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摘 要：随着水利工程建设规模的日益扩大，各地对大坝建设质量提出了越来越高的要求。大坝建设与应用过程中的渗漏问题是目前水利工程建设与应用中备受关注的问题之一。本文着重针对拱坝水下混凝土心墙工程施工特点及方式进行了探讨，从水下的开挖、清淤施工与水下混凝土浇筑施工两大方面探讨了大坝水下防渗工程施工的特点与主要工艺。
关键词：大坝 混凝土心墙 工程施工
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（c）-0056-01
混凝土防渗心墙工程引起结构、工艺的特殊性，能够节省施工用钢木材料，且此种建筑结构不易受到外界环境变化影响，相对稳定性较好。本文以较为常见的拱坝工程中防渗施工为例，探讨了水下混凝土心墙工程施工要点。
1 水下开挖与清淤施工
1.1 槽孔布线开挖
根据后续机械辅助施工的条件要求，灵活选取前期打孔方式与位置，通常将坝体顶端正中部位定位混凝土心墙施工轴线，选定轴线后开孔，孔长5～9 m，宽0.5～0.8 m，不可连续开孔施工，而应考虑坝体整体稳定情况与防渗工程施工期限要求，在保证工期的前提下尽量将不同的孔洞分开施工。严格划定人工开挖与机械开挖区域与工期限制，在关键区域采用人工开挖的施工方式，开挖的同时建厚度范围为23～27 cm的混凝土护壁，避免施工不当引发坍塌事故而影响整体施工质量；水下区域使用直径为50～65 cm的机械钻头实施，依照先期孔→后期孔的顺序依次施工，辅助夯打开挖施工，首先将位于水下的土体液化，再将液化之后产生的泥砂液清理出去。在开挖操作达到既定要求之后，使用专用工具将施工中产生倾斜现象而未能及时清理的刀墙清理干净。
1.2 黏土浆护壁
在开挖操作完毕后，及时用黏土浆液进行护壁施工，以进一步加强前期开挖施工的质量。所用黏土浆液的实际配比依照原定施工设计情况及前期开挖施工质量确定，并依照槽孔开挖情况估算所需黏土浆液需求量。依照设定好的额配比配置好黏土浆液之后，用适量的黏土浆液注入各槽孔之中，浇筑时产生的渗流作用使粘土浆液填充了开挖槽孔中产生的空隙，为槽孔加上了一层密实的保护层，从槽孔内外压力及结构的保护两个方面维护槽孔材料稳定。操作中，应严格依照槽孔多少、大小、结构特点及施工强度估算并配置相应浓度与体积的黏土浆液，避免因浓度配置不合理造成黏液过度淤积或因浓度过小不能达到保护操槽孔结构的作用，也避免配置量过多浪费材料成本或配置过少不能满足槽孔保护需求。一般来说，此阶段所用浆液容重应控制于1.0～1.3 t/m3范围之内。
1.3 清孔与验孔
在开挖与后期护壁操作完毕后，进行清孔、验孔规划，并在后续混凝土浇筑施工前2 h实施槽孔清除与验孔操作。将各槽孔之中残存的物质全部清理，并确保最终的淤积层厚度在8 cm以下。清理完毕后，实施验孔操作，根据槽孔实际深度划定验孔操作中的斜孔率检出范围，以每次检测距离移动25～35 cm的检测间距检测斜孔等问题，记录并分析斜孔数量、具体参数，发现偏左、偏右的斜孔立即重复清理刀墙。
2 混凝土浇筑施工
2.1 检查与布置导管
（1）导管检查，导管是水下混凝土浇筑施工必备工具，浇筑前首先要对导管材料及安装情况进行检查。
压水测试：对安装完毕的导管进行压水测试，记录并分析管内注满混凝土时的最大压力，并对比水压大小，前者明显小于后者方为合格；观察连接好的导管是否漏水、接口处是否漏水，发现漏水现象及时更换并在此测试，直至合格为止。
实际混凝土浇筑施工操作中，时刻注意检查导管是否原位不动，避免因导管误动而引发浇筑失误或中断，一旦出现导管移动，应立即复位。不过，应在正式浇筑操作开始之前便安排专人对导管安装情况反复检查，浇浇筑过程由有经验的技术人员辅助操作，确保混凝土连续筑成功。
（2）导管安装，由于水下混凝土浇筑具有一定的特殊性，所用到的导管工具的安装相当重要，安装布置应综合水深、漏斗与水面间距、混凝土在水中的扩散参数等多种决定性因素，每个槽孔配备2～4根导管（实际配备导管数量应严格根据槽孔位置及浇筑施工计划等因素确定），设置各导管连续工作，避免浇筑过程中因某些导管意外问题影响整个浇筑施工操作质量及进度，导管直径控制于25～35 cm范围内。
2.2 混凝土制作
配合比的確定：根据施工现状估测混凝土配置易性、强度、抗裂性、流动性、填充性、耐久性、容重、抗渗性等参数，作为后续混凝土配制操作的主要依据；根据施工质量要求设计并配置混凝土材料，禁用劣质材料。
坍落度与水灰比配置：根据既定选用的导管规格确定坍落度，一般坍落度在19 cm左右，浇筑操作开端选用较小的坍落度，之后坍落度逐渐增加；针对不同的混凝土强度要求及成品易性要求，将水灰比控制在0.40～1.53之间，实际水泥使用量需根据工程施工中不同环境混凝土胶凝材料总量确定。
骨料配制：碎石材料大小根据选用导管规格确定，一般将其粒径控制在导管内径的25%以内；细骨料优先选用砂料，砂率略高于混凝土，根据施工中对混凝土材料黏聚性的要求对进一步确定所需砂率，既不可因砂量过小而降低材料保水性，也不可因用砂量过大而浪费材料、影响最终浇筑材料的稳定性。经实践证明，多数大坝水下浇筑混凝土材料砂率最佳范围为42%～48%。
另外，还需使用合适的外加剂，常用的有粉煤灰，其用量对根据水泥用量确定，一般为材料中水泥总量的15%～23%。此类材料在施工中的使用能够有效增强浇筑混凝土的防渗性能与泵送、浇筑操作中的流动性，对混凝土材料初凝时间的延长也有重要作用。
2.3 浇筑施工
根据施工质量要求控制混凝土浇筑的上升速度，以最为合理的上升速度保证混凝土初凝时间合理、控制对心墙孔壁的侧压力大小，从而有效避免浇筑过程中导管堵塞、大坝开裂的意外情况，一般来说，浇筑操作中的上升速度应控制在2.5～3.5 m/h之内。
3 结语
水利工程建设中的大坝水下混凝土心墙工程施工主要从水下的开挖、清淤施工与水下混凝土浇筑施工两大方面实施，具体又从槽孔布线开挖、黏土浆护壁、清孔与验孔、检查导管、混凝土制作、浇筑施工几个方面依次施工。此种防渗施工方式不仅能够节省材料，还能最大限度降低外界温度等环境因素对坝体的影响，但是此种施工方式在日常运用中产生的裂缝不易察觉且补救难度相对较大。目前，此种施工技术多为中小型砌石坝建筑中用于防渗施工。
参考文献
[1] 郑德戈.大坝水下混凝土心墙工程施工[J].企业科技与发展，2011（19）：84-85，89.
[2] 黄友富.广东平堤水库坝基混凝土防渗墙施工质量控制[C].//2009年全国水利工程建设监理论坛论文集，2009：155-159.
关键词：大坝 混凝土心墙 工程施工
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（c）-0056-01
混凝土防渗心墙工程引起结构、工艺的特殊性，能够节省施工用钢木材料，且此种建筑结构不易受到外界环境变化影响，相对稳定性较好。本文以较为常见的拱坝工程中防渗施工为例，探讨了水下混凝土心墙工程施工要点。
1 水下开挖与清淤施工
1.1 槽孔布线开挖
根据后续机械辅助施工的条件要求，灵活选取前期打孔方式与位置，通常将坝体顶端正中部位定位混凝土心墙施工轴线，选定轴线后开孔，孔长5～9 m，宽0.5～0.8 m，不可连续开孔施工，而应考虑坝体整体稳定情况与防渗工程施工期限要求，在保证工期的前提下尽量将不同的孔洞分开施工。严格划定人工开挖与机械开挖区域与工期限制，在关键区域采用人工开挖的施工方式，开挖的同时建厚度范围为23～27 cm的混凝土护壁，避免施工不当引发坍塌事故而影响整体施工质量；水下区域使用直径为50～65 cm的机械钻头实施，依照先期孔→后期孔的顺序依次施工，辅助夯打开挖施工，首先将位于水下的土体液化，再将液化之后产生的泥砂液清理出去。在开挖操作达到既定要求之后，使用专用工具将施工中产生倾斜现象而未能及时清理的刀墙清理干净。
1.2 黏土浆护壁
在开挖操作完毕后，及时用黏土浆液进行护壁施工，以进一步加强前期开挖施工的质量。所用黏土浆液的实际配比依照原定施工设计情况及前期开挖施工质量确定，并依照槽孔开挖情况估算所需黏土浆液需求量。依照设定好的额配比配置好黏土浆液之后，用适量的黏土浆液注入各槽孔之中，浇筑时产生的渗流作用使粘土浆液填充了开挖槽孔中产生的空隙，为槽孔加上了一层密实的保护层，从槽孔内外压力及结构的保护两个方面维护槽孔材料稳定。操作中，应严格依照槽孔多少、大小、结构特点及施工强度估算并配置相应浓度与体积的黏土浆液，避免因浓度配置不合理造成黏液过度淤积或因浓度过小不能达到保护操槽孔结构的作用，也避免配置量过多浪费材料成本或配置过少不能满足槽孔保护需求。一般来说，此阶段所用浆液容重应控制于1.0～1.3 t/m3范围之内。
1.3 清孔与验孔
在开挖与后期护壁操作完毕后，进行清孔、验孔规划，并在后续混凝土浇筑施工前2 h实施槽孔清除与验孔操作。将各槽孔之中残存的物质全部清理，并确保最终的淤积层厚度在8 cm以下。清理完毕后，实施验孔操作，根据槽孔实际深度划定验孔操作中的斜孔率检出范围，以每次检测距离移动25～35 cm的检测间距检测斜孔等问题，记录并分析斜孔数量、具体参数，发现偏左、偏右的斜孔立即重复清理刀墙。
2 混凝土浇筑施工
2.1 检查与布置导管
（1）导管检查，导管是水下混凝土浇筑施工必备工具，浇筑前首先要对导管材料及安装情况进行检查。
压水测试：对安装完毕的导管进行压水测试，记录并分析管内注满混凝土时的最大压力，并对比水压大小，前者明显小于后者方为合格；观察连接好的导管是否漏水、接口处是否漏水，发现漏水现象及时更换并在此测试，直至合格为止。
实际混凝土浇筑施工操作中，时刻注意检查导管是否原位不动，避免因导管误动而引发浇筑失误或中断，一旦出现导管移动，应立即复位。不过，应在正式浇筑操作开始之前便安排专人对导管安装情况反复检查，浇浇筑过程由有经验的技术人员辅助操作，确保混凝土连续筑成功。
（2）导管安装，由于水下混凝土浇筑具有一定的特殊性，所用到的导管工具的安装相当重要，安装布置应综合水深、漏斗与水面间距、混凝土在水中的扩散参数等多种决定性因素，每个槽孔配备2～4根导管（实际配备导管数量应严格根据槽孔位置及浇筑施工计划等因素确定），设置各导管连续工作，避免浇筑过程中因某些导管意外问题影响整个浇筑施工操作质量及进度，导管直径控制于25～35 cm范围内。
2.2 混凝土制作
配合比的確定：根据施工现状估测混凝土配置易性、强度、抗裂性、流动性、填充性、耐久性、容重、抗渗性等参数，作为后续混凝土配制操作的主要依据；根据施工质量要求设计并配置混凝土材料，禁用劣质材料。
坍落度与水灰比配置：根据既定选用的导管规格确定坍落度，一般坍落度在19 cm左右，浇筑操作开端选用较小的坍落度，之后坍落度逐渐增加；针对不同的混凝土强度要求及成品易性要求，将水灰比控制在0.40～1.53之间，实际水泥使用量需根据工程施工中不同环境混凝土胶凝材料总量确定。
骨料配制：碎石材料大小根据选用导管规格确定，一般将其粒径控制在导管内径的25%以内；细骨料优先选用砂料，砂率略高于混凝土，根据施工中对混凝土材料黏聚性的要求对进一步确定所需砂率，既不可因砂量过小而降低材料保水性，也不可因用砂量过大而浪费材料、影响最终浇筑材料的稳定性。经实践证明，多数大坝水下浇筑混凝土材料砂率最佳范围为42%～48%。
另外，还需使用合适的外加剂，常用的有粉煤灰，其用量对根据水泥用量确定，一般为材料中水泥总量的15%～23%。此类材料在施工中的使用能够有效增强浇筑混凝土的防渗性能与泵送、浇筑操作中的流动性，对混凝土材料初凝时间的延长也有重要作用。
2.3 浇筑施工
根据施工质量要求控制混凝土浇筑的上升速度，以最为合理的上升速度保证混凝土初凝时间合理、控制对心墙孔壁的侧压力大小，从而有效避免浇筑过程中导管堵塞、大坝开裂的意外情况，一般来说，浇筑操作中的上升速度应控制在2.5～3.5 m/h之内。
3 结语
水利工程建设中的大坝水下混凝土心墙工程施工主要从水下的开挖、清淤施工与水下混凝土浇筑施工两大方面实施，具体又从槽孔布线开挖、黏土浆护壁、清孔与验孔、检查导管、混凝土制作、浇筑施工几个方面依次施工。此种防渗施工方式不仅能够节省材料，还能最大限度降低外界温度等环境因素对坝体的影响，但是此种施工方式在日常运用中产生的裂缝不易察觉且补救难度相对较大。目前，此种施工技术多为中小型砌石坝建筑中用于防渗施工。
参考文献
[1] 郑德戈.大坝水下混凝土心墙工程施工[J].企业科技与发展，2011（19）：84-85，89.
[2] 黄友富.广东平堤水库坝基混凝土防渗墙施工质量控制[C].//2009年全国水利工程建设监理论坛论文集，2009：155-159.