混凝土防渗墙

建筑工程名词

混凝土防渗墙，垂直墙体的纵切图，墙是沿坝体延伸的。在松散透水地基中连续造孔，以泥浆固壁，往孔内灌注混凝土而建成的墙形防渗建筑物。它是对闸坝等水工建筑物在松散透水地基中进行垂直防渗处理的主要措施之一(图1)。防渗墙按分段建造，一个圆孔或槽孔浇筑混凝土后构成一个墙段，许多墙段连成一整道墙。墙的顶部与闸坝的防渗体连接，两端与岸边的防渗设施连接，底部嵌入基岩或相对不透水地层中一定深度，即可截断或减少地基中的渗透水流，对保证地基的渗透稳定和闸坝安全，充分发挥水库效益有重要作用。

起源

20世纪50年代，混凝土防渗墙的施工技术与工艺起源于意大利，一些国家相继采用。中国于1958年开始研究出一整套混凝土防渗墙施工技术与工艺。截至1986年底，中国在水利工程中已建成75道混凝土防渗墙，总截水面积约50万m2,最大墙深74.4m，最大墙厚1.3m。在各类复杂地层中，如纯砂层、淤泥层、密集孤石层、水下抛填未经压实的砂砾石层，均成功地建成了混凝土防渗墙。

类型

按墙的水平截面的形状可分为四种(图2)。①圆桩柱型(圆孔型)，垂直接缝多，有效厚度小，60年代以来已很少采用；②墙板型（槽孔型），相邻两块墙板套接厚度与中间墙厚相同,适用于深度小于60m的墙；③混合桩柱型（圆孔与双反弧形孔混合型）；④墙板桩柱混合型（槽形孔与双反弧形孔混合型）。后两种墙型先行建造的圆形桩柱或墙板可起导向作用，较易于保证连接处厚度达到中间处墙厚,适用于深度大于60m的墙。加拿大马尼克三级坝的深度达131m的混凝土防渗墙就是混合桩柱型墙，是世界深度最大的混凝土防渗墙。

设计

依据地基的工程地质与水文条件，结合闸坝结构的要求，确定墙轴线位置，选用墙体材料，初步选定墙厚;然后进行渗流及结构应力计算,确定墙底嵌入基岩或相对不透水层的深度及墙体材料物理力学指标，最终确定墙厚和墙体与防渗体连接的细部设计。重要工程还要在墙内埋设监测仪器，随时了解墙的运行情况。防渗效率常用两种方法估算：①建墙后渗流量减少值与同水头下无墙时渗流量的百分比值；②渗流通过防渗墙后的水头损失与全水头的百分比值。质量优良的防渗墙的防渗效率用上述两种方法估算结果分别可达95%与90%。常用的墙体材料有素混凝土、掺大量粘土的塑性混凝土、粉煤灰混凝土等。

施工

主要程序为：造孔、清孔换浆、终孔与清孔验收、浇筑泥浆下混凝土、全墙质量检查与验收、处理与坝内防渗体的连接。造孔使用冲击式、回转式、钻铣式钻机或液压抓斗、刮斗等。造孔作业累计耗用工时约占防渗墙总工期的60%以上，因此造孔机械的选型是缩短防渗墙总工期的关键之一。同时选用膨润土或优质粘土制成泥浆用以固壁、悬浮和携带岩屑、冷却和润滑钻头。泥浆的质量也直接影响造孔的进度、质量与安全。清孔换浆是将孔内含有大量砂粒与岩屑的泥浆更换成质量合格的泥浆，还要把孔两端已浇混凝土表面附着的岩屑和泥皮刷洗干净，以保证墙体混凝土、相邻两墙段的竖直接缝、墙底与基岩接触带的质量。清孔换浆常用的机具有压缩空气吸泥器、砂石泵、钢丝刷子钻头等。

注意事项

防渗墙混凝土一般具有适当的强度、较高的抗渗标号、较低的弹性模量，因此混凝土拌和料也要有良好的和易性与较高的坍落度。采用直升导管法在泥浆内浇筑混凝土能有效地将泥浆与混凝土隔开。在土坝坝体内浇筑防渗墙混凝土要控制孔内混凝土面的上升速度，以防止坝体开裂。不论采用何种墙型，相邻墙段之间或桩柱之间的连接工艺是防渗墙施工技术中的难点。工程实践证明，接缝质量不良常会成为坝基中的隐患。因此，防渗墙施工中要严格保证质量。

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