石约占20%～30%，岩性以石英云母片岩、花岗岩、石英岩及辉绿岩为主，中密～密实状，局部含少量中粗砂。孔内揭露厚度13.1～35.0m，本层整体具低压缩性。

第③层主要为粉细砂、中粗砂及中细砂，局部夹砾石，粘质粉土及粉质粘土，灰黑色或灰黄色，中密～密实状。按揭穿本层钻孔统计，该层厚度7.4～36.6m，本层具低压缩性。

第④层主要以漂、卵、砾石为主，漂卵砾石多呈次棱角状，漂、卵砾石含量超过80%，含有含砾粉质粘土或含砾粘质粉土，密实状。个别位置有架空现象，钻孔钻进过程中，漏浆严重。本层具低压缩性，层厚度24.5～62.5m。

3.施工方法与技术要点

本工程采用“重型冲击钻机+接头管拔管”成墙方案。重型冲击钻机采用“钻劈法”施工槽段主、副孔及小墙，接头采取下设接头管拔管法保证I、II期槽接头孔连接。

3.1成槽施工

根据本工程的地质条件，防渗墙成槽施工主要采用“循环钻进法”，辅助“劈打法”和“平打法”。“循环钻进法”成槽施工方法是将深厚覆盖层防渗墙成槽施工划分为若干个循环、分段成槽施工。每个循环施工以槽深10m为宜。各循环内成槽施工时，也划分为主孔、副孔，在泥浆固壁的条件下，先施工主孔，再钻劈副孔。主、副孔深度错开不小于5m。一个循环施工完毕后，再进行下一个循环施工，直至终孔。

3.2钻孔及成槽验收

防渗墙终孔及成槽验收采用“重锤悬吊法”进行孔形及孔斜验收。使用钻机下放钻具，钻孔偏斜值通过钻具在孔内位置反映在孔口钢丝绳偏斜值，每2m测出钢丝绳孔口偏斜值，通过相似三角形原理计算孔斜偏斜率和偏斜值。

3.3清孔换浆

由于防渗墙的槽孔较深，泵吸法难以达到清孔要求，采用气举反循环法和传统抽筒法。气举法清孔，在清除孔内废渣的同时及时向孔内补充新鲜泥浆。二期槽在清孔换浆前或清孔过程中，用钢丝刷子钻头刷洗一侧槽段接头混凝土壁的泥皮，至刷子钻头不带泥屑、孔底淤积不再增加为止。采用抽筒排渣或气举反循环排渣，经净化后的泥浆可以再重复使用，混凝土浇注时将未被污染的泥浆抽出送至其它槽孔或泥浆池重复利用，被污染的泥浆排放到废浆池，沉渣处理后弃置。

3.4预埋管（件）下设

防渗墙墙厚1.0m~1.2m，在墙体内预埋单排外直径为100mm的钢管做为墙底帷幕灌浆钻孔，防渗墙预埋灌浆管设计孔距2.0m。采用φ22mm的钢筋制作专门用于支撑、定位的钢筋骨架，并将预埋钢管焊接固定在钢筋骨架中间。同一槽孔内钢筋骨架的上端和下端用钢筋桁架和预埋管连接成一个整体。预埋灌浆管采用50t汽车吊整体下设，下设前在导向槽或钻机导轨上用红油漆或粉笔标明具体下设位置，防止偏差。

3.5接头孔施工

槽段连接采取接头管法，即在清孔换浆结束后，在一期槽两端孔位置下设直径0.92m钢制接头管，孔口固定，根据混凝土初凝时间、混凝土面上升速度及上升高度起拔接头管。混凝土浇筑后接头管部位形成二期槽端孔，待二期槽成槽过程中使用钻具扫孔，与一期槽连接成墙。接头管分节制作，插销连接，采用液压拔管机起拔。

3.6水下混凝土浇注

混凝土灌注采用直升导管法。塑性混凝土主要物理性能指标：入槽坍落度20～24cm，扩散度34～40cm。坍落度保持15cm以上的时间不小于1h；混凝土初凝时间不小于6h，终凝时间不大于24h；混凝土密度不小于2100kg/m³。混凝土配合比根据设计要求经试验确定。

3.7质量检测

由于大坝防渗墙墙体设计为塑性混凝土，4~5MPa强度较低，采用声波检测和少量钻孔常水头注水试验方式综合对墙体质量进行抽测检测，以此作为判断墙体质量的依据，按槽段数量10%以抽测方式提前下设声测管，在防渗墙连接部位钻孔进行常水头注水试验和孔内摄像检测。

4.施工技术重点难点

（1）大直径孤石及漂石体处理。本工程覆盖层中存在大量的的碎块石、漂石和孤石体，且局部有架空现象，最大块径达4m，对防渗墙成槽施工极为不利，极易出现钻进困难、漏浆、塌孔、孔型不规则等情况。

对策：按照施工进度计划、对施工设备性能及生产能力要求，配置性能先进的ZZ-6A型重型冲击钻机，确保在复杂地层中防渗墙“钻劈法”施工顺利成槽；备足块石、粘土、锯末、重晶石、低强度砼等堵漏与防塌材料，做好应急预案；对于大孤石根据实际情况可先钻孔再水下聚能爆破方式。

（2）细砂层塌空处理及预防。河床第3层主要为粉细砂、中粗砂及中细砂，局部夹砾石，粘质粉土及粉质粘土，该层厚度7.4～36.6m，该层粉细砂占比超过54%，钻孔过程中极易发生塌空现象。

对策：控制泥浆质量，对造孔中泥浆经过沉淀过滤砂石后重复使用，禁止防渗墙槽孔造孔过程中直接加入清水现象发生；随时抽测该地层泥浆密度和粘度，保证泥浆护壁效果；反复投入块石及黏土混合物，使用冲击方式将块石破碎挤入槽孔壁细砂层内，在表面形成一道块石与黏泥组成的防塌屏障；严格控制槽内泥浆液面高差变化范围，减小变化液压力对细砂层表面泥皮的影响；塌空较大情况，可回填低标号细骨料混凝土，待凝后复开孔钻进。

（3）陡坡嵌岩。地质勘探资料显示防渗墙施工部位一般坡度大部分均超过65°，正确判断陡坡入岩深度是本工程防渗墙施工成败的关键。

对策：合理布置防渗墙槽段复勘孔，确定具体基岩位置；钻头镶焊高强高韧性耐磨合金提高破岩效果，确保嵌岩深度；冲击钻施工至基岩后采取由浅入深逐级平打的施工方法，确保防渗墙墙底嵌岩深度；冲击钻造孔过程中，一旦发现钻孔偏斜，及时回填块石或采取地下连续墙单元槽段孔内纠偏装置进行修正。

5.结语

本文介绍了巴基斯坦某水电站沥青混凝土防渗墙的施工工艺，分析了超大深度混凝土防渗墙的施工技术要点与难点，给出了具体的解决措施，所取得的经验可供类似工程参考。

参考文献

[1] 马迎春.混凝土防渗墙施工技术综述[J].黑龙江水利科技,2005(06):41-42.

[2] 薛云峰.混凝土防渗墙质量控制及检测技术研究[D].中南大学,2007.

[3] DL/T 5199-2004,水电水利工程混凝土防渗墙施工规范[S].