摘 要：近2 0 年来, 通过对渗流理论的究, 根据渗流原理发展了许多治理堤坎的技术与方案。本文将综述近年常用的混凝土防渗墙技术，同时也展望了未来发展前景。
关键词：防渗墙 防渗墙 前景
中图分类号：TU72 文献标识码：A 文章编号：1673-0534(2007)01(b)-0204-02
我国已建成江河堤防工程总长20 余万km,但堤防工程的主体—防洪大堤90% 以上为就地取材填筑的土堤。由于筑堤的历史条件、筑堤材料、自然环境等复杂因素, 目前我国有70% 的城市未达到防洪标准,50% 的海堤未达到国家标准,40% 的水库带病运行,蓄滞洪区安全建设严重滞后。大部分堤防隐患仍然较多,每遇高位洪水时,就会出现管涌、流土、接触冲刷、接触流土等各种险情。混凝土防渗墙能最有效地截断各类渗水通道,可以处理大部分存在渗透稳定问题的地基，并有效降低防区内地下水水位，其质量的优劣直接关系到建筑物的安危, 因此对混凝土防渗墙施工过程中的质量控制至关重要。在总结以往堤基加固防渗工程措施经验及目前土木工程防渗新技术、新材料、新工艺的基础上,加大力度、尽快研究出混凝土防渗墙施工新技术及新设备已属当务之急。
1 混凝土防渗墙常用技术的关键工序
混凝土防渗墙于20 世纪50 年代初在意大利和法国开始使用, 随后各国相继引进和推广。与此同时, 我国也开始对混凝土防渗墙进行研究、试用和发展。结合几十年来的发展经验，在这里介绍一下各种技术在具体运用的关键工序：
1.1 导墙的作用
是为开挖机具导向, 保护槽口、承重等。由于防渗墙每一槽段的施工周期较短，为降低工程成本，应尽量使用可周转使用的钢结构导墙,如使用混凝土导墙时其断面尽量缩小，一般为高×宽= 50cm × 30cm 的矩形。
1.2 材料
防渗墙一般采用一级配塑性混凝土为墙体材料,这种材料强度和变形模量均很低,适应地基变形的能力强,抗渗性能好,渗透系数小于1 × 10-6cmPs 渗透破坏比降可达300 以上。
1.3 墙的连接
墙的连接多采用“接头管法”, 也可采用“切削法”或其他方法, 墙段连接是该项技术的难点之一。起拔工艺。正确确定接头管的起拔时间,是该工法成败的关键,接头管起拔应在混凝土初凝前进行。对某一具体工程,除了依据初凝时间、还要考虑气温、混凝土配比、混凝土面上升速度、接头管埋深等因素。
通过试验来选择最佳拔管时间,接头管起拔时所形成的接头孔,必须及时用泥浆充填, 否则会造成混凝土及覆盖层的坍塌。
2 混凝土防渗墙若干施工技术
2.1 混凝土超薄防渗墙施工技术
一般采取“两钻一抓法”成槽、防渗墙接头采用在接头管上抹油、裹膜的“接头管法”新工艺对混凝土超薄防渗墙进行施工，保证了防渗墙的施工质量。另外，一般要对个别检测有缺陷的接头处，采取高压旋喷进行处理。泥浆采用膨润土及烧碱、C M C 等进行配制, 其黏粒含量大于5 0 ，塑性指数大于20，含砂量小于5 ，二氧化硅与三氧化二铝含量的比值为3-4。施工前要先向导向孔内灌入泥浆，泥浆面保持在导墙面以下3 0 -5 0 c m ，抓槽时抓斗沿导墙挖土，挖槽过程中及时向孔内补充新鲜泥浆，使孔内泥浆始终保持在导墙面以下30-50cm，以维持孔内泥浆侧压力，防止孔壁坍塌，同时定时检测孔内泥浆性能指标，发现指标参数有变化立即进行调整。采用抓斗直接排渣的方法进行清底，抓斗伸入孔底将孔底残留物以同体方式排出槽孔外，而槽孔内泥浆的密度及含砂率指标变化不大，可以减小换浆工作量。加快施工进度。防渗墙接头采用接头管施工，接头管采用焊接管，直径3 3 0 m m , 壁厚l 0 m m ，待一序槽成槽之后，在管壁抹上一层润滑油，再在表面裹上一层塑料薄膜，将接头管捕入至设计深度。在接头管管壁抹润滑油及裹上一层塑料薄膜的主要目的是：减小管壁与混凝土的摩擦力，使在拔接头管的过程中拔管容易，以免对已浇槽段混凝土的破坏，影响接头质量。
2.2 塑性混凝土防渗墙施工技术
近几年来随着防渗墙施工工艺的日臻完善成熟。防渗墙在病险水库除险加固项目中也愈加广泛被设计采用。混凝土防渗墙为了适应土石坝的变形需要，通常采用塑性混凝土防渗墙方案，其主要特点在于适应变形能力强，克服了常规( 刚性) 混凝土的许多缺陷，在国内水电工程中不乏成功应用的实例。其所采用的塑性混凝土是一种掺有大量粘土或膨润土的新型墙体材料，对普通混凝土防渗墙的墙体物理特性进行了很大改性，具有弹性模量低、极限应变大、能适应较大变形、有利于改善防渗墙体的应力状态等优点，同时还具有一定的抗压强度、防渗性能好、节约水泥、施工较方便等优点，是一种很好的防渗墙体材料。塑性混凝土防渗墙的施工由以下几个工艺过程组成：导向槽和施工平台准备- 造孔成槽- 泥浆护壁- 混凝土浇筑。导向槽中心线要与防渗墙中心线一致，主要起支撑上部孔壁及造孔浇筑的导向作用。导向槽大多采用钢筋混凝土墙，净宽一般大于设计防渗墙宽10~20cm 左右，深度视上部土层情况而定，如上部为砂砾石料导向槽深度控制在1 . 5 ~ 1 . 8 m ，如地层为心墙，填筑质量尚好,深度一般在1.2~1.5m 之间，而且导向槽混凝土配筋也可适当减少，降低成本，提高工效。造孔是塑性防渗墙施工的主要工序，要妥善而周密地做好各项准备工作。造孔要按照预先划分好的槽孔进行，槽孔划分的原则是尽量做到墙段接头少，有利于快速、均衡和安全施工。
2.3 冲切成槽建造薄壁混凝土防渗墙技术
混凝土防渗墙成槽方法多种多样，但对于砂卵石和风化基岩，目前还没有一种很好的施工方法。冲切成槽法是在原冲击成槽建造混凝土防渗墙的基础上，用扁钻头代替圆钻头，用泥浆循环系统代替抽砂筒排渣，并对施工工艺加以改进而形成的一种新的薄壁防渗墙施工方法。
由于冲切钻头重，开钻容易碰撞孔壁造成孔壁坍塌，为了保护槽口和控制槽孔的垂直度，在冲切成槽前必须浇筑混凝土导墙。导墙间槽一般宽30~40cm，槽口两侧混凝土厚30~50cm，深80~100cm，墙体混凝土强度等级为C15。冲切成槽施工对泥浆制备、泥浆性能、泥浆循环系统的要求与通常的防渗墙、钻孔灌注桩造孔没有本质的区别，只是冲切成槽对泥浆的循环要求更高。
因为从冲切的机理来看，地层受冲击，泥渣难以悬浮，从冲切钻头的结构来看，扁板状的钻头也不象笼式钻头那样，泥渣容易被泥浆携带出，因此，加强泥浆循环，对于提高钻进速度显得尤其重要。施工时，除安装正循环系统外，在槽孔内还安设气举反循环装置定时抽吸。气举反循环采用2.6m3 ／ min 的空压机供风，出浆管为108mm 的套管，出浆管径大，便于粗颗粒快速排出，大大提高了冲切速度。接头管采用146mm 的套管，钢管外壁必须保证光滑，在下接头管前表面刷脱模剂。
混凝土浇筑结束后，待混凝土初凝，转动接头管，混凝土终凝后及时用液压拔管机拔出接头管。一、二期槽孔形成半圆形搭接形式，保证了防渗墙接头的止水效果。由于塑性混凝土的强度不高，所以也可不埋接头管，直接采用钻凿法进行防渗墙接头的施工。
3 未来发展前景展望我国的水能资源开发程度仅为15% 左右,远远低于发达国家水平。我国的水资源时空分布很不平衡, 早涝灾害频繁。随着国民经济的快速发展, 水利建设、水能资源的开发都面临着极大的机遇。我国的城市化进程任重道远, 老城改造、新城建设、交通、环保 工程等等,都需要建设大量的混凝土防渗墙和其他地下连墙。可见, 混凝土防渗墙技术有广泛的市场需求, 其发展前景看好。因此，通过对现有状况的分析，根据水利建设现状及发展的要求，混凝土防渗墙施工技术及设备主要研究方向为：首先是低成本、高质量：以往的堤防工程中，除上述板柱灌注法以外，普遍都因为技术及设备原因，使墙体过厚，所需水泥量过多，成本很高。因此，必须设计出超薄连续的防渗墙施工技术及设备。提高墙体深度：在堤防工程中，有些地层要求墙体能够深入30m 以下，而现有设备在实际应用中大多数都限制了墙体的施工环境及深度。因此，开发研制出能适应任何不同地质条件并对墙体深度不限的防渗墙施工设备已成为重要课题。施工现场布置紧凑化，施工过程简单化：由于堤防建设的特殊性，在施工过程中，施工现场场面铺设不宜过大，而且必须尽量缩短施工工期，使施工过程简单。
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