《0508防渗墙》由会员分享，可在线阅读，更多相关《0508防渗墙（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、水利水电工程施工技术培训教材第三篇水利工程地基处理四川中奥岩土工程有限责任公司151第二章混凝土防渗墙2.1 、概述混凝土防渗墙是在松散透水地基或土石坝（堰） 坝体中以泥浆固壁连续造孔，在泥浆下浇筑混凝土或回填其它防渗材料筑成的，起防渗作用的地下连续墙。水利水电工程防渗墙的厚度一般只有60cm 100 ， 与大坝相比十分单薄。 但由于它深埋于地基中，水平荷载主要由墙后地基承担，相当于弹性地基上的薄板，所以降低墙体材料的弹性模量与强度的比值，有利于改善墙体的应力状态。坝基和坝体防渗墙虽然也属于地下连续墙的范畴，但其工作条件与一般起承重、 挡土作用的地下连续墙是不同的，故对墙体材料的要求也不同。防
2、渗墙的底部一般要求嵌入基岩或不透水层中一定深度（0.5m1.0m） ，其顶部则需要与坝体防渗设施连接。混凝土防渗墙主要是按施工方法来定义的，对墙体材料并无严格的限制。混凝土防渗墙有专用的施工技术规范，尚无专用的设计规范。2.2 、 我国混凝土防渗墙的发展我国混凝土防渗墙的建设开始于五十年代末期。1958 年湖北省明山水库创造了预制连锁管柱桩防渗墙。同年在山东省青岛月子口水库用这种办法在砂砾石地基中首次建成了深20m 、有效厚度43cm 的桩柱式混凝土防渗墙。1959 年在北京市密云水库砂砾石地基中创造出一套用钻劈法建造深44m 、厚 80 的槽孔型混凝土防渗墙的新方法，取得了巨大成功。1967
3、 年，四川省大渡河上的龚嘴水电站，首次将防渗墙用作大型土石围堰的防渗设施。这一工程的顺利建成为我国水电施工找到了一种多快好省的围堰防渗结构。此后，混凝土防渗墙技术就我国迅速地推广普及，成为覆盖层地基、土石坝（堰）体和堤防的主要防渗工程措施。20 世纪 60 年代后期，许多地质条件很差的坝（闸）基都纷纷采用了混凝土防渗墙方案。如四川省映秀湾水电站闸基防渗墙和渔子溪一级水电站闸基防渗墙，这两个工程都处于高山峡谷中，河床坡降很陡，巨石散布于河床表面，有的直径十多米，且岩性十分坚硬，这对刚刚发展起来的我国防渗墙施工技术提出了严峻的挑战。经过反复试验， 创造了泥浆下岩石表面聚能爆破和钻孔爆破的方法，解决
4、了大漂石的钻进问题； 用投粘土球和水泥、锯末的办法解决了架空地层大量漏浆问题；用回填坚硬碎石轻打慢放的办法解决了槽孔纠偏的问题。这些防渗墙的建成为在山区河谷的大粒径漂卵石地层中修建防渗墙积累了经验，标志着我国防渗墙施工技术达到了一个新水平。20 世纪 70 年代，混凝土防渗墙作为病险土石坝处理的最佳手段被广泛应用。主要工程有1974 年建成的广西壮族自治区百色澄碧河水库大坝防渗墙，甘肃省武威黄羊河水库坝体防渗墙，以及1978 年建成的江西省永修柘林水库坝体防渗墙。20 世纪 80 年代初， 万里长江第一坝葛洲坝水利枢纽大江围堰防渗墙施工首次引进了日本液压导板抓斗挖槽机，首次进行了用拔管法施工防
5、渗墙接头的试验。1986 年，四川省铜街子水电站左深槽承重防渗墙和围堰固化灰浆防渗墙建成。承重墙设有两道，水利水电工程施工技术培训教材第三篇水利工程地基处理四川中奥岩土工程有限责任公司152其间用 5 道横隔墙连接， 部分墙段连接采用拔管法施工，在 4 个部位埋了观测仪器。大型防渗墙兼作承重，这是第一例，并首次使用了固化灰浆墙体材料。1989 年在河北省岳城水库建成了由44 个“工”字形断面单元墙段组成的溢洪道出口防冲墙，工字高 12.6m，宽 7.3m，墙厚 1.3m。其施工难度是前所未有的。1990 年建成了福建省水口水电站主围堰防渗墙。该墙首次应用塑性混凝土，取得良好效果，防渗效率达 9
6、8% 。自那以后很多工程相继采用了塑性混凝土，如山西省册田水库防渗墙、北京市十三陵水库防渗墙、 河南省小浪底水利枢纽上游围堰防渗墙以及长江三峡大江围堰防渗墙等等。该工程在部分地段还首次采用了“两钻一抓法”建造防渗墙，这种方法比单纯用冲击钻机造孔提高工效1倍以上， 降低成本 23% 。现在，两钻一抓法已是最常用的防渗墙造孔施工方法。1992 年建成的四川省宝珠寺水电站左岸下游护坡防冲墙，墙厚1.4m，是我国目前厚度最大的防渗墙。1997 年我国至今最深的混凝土防渗墙在四川省冶勒水电站完成试验施工。该试验墙段深100m ，长7.8m，厚 1.0m，由一个槽孔、一个单孔和一个双反弧接头孔组成，为我国
7、防渗墙施工跨越百米深度准备了条件。1998 年建成的小浪底主坝防渗墙是迄今为止我国最深的、墙体材料强度最高的混凝土防渗墙。小浪底主坝防渗墙深81.9m，墙厚 1.2m，墙体混凝土设计强度35MPa 。施工中右岸部分采用了缓凝型高强混凝土， 解决了墙体混凝土强度过高给钻凿接头带来的困难。左岸部分使用钢丝绳抓斗挖槽，以先施工的塑性材料横向短墙保护墙段间的接缝；此法连接可靠，施工简便，工效很高。长江三峡工程一、二期围堰防渗墙是我国已建防渗墙工程中规模最大、综合难度最大的防渗墙，其中二期围堰防渗墙是三峡工程的关键技术之一。为了确保在一个枯水期完成任务，引进了德国BC-30型液压铣槽机、各种抓斗、钻机等
8、先进设备与国产设备相配合，将一大批科研成果应用于施工生产，主要技术成果有：(1)对引进的液压铣槽机进行消化吸收，掌握了世界上最先进的防渗墙造孔技术。同时针对三峡二期围堰堰体含风化砂等多种填筑料及堰基地层复杂的特点，与抓斗等其它造孔设备配合施工，形成了适应工程实际的综合施工能力，取得了高效成槽、保证围堰按期完成的效果。这种施工设备配套方式，在国内首次改变了以钢绳冲击钻机为主的传统施工方法，实现了防渗墙施工技术的突破。(2)研制了 GSD 型钢绳抓斗、 改进完善了CZF-1500、CZF-2000型冲击反循环钻机等钻孔设备；研究开发了“铣、砸、爆” 、 “铣、抓、钻” 、 “铣、抓、钻、爆” 、块
9、球体钻孔预爆、双反弧接头槽等防渗墙造孔新工艺。(3) 采用优质泥浆并在强漏失地层中预灌浓浆，解决了在风化砂等松散填筑体内造孔的固壁问题。(4) 用特制的定位架在墙内成功地预埋基岩灌浆管1.1 万余米，并在墙下进行帷幕灌浆；还采用拔管成孔法在墙内下设了观测仪器。(5)在平均坡度70的岩坡上采用定位钻孔爆破技术形成台阶，解决了防渗墙嵌入基岩技术难题，确保了工程质量。三峡工程二期上游围堰防渗墙代表了我国迄今防渗墙技术的最高水平。水利水电工程施工技术培训教材第三篇水利工程地基处理四川中奥岩土工程有限责任公司153从 20 世纪 90 年代初期开始， 陆续开发出了多种适用江河堤防垂直防渗的设备和工艺，这
10、些技术的共同特点是防渗体较薄（一般为15 40 ） 、造价较低。薄型混凝土防渗墙施工技术也开始大量用于处理江河堤防的渗漏问题。四十多年来， 我国的防渗墙施工技术不断发展，在各项水利水电工程中建造的混凝土防渗墙已不计其数， 许多工程的难度，在世界上都是罕见的。目前，我国的防渗墙施工技术在整体上已达到国际先进水平。今后，混凝土防渗墙向着以下几个方面发展：(1) 防渗墙墙体材料将更多地采用高强混凝土(一般 28d 抗压强度大于25MPa)和低强度低弹模高抗渗混凝土。(2) 尽管目前防渗墙的施工能力对墙厚和墙深有一定的限制，但随着现代技术的发展，防渗墙的规模将越来越大，墙深和墙厚将更大。(3) 一般认
11、为，防渗墙只适用于深厚覆盖层地基及各种坝( 堰、堤 ) 体的防渗和加固，而不适用于较坚硬岩基的防渗；这是因为在硬岩中防渗墙造孔施工困难，在时间上和经济上均不合算。但随着防渗墙造孔设备和技术的发展，在软弱岩体和风化岩体中将越来越多地采用防渗墙，以替代常用的水泥灌浆。(4) 用于超大型基础工程，起到挡土、防水和承重作用。2.3 、 混凝土防渗墙的特点与其它防渗型式相比较，混凝土防渗墙有如下特点：2.3.1 墙体的结构尺寸（厚度、深度）、墙体材料的渗透性能和力学性能可根据工程要求和地层条件进行设计和控制。2.3.2 施工方法成熟，检测手段简单直观，工程质量可靠。2.3.3 几乎可适应于各种地质条件，
12、从松软的淤泥到密实的砂卵石、甚至漂石和岩层中，虽然施工有难易之分，但以目前的技术都可建成防渗墙。2.3.4 用途广泛，既可防水、防渗，又可挡土、承重；既可用于大型深基础工程，也可用于小型的基础工程；既可作为临时建筑物，也可作为永久建筑物。2.3.5一般说来，混凝土防渗墙施工要借助于大型的施工机械并在泥浆固壁的条件下进行，工艺环节较多；因此，要求有较高的技术能力、管理水平和丰富的施工经验。2.3.6 与其它防渗措施相比，混凝土防渗墙耐久性较好，防渗效率较高。2.4 、 混凝土防渗墙的类型水工混凝土防渗墙的类型可按墙体结构形式、墙体材料、布置方式和成槽方法分类。2.4.1 按墙体结构形式分：可分为
13、桩柱型防渗墙、槽孔型防渗墙和混合型防渗墙三类（见图 7-1-1 ） 。槽孔型防渗墙使用更为广泛。2.4.2按墙体材料分：主要有普通混凝土防渗墙、钢筋混凝土防渗墙、粘土混凝土防渗墙、塑性混凝土防渗墙和灰浆防渗墙。2.4.3按布置方式分：可分为嵌固式防渗墙、悬挂式防渗墙和组合式防渗墙。水利水电工程施工技术培训教材第三篇水利工程地基处理四川中奥岩土工程有限责任公司1542.4.4 按成槽方法分：主要有钻挖成槽防渗墙、射水成槽防渗墙、链斗成槽防渗墙和锯槽防渗墙。1221221312112121211211212121(a)(b)(c)图 7-1-1 水工混凝土防渗墙的结构型式(a) 槽孔型防渗墙； (b) 桩柱型防渗墙； （c）混合型防渗墙；1、2、3、4槽孔编号。2.5 、混凝土防渗墙的施工程序不同型式的防渗墙的施工程序不尽相同。槽孔型混凝土防渗墙的主要施工程序如图7-1-2 所示。水电及交通准备场地平整加固构筑导墙与施工平台安装挖槽机械一期槽孔建造终孔验收清孔换浆清孔验收拔出接头管或钻凿接头孔二期槽孔施工浇筑混凝土混凝土搅拌运输安设混凝土搅拌运输系统储备水泥砂石下设接头管、钢筋笼、观测仪器、灌浆管、浇筑导管等观测仪器装备准备钢筋笼加工钢筋场平整泥浆回收净化废浆渣土排弃清孔泥浆造孔泥浆制浆安设泥浆系统图 7-1-2 槽孔型混凝土防渗墙的施工程序
