康文濤，張 恒

(1. 密山市青年水庫管理處 黑龍江 密山158306;2. 黑龍江省水利科學研究院，哈爾濱150080)

0 前 言

水利工程混凝土防滲墻技術(shù)起源于20 世紀50年代初期的西方國家。1958年我國在湖北明山水庫、山東青島月子口水庫預制連鎖管柱樁防滲墻。1959年北京密云水庫槽孔型混凝土防滲墻建造成功。1967年四川龔嘴水電站。首次將防滲墻用作大型土石圍堰的防滲設施。20 世紀80年代初，葛洲壩水利樞紐大江圍堰防滲墻首次液壓抓斗、拔管法防滲墻接頭。1986年四川銅街子水電站左深槽承重防滲墻和圍堰固化灰漿防滲墻建成。1990年福建水口水電站主圍堰塑性混凝土建成。此后山西冊田水庫、北京十三陵水庫、河南省小浪底水利樞紐上游圍堰防滲墻、長江三峽大江圍堰防滲墻等都采用了塑性混凝土。1997年四川冶勒水電站完成了101 m深槽試驗施工。之后，冶勒防滲墻分上下兩段施工，全深140 m，廊道內(nèi)施工的下截防滲墻最大深度84.85 m。1998年黃河小浪底主壩防滲墻完成，是我國當時最深的、墻體材料強度最高的混凝土防滲墻。當年11月長江三峽二期圍堰防滲墻建成，標志我國混凝土防滲墻施工技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。2002年潤揚長江大橋采用水工混凝土防滲墻技術(shù)建造懸索橋錨碇成功，樹立起我國橋梁建設的新標桿。之后又有多座橋梁采用該法施工。2005年金沙江向家壩水電站縱向圍堰防滲墻工程量近5.2 萬m3，創(chuàng)造了月成墻23 820 m3/月的施工紀錄。2006年南水北調(diào)穿黃隧洞引導井施工，地連墻深76.7 m。四川獅子坪水電站混凝土防滲墻施工創(chuàng)101.8 m最深記錄。2008年四川瀘定水電站大壩防滲墻完成槽孔深113 m，墻段接頭拔管深113 m，最深槽孔154 m。2010年西藏旁多水利樞紐大壩防滲墻完成最深槽孔158 m，拔管深158 m，為當今世界最深記錄。

1 混凝土防滲墻的發(fā)展趨勢

1.1 墻的規(guī)模

防滲墻的應用會越來越廣，深度和厚度將越來越大，但薄墻的應用也會日益增多。

1.2 造孔機械和方法

造孔機械將向大型化、現(xiàn)代化、多樣化發(fā)展。施工方法向高度機械化、自動化發(fā)展。但沖擊鉆也不會淘汰。國產(chǎn)機械要迎頭趕上。

1.3 護壁泥漿

膨潤土泥漿應用將推廣普及。新型環(huán)保泥漿會逐漸投入應用。

1.4 墻體材料

高強混凝土、塑性混凝土、灰漿材料應用將更為廣泛。

1.5 墻段連接

拔管接頭、止水接頭將更多應用。

2 混凝土防滲墻施工

2.1 施工準備

施工準備的主要內(nèi)容包括8個方面:

1) 收集研究設計文件、圖紙、資料和技術(shù)標準。

2) 編制施工組織設計和施工細則。

3) 施工場地準備( 三通一平等) 。

4) 設置防滲墻中心線定位點、水準基點和導墻沉陷觀測點。

5) 修建導墻、施工平臺、泥漿系統(tǒng)、混凝土系統(tǒng)等輔助設施。

6) 進行墻體材料和泥漿的試驗，確定原材料和施工配合比。

7) 進行補充地質(zhì)勘探。

8) 防滲墻中心線上有裸露的或已探明的大孤石時，在修建導墻和施工平臺之前予以清除或爆破。常見的導墻形式見圖1。

圖1 各種導墻形式示意圖

2.2 護壁泥漿

2.2.1 泥漿的主要作用

泥漿的作用主要有4個方面:

1) 防止槽壁坍塌:泥漿滲透到地層中在槽壁表面形成泥皮，泥漿壓力通過泥皮作用，抵抗地層的土壓力和水壓力，防止地下水滲入槽內(nèi)。

2) 防止?jié)B漏: 防止槽孔內(nèi)泥漿漏失，使施工能順利進行。施工完成后，槽孔兩側(cè)的泥皮、泥漿滲入帶和防滲墻共同起防滲作用。

3) 懸浮和攜帶鉆渣。

4) 冷卻鉆具，防止和減少鉆頭磨損。

2.2.2 對泥漿性質(zhì)的要求

對泥漿性質(zhì)的要求有6個方面:

1) 良好的物理和化學穩(wěn)定性。

2) 適當?shù)拿芏取?/p>

3) 適當?shù)酿ざ取?/p>

4) 良好的流變性。

5) 較低的濾失性。

6) 較低的含砂量。黏土泥漿及膨潤土泥漿的性能指標要求見表1，表2。

表1 黏土泥漿性能指標一覽表

表2 膨潤土泥漿性能指標一覽表

2.3 槽孔建造

1) 造孔方法一般有4 種，即: 鉆劈法、鉆抓法、抓掘法、銑削法。

2) 主要的造孔機械有:沖擊式鉆機、抓斗挖槽機、液壓銑槽機、其他造孔機械。

2.4 墻體混凝土施工

墻體混凝土施工要求有4個:

1) 滿足防滲墻混凝土的性能要求。

2) 使用塑性混凝土。

3) 使用自凝灰漿與固化灰漿。

4) 滿足泥漿下混凝土澆筑的要求。防滲墻體材料的種類與性能見表3。

表3 防滲墻體材料的種類與性能一覽表

3 混凝土防滲墻特點

混凝土防滲墻具有6個特點:

1) 墻體的結(jié)構(gòu)尺寸、墻體材料的滲透和力學性能可根據(jù)工程要求和地層條件進行設計和控制。

2) 幾乎可適應于各種地質(zhì)條件，從松軟的淤泥到密實的砂卵石、甚至漂石和巖層中，雖然施工有難易之分，但都可建成防滲墻。

3) 用途廣泛，既可防滲，又可防沖刷、擋土、承重; 既可用于大型深基礎工程，也可用于小型的基礎工程; 既可作為臨時建筑物，也可作為永久建筑物。

4) 與其它防滲措施相比，防滲效率較高，耐久性好。

5) 施工方法成熟，檢測手段簡單直觀，工程質(zhì)量可靠。

6) 一般說來，施工要借助于大型的施工機械，槽孔要求泥漿護壁，工藝環(huán)節(jié)較多，施工場地需要面積較大。工期較長，造價較高。

4 結(jié) 語

1) 目前我國尚處于發(fā)展階段，混凝土防滲墻作為水上建筑物的大型臨時工程，其應用和發(fā)展前途廣闊。

2) 防滲技術(shù)是深水圍堰施工的關(guān)鍵技術(shù)。圍堰采用何種防滲墻形式應根據(jù)堰體堰基地層條件和工程要求確定。

3) 我國的深水土石圍堰混凝土防滲墻施工技術(shù)總體上已達到國際領(lǐng)先水平，但大型的施工機械相對發(fā)達國家仍然落后。

［1］高鐘璞. 大壩基礎防滲墻［M］. 北京:中國電力出版社，2000.

［2］夏可風. 水利水電工程施工手冊［S］. 北京:中國電力出版社，2004.

［3］叢靄森. 地下連續(xù)墻的設計施工與應用［M］. 北京: 中國水利水電出版社，2001.