水利水电工程混凝土防渗墙施工技术分析

1 引言

随着我国水利水电建设的持续推进，防渗技术在保障工程安全与运行效率方面的重要性日益凸显。在众多防渗措施中，混凝土防渗墙因其良好的整体性、抗渗性和耐久性，已成为高水头、大坝体工程中不可或缺的结构形式。特别是在软土地基或渗透性强的地质条件下，混凝土防渗墙能够有效阻断地下水渗流路径，防止管涌、流土等渗透破坏的发生。然而，防渗墙施工涉及地质勘察、成槽、清孔、混凝土浇筑等多个复杂环节，任何一个环节的疏忽都可能导致墙体缺陷，进而影响整体防渗效果。因此，深入研究混凝土防渗墙的施工技术，优化施工流程，提升施工质量，具有重要的工程实践价值。本文旨在结合当前技术发展，系统分析混凝土防渗墙的施工原理与关键技术，提出针对性的问题应对策略，以期为工程实践提供科学指导。

2 混凝土防渗墙的技术原理

2.1 技术原理

混凝土防渗墙的本质是通过在土体中形成一道连续、密实、低渗透性的混凝土墙体，以阻断或显著减缓地下水的横向或纵向渗流。其技术实现依赖于“成槽—清孔—浇筑”三位一体的施工流程。首先，利用抓斗、冲击钻或铣槽机等设备在预定位置开挖出具有一定深度和宽度的槽段，形成墙体的几何空间；随后，通过泥浆护壁技术稳定槽壁，防止塌孔，并利用高压射流或泵吸法清除槽底沉渣，确保基底清洁；最后，在泥浆液面下采用导管法连续浇筑自密实混凝土，依靠混凝土的自重与流动性填充槽段，形成完整墙体。

2.2 技术优势

相较于传统的土工膜或灌浆帷幕，混凝土防渗墙在技术上具备显著优势。其一，整体性强，墙体连续无接缝（或接缝经特殊处理），有效避免了局部渗漏通道的形成；其二，抗渗性能优异，混凝土本身渗透系数低，配合合理的配合比设计，可达到 10^-7 cm/s 以下的渗透等级；其三，耐久性高，混凝土材料在水下环境中稳定性好，不易老化，设计寿命可达百年以上；其四，适应性强，可通过调整墙体厚度、深度及混凝土强度，适应不同地质条件与水头压力。此外，防渗墙还具备一定的结构支撑作用，可增强坝体或堤防的整体稳定性，实现“防渗”与“加固”双重功能。

3 混凝土防渗墙施工的关键点

3.1 前期准备

施工前的准备工作是确保防渗墙质量的基础。首先，必须进行详尽的地质勘察，明确地层结构、地下水位、渗透系数及可能存在的孤石、断层等障碍物，为成槽工艺选择与泥浆配比设计提供依据。其次，应进行施工组织设计，合理规划槽段划分、施工顺序及设备配置，确保施工连续性。特别需要注意的是，泥浆系统的建立至关重要。泥浆不仅承担护壁功能，还影响成槽效率与清孔质量。应根据地层特性配制低失水、高粘度的膨润土泥浆，并建立循环净化系统，及时清除泥浆中的砂粒与杂质，保持其性能稳定。此外，还需进行现场试验，如泥浆配比试验、混凝土配合比优化试验等，确保材料性能满足设计要求。

3.2 钻孔工艺

钻孔（或成槽）是防渗墙施工的核心环节，其精度直接决定墙体的垂直度与连续性。目前主流的成槽方法包括抓斗法、冲击钻法和铣槽法。抓斗法适用于砂土、粉土等较软地层，效率高但对硬岩适应性差；冲击钻法适用于卵石、基岩等坚硬地层，但成槽速度慢、噪声大；铣槽法则结合了高效与高精度，尤其适用于复杂地层或深墙施工。无论采用何种方法，都必须严格控制钻孔的垂直度，通常要求偏差不超过 1/300 。为此，应采用高精度测斜仪实时监测钻进过程，并结合导向装置进行动态纠偏。同时，应合理控制钻进速度，避免因过快导致槽壁失稳或因过慢影响施工进度。

3.3 灌浆工艺

在某些特殊地质条件下，如存在较大裂隙或溶洞时，需在防渗墙施工前或施工后进行辅助灌浆处理，以增强整体防渗效果。灌浆工艺的关键在于浆液配比与压力控制。通常采用水泥—水玻璃双液浆或超细水泥浆，以提高浆液的渗透性与凝结速度。灌浆压力应根据地层强度与地下水压力合理设定，过低则无法有效填充裂隙，过高则可能导致地层抬动或浆液流失。此外，应采用分段灌浆、间歇灌浆等技术，避免浆液集中流失，确保灌浆均匀性与有效性。灌浆完成后，需进行压水试验，验证防渗效果。

3.4 混凝土浇筑工艺

混凝土浇筑是形成防渗墙实体的关键步骤，其质量直接影响墙体的密实性与抗渗性。浇筑采用水下导管法，要求混凝土具备良好的流动性、自密实性与抗离析性。通常采用坍落度为18~22cm、扩散度为45~55cm 的高性能混凝土，并掺加适量减水剂与增稠剂。浇筑过程中，导管埋深应控制在 1.5～6.0m 之间，避免导管拔出混凝土面造成断桩或夹泥。同时，应确保浇筑连续进行，中断时间不得超过30 分钟。对于深墙或长槽段，可采用多导管同时浇筑，但需协调各导管的浇筑速度，防止混凝土面高差过大导致夹泥。浇筑完成后，应及时测量混凝土面高程，确保墙体顶面达到设计标高。

4 混凝土防渗墙施工出现的问题及处理措施

4.1 钻孔偏差

钻孔偏差是防渗墙施工中最常见的质量问题之一，主要表现为槽段倾斜或错位，严重时可能导致墙体搭接不良，形成渗漏通道。其成因主要包括地层不均、钻具磨损、导向系统失效等。为有效控制偏差，首先应在施工前对钻具进行严格检查与校正，确保其几何精度；其次，在钻进过程中采用自动测斜系统实时监测，并结合人工校核，及时发现偏差趋势；一旦发现偏差超过允许范围，应立即停止钻进，采用回填纠偏或侧向冲击等方法进行修正。对于已形成的偏差，可在后续槽段施工时适当调整位置，确保墙体有效搭接。

4.2 灌浆不均匀

灌浆不均匀主要表现为浆液在地层中分布不均，局部区域灌浆不足或过度，影响整体防渗效果。其原因多与浆液配比不当、灌浆压力控制不严、地层渗透性差异大有关。为解决此问题，应首先优化浆液配比，根据地层特性选择合适的浆液类型与浓度；其次，采用分级升压法控制灌浆压力，逐步提高压力，避免一次性高压导致浆液流失；再次，可采用孔内摄像或电阻率成像等先进检测技术，实时监测浆液扩散情况，指导灌浆作业；最后，灌浆结束后应进行充分的闭浆与待凝，确保浆液充分凝结，形成稳定防渗体。

5 结束语

混凝土防渗墙作为水利水电工程中的关键防渗结构，其施工技术的科学性与规范性直接关系到工程的安全性与耐久性。本文通过对技术原理的剖析，明确了防渗墙在整体性、抗渗性与耐久性方面的核心优势；通过对施工关键环节的深入探讨，强调了前期准备、钻孔、灌浆与混凝土浇筑各阶段的技术要点与控制措施；并针对钻孔偏差与灌浆不均匀等常见问题，提出了系统性的处理方案。实践表明，只有在充分掌握地质条件、优化施工工艺、强化过程控制的基础上，才能确保混凝土防渗墙的施工质量，实现其长效防渗功能，为水利水电工程的安全运行提供坚实保障。

参考文献

[1] 水库大坝除险加固混凝土防渗墙施工技术探析[J]. 李秋桂.新农民,2024(02)

[2] 某水库工程混凝土防渗墙施工质量保证与安全管理措施[J]. 张国莉.河南水利与南水北调,2023(08)

[3] 水库大坝混凝土防渗墙施工技术探讨[J]. 卢强;蒋伟勤.红水河,2023(04)