水利工程施工中的混凝土防渗墙施工技术分析

引言:在水利工程建设中，渗流控制是确保工程安全的核心问题之一。混凝土防渗墙作为一种高效的地下连续防渗结构，广泛应用于土石坝加固、堤防防渗及围堰工程。根据《水工建筑物防渗墙技术规范》（GB/T50662-2011），防渗墙的施工质量直接影响工程的整体防渗效果和长期稳定性。

近年来，随着我国水利工程建设的快速发展，防渗墙施工技术不断进步，但仍面临诸多挑战，如复杂地层条件下的成槽稳定性、混凝土浇筑质量控制及墙段接缝处理等。本文结合实际工程案例，对混凝土防渗墙的施工技术进行系统分析，并提出优化措施，以提高施工质量和工程效益。

1. 混凝土防渗墙的结构形式及技术指标

1.1 结构形式

混凝土防渗墙按结构形式可分为：

1. 悬挂式防渗墙：底部未嵌入基岩，适用于浅层透水层，深度一般不超过 50m 。

2. 封闭式防渗墙：深入基岩或相对不透水层，形成完整防渗体系，如三峡工程二期围堰防渗墙（最大深度74m）。

1.2 主要技术指标

2.1 成槽施工技术

成槽是防渗墙施工的核心环节，需根据地层条件选择合适的成槽方法：

2.1.1 成槽设备选择

- 冲击钻：适用于砂卵石、漂石地层（如黄河小浪底工程）。

- 液压抓斗：适用于黏土、粉砂层，成槽效率可达80m²/台班。

- 双轮铣槽机：适用于硬岩或复杂地层，精度高 (±2cm) ），但成本较高。

2.1.2 泥浆护壁技术

泥浆的主要作用是稳定槽壁、悬浮钻渣，其性能直接影响成槽质量。

表1 膨润土泥浆技术参数

| 指标 | 新制浆 | 循环浆 || 密度 (g/cm³) | 1.05~1.10 | ≤1.25 || 马氏粘度 (s) | 32~50 | ≥30| pH 值 | 8~10 | 7~9

案例：某水库施工中因泥浆粘度不足导致槽壁坍塌，后通过添加0.3%羧甲基纤维素（CMC）提高粘度，问题得到解决。

2.2 混凝土浇筑技术

2.2.1 混凝土配合比设计

防渗墙混凝土需具备低弹模、低渗透性，推荐配比如下（C25 强度等级）：

- 水泥:粉煤灰:砂:石:水 = 1:0.3:2.8:3.5:0.45- 外加剂：减水剂 (0.8%) ）、膨胀剂 (8%) ）

2.2.2 导管法浇筑要点- 导管间距≤3.5m，埋深控制在2~6m。

- 浇筑速度≥2m/h，避免冷缝形成。

- 案例：某工程因浇筑中断导致夹泥层，后采用高压喷射灌浆补救。

3. 质量控制与检测技术

3.1 常见质量缺陷及处理措

3.2 质量检测方法

2. 超声波检测：利用超声波检测技术，分辨率达到1cm，可以精确检测墙体内部的均匀性，及时发现墙体内部的微小裂缝或空洞。

3. 钻孔取芯：在施工过程中，每5 个槽段取 1 组试样进行钻孔取芯，通过实验室测试来检测混凝土的抗压强度和渗透性，确保混凝土的质量达到设计要求。

4. 跨孔CT 扫描：这是一种先进的无损检测技术，能够对深层结构进行详细扫描，发现潜在的缺陷。例如，在某堤防工程中，通过跨孔CT 扫描发现了3 处渗漏点，随后采取了灌浆修复措施，有效解决了渗漏问题，保证了工程的安全性和耐久性。

5. 工程案例分析

4.1 工程概况

在某水库的除险加固工程中，计划建造一道厚度为0.8 米、深度达到58 米的防渗墙。这项工程的目的是为了增强水库的结构稳定性，防止渗漏，确保水库的安全运行。该防渗墙将贯穿地层，而地层主要由砂层和强风化岩互层构成。砂层的存在可能会导致施工过程中出现流沙现象，而强风化岩层则可能对挖掘设备造成较大的磨损。因此，施工团队需要采取特别的措施来应对这些地质条件带来的挑战。

4.2 施工技术应用

在施工过程中，采用了“冲击钻+抓斗”的组合成槽技术。冲击钻负责初步开挖，形成槽孔，而抓斗则用于清理槽孔内的土石。这种组合方式能够有效提高成槽效率，减少单个工序所需的时间，从而加快整个防渗墙的施工进度。同时，这种技术的应用也能够更好地适应砂层和强风化岩层的地质条件，确保槽孔的稳定性和施工质量。为了适应施工进度和确保混凝土的施工质量，对混凝土的初凝时间进行了优化。通过添加缓凝剂，将混凝土的初凝时间调整至8 小时。这样的调整使得施工团队有更充足的时间进行混凝土的浇筑和整平工作，避免了因初凝时间过短而导致的施工缺陷。同时，较长的初凝时间也允许在必要时对混凝土进行二次处理，提高了工程质量的可控性。

结论与建议

在进行成槽工艺时，必须根据不同的地层条件进行细致的优化。例如，在砂砾层中，可能需要使用高粘度的泥浆来保持槽壁的稳定性，而在黏土层中，则可能需要调整泥浆的密度以防止槽壁坍塌。泥浆护壁技术是确保槽壁稳定的关键，它不仅能够防止槽壁的坍塌，还能减少地下水的渗入，从而保证施工的安全和顺利进行。混凝土的配合比设计是一个需要综合考虑多种因素的复杂过程。在保证混凝土具有足够强度的同时，还必须考虑到其防渗性能。例如，在水工建筑中，混凝土的防渗性能尤为重要，因为任何微小的裂缝都可能导致严重的渗漏问题。因此，选择合适的水泥品种、骨料粒径、外加剂和水胶比，对于确保混凝土既坚固又具有良好的防渗性能至关重要。随着科技的进步，智能化检测技术在施工领域的应用越来越广泛。

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参考文献

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