淺談塑性砼防滲墻在水庫除險加固工程中的應(yīng)用

王健仲

（高要市新江圍工程管理處，廣東 高要 526100）

1 概述

塑性混凝土防滲墻在工業(yè)與民用建筑上稱地下連續(xù)墻，目前，地下連續(xù)墻在國內(nèi)軟土地基加固技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。塑性混凝土防滲墻也在水庫、堤壩和大型渠道防滲工程中得到很大的發(fā)展，它具有開挖最小、施工方便、防滲效果好的特點。

2 工程概況

該水庫是一座引蓄河水的大型注入式平原水庫，設(shè)計總庫容1.018億立方米。水庫除險加固塑性砼防滲墻總長7.1 km，墻厚0.3 m，深入相對不透水層1 m，強度指標(biāo)c5，抗?jié)B指標(biāo)W6，彈性模量300～1 000 MPa，采用薄壁抓斗法施工。

3 施工工藝及特點

3.1 薄壁抓斗法施工工藝

薄壁抓斗施工前需進(jìn)行施工準(zhǔn)備。首先是平整路面，如果路面過軟時，就要填筑一定厚度的砂石料層，以防止機械失穩(wěn)；其次是合理布置排水溝，保持排水溝暢通；第三是對基線、水準(zhǔn)基點、軸線、定位點等業(yè)主提供的控制網(wǎng)點進(jìn)行復(fù)測，確保無誤后方可引用，并在施工工期加以妥善保護(hù)。

薄壁抓斗施工主要施工機械設(shè)備中成槽機具采用 SM870和HC60液壓抓斗（意大利土力公司生產(chǎn)）各l臺。其最大挖深70 m，適用于砂礫土地層。泥漿拌制系統(tǒng)配置了3臺（1 m3）高速泥漿攪拌機，2臺Bw－250型泥漿泵，保證其生產(chǎn)能力滿足施工高峰期用料要求，泥漿管路鋪設(shè)兩路至lT作點。泥漿凈化回收系統(tǒng)配備了振動篩、旋流器等設(shè)備，對泥漿進(jìn)行凈化回收和重復(fù)利用，減少環(huán)境污染，降低工程造價。

正式開挖前先進(jìn)行挖槽準(zhǔn)備，使用經(jīng)緯儀確定導(dǎo)向槽軸線，與防滲墻軸線一致。導(dǎo)向槽寬0.5 m，深0.5 m。其次是進(jìn)行泥漿準(zhǔn)備，泥漿用于支承孔壁、穩(wěn)定地層、懸浮沉渣，同時對導(dǎo)向槽兩側(cè)地層滲透的泥漿以及導(dǎo)向槽兩側(cè)邊壁形成泥皮還起到輔助截滲的作用。

3.1.1 槽孔寬度和槽孔分段長度

槽孔分兩序施工，先施工工序槽、再施工工序槽。采用“純抓法”成槽，即采用液壓或鋼絲繩抓斗抓取地層。槽孔寬度根據(jù)合同文件及設(shè)計要求，寬度為300 mm。成槽分二期進(jìn)行，一、二期槽段采用套接相連，套接厚度不小于300 mm，或采用抓鑿法，但必須報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可實施。槽孔長度：一期槽采用8 m，二期槽孔長度采用8 m，成槽條件差的壩段，槽孔分段長度應(yīng)相應(yīng)減小。槽孔分段長度根據(jù)施工部位、成槽造孔方法、延續(xù)時間及砼生產(chǎn)能力等確定。在槽孔孔壁穩(wěn)定、砼生產(chǎn)能力足夠的前提下，考慮加長槽孔分段長度可減少套接工作量，有利于防滲墻的整體性。

3.1.2 槽孔中心線與垂直度

各槽孔中心線位置在設(shè)計防滲墻軸線上，上、下游方向的誤差不大于30 mm。槽孔壁面保持平整垂直，防止偏斜，孔斜率不大于3%。成墻段無探頭石和波浪形小墻等。一、二期槽孔搭接部位的兩次孔位中心線在任一深度的偏差值應(yīng)能保證搭接墻厚度，滿足設(shè)計文件要求。抓槽前先認(rèn)真校對孔位，抓斗縱面軸線與防滲墻設(shè)計軸線結(jié)合，抓斗上下升降過程中保持平穩(wěn)，避免左右擺動。

3.1.3 終孔及清孔換漿

為清除回落在孔底的沉渣，保證砼防滲墻的澆筑質(zhì)量必須進(jìn)行清孔換漿。先用抓斗自槽底部采用定位抓取槽底淤積物及沉淀物，然后邊注入符合要求的新鮮泥漿邊抓取槽內(nèi)陳舊廢漿進(jìn)行置換，或采用反循環(huán)泵抽取槽內(nèi)陳舊廢漿進(jìn)行置換。清孔換漿結(jié)束條件為清孔換漿結(jié)束1 h后，泥漿比重＜1.25，黏度＜30 s，含砂量＜10%。清孔換漿結(jié)束后，經(jīng)自檢和監(jiān)理單位驗收合格后方可進(jìn)行下一道工序的作業(yè)。

3.2 墻體混凝土澆筑

3.2.1 泥漿下砼澆筑

防滲墻墻體采用塑性混凝土，成槽后采用直升導(dǎo)管法進(jìn)行泥漿下砼澆筑。澆筑導(dǎo)管沿槽孔軸線布置，相鄰導(dǎo)管的間距不大于3.5 m，一期槽孔兩端的導(dǎo)管距孔端控制在1.0～1.5 m，二期槽孔兩端的導(dǎo)管距孔端控制在 0.5～1.0 m，當(dāng)槽段長度增加時，適當(dāng)相應(yīng)增加導(dǎo)管路數(shù)。

每個導(dǎo)管開始澆筑時，先下入導(dǎo)注塞，準(zhǔn)備好足夠數(shù)量的混凝土，將導(dǎo)注塞壓到導(dǎo)管底部，將管內(nèi)泥漿擠出管外。然后將導(dǎo)管稍微上提，使導(dǎo)注塞浮出，一舉將導(dǎo)管底端被混凝土埋住，保證后續(xù)澆筑的砼不致與泥漿摻混。澆筑過程中，保持導(dǎo)管埋入砼的深度不小于1 m，不超過6 m，并維持全槽砼面均衡上升，控制其高差在0.5 m范圍內(nèi)；砼澆筑連續(xù)進(jìn)行，槽孔內(nèi)砼面上升速度大于2 m/h，并連續(xù)上升到施工平臺高程頂面。

一般每30 min測量一次槽孔砼面，每2 h測定一次導(dǎo)管內(nèi)砼面，在開澆和結(jié)尾時適當(dāng)增加測量次數(shù)。澆筑過程中作好砼面上升的記錄，防止堵塞、埋管、導(dǎo)管漏漿和泥漿摻混等事故的發(fā)生。

3.2.2 相鄰槽孔混凝土接頭

相鄰槽孔的砼接頭采用抓鑿法、鉆鑿法，精確標(biāo)記，孔位每次移動定位時嚴(yán)格對準(zhǔn)標(biāo)記。先抓除250～300 mm一期塑性砼墻體至設(shè)計深度，待二期槽清孔時，再在一期槽兩端用抓斗斗齒垂直再鑿除30～50 mm砼至槽底，后用鋼絲鉆頭刷子上下刷洗，以保證砼搭接厚度和質(zhì)量滿足設(shè)計文件要求。

3.2.3 固壁泥漿及性能

固壁泥漿制漿材料選用粘土或膨潤土。經(jīng)試驗檢測，若粘土指標(biāo)不能滿足要求，則必須采用膨潤土。

通過試驗確定拌制泥漿的方法及時間，并按批準(zhǔn)或批示的配合比配制泥漿。固壁泥漿性能指標(biāo)一般采用比重1.10～1.30，粘度20～25 s，含砂量＜4%，膠體率＞97%，失水量＜30 ml/min，穩(wěn)定性＜0.01。

成品膨潤土性能指標(biāo)為：質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)采用原石油工業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)《鉆進(jìn)液用膨潤土》（SY5060－85）。為減少環(huán)境污染，降低工程造價，對泥漿使用振動篩、旋流器、流槽及深沉淀池等方法進(jìn)行凈化回收、重復(fù)利用。旋流器分離出的土渣采用裝載機或挖掘機和自卸汽車運至指定點堆存。回收的泥漿經(jīng)檢驗性能符合要求才能重復(fù)利用。

3.2.4 泥漿制作與供應(yīng)

采用ZJ－1500型高速攪拌機制漿，分段建造制漿站集中拌制、集中供應(yīng)、集中回收泥漿，供漿管路送至槽口。

3.3 墻體質(zhì)量檢測

（1）開挖檢查：隨機抽樣結(jié)合重點抽樣開挖防滲墻一側(cè)至檢測位置進(jìn)行直觀檢查，同時可進(jìn)行混凝土強度、接縫滲透試驗。

（2）取芯檢查：在防滲墻頂部鉆取混凝土芯樣，并進(jìn)行檢測試驗。

（3）圍井檢查：在已完成的防滲墻邊上做圍井試驗，測定混凝土墻體與接縫滲透性。

（4）注水檢查：根據(jù)設(shè)計和現(xiàn)場監(jiān)理工程師的要求，沿墻體軸線鉆檢查孔進(jìn)行注水試驗檢查防滲墻的抗?jié)B性能。

4 質(zhì)量檢查及效果評述

該水庫除險加固塑性混凝土防滲墻施工在 2009年全部結(jié)束，根據(jù)在防滲墻連接處進(jìn)行取芯檢驗和注水抽樣檢查，均能達(dá)到設(shè)計和施工規(guī)范要求，同時，設(shè)計單位對該水庫的蓄水安全鑒定，全面分析了壩體浸潤線變化和壩后地下水滲出距離和大小的情況，該塑性混凝土防滲墻能夠較好地起到防滲效果。

5 結(jié)束語

成槽設(shè)備除抓斗式成槽機以外還有切削式成槽機、沖擊式成槽機等，成槽工藝除純抓法以外還有兩鉆一抓法等。不管采用哪種方法，塑性混凝土墻成敗的關(guān)鍵是成槽工藝，提高成槽效率很重要。成槽后槽壁形狀基本上確定了墻體外形，而成槽工藝中最主要是對固化泥漿的選擇和處理。因此，深入研究成槽工藝對研究塑性混凝土防滲墻施工工藝尤為重要。

1 付輝明.淺談某水庫塑性砼防滲墻施工技術(shù)應(yīng)用[J].甘肅農(nóng)業(yè)，2008（05）

2 馬 軍、沈克金、楊紅軒.某水庫塑性砼防滲墻施工技術(shù)與實例[J].西部探礦工程，2008（06）