崔家營航電樞紐工程基礎防滲墻施工技術

羅嗣松

(葛洲壩集團第二工程有限公司，四川成都 610091)

1 概述

崔家營航電樞紐工程廠房門機檢修平臺緊臨安裝場左側布置，左右長40 m，上下游長30.5 m，其下游為開關站。廠房門機檢修平臺的基礎防滲結構布置有11～34 m 高程的帷幕灌漿和32～57.1 m 高程的塑性混凝土防滲墻。塑性混凝土防滲墻與上部混凝土箱型結構采用粘土夯實處理銜接(粘土施工厚度為1.5 m，底寬4 m，頂寬7 m)。垂直水流向防滲墻軸線樁號為B0-25.99;順水流向防滲墻軸線樁號為A0+815.15。防滲墻厚度為60 cm，左岸土石壩江心洲段本次施工縱向圍堰以右部分共施工8個槽段，范圍從A0+815.15～A0+863.15，防滲墻軸線樁號為B0+2.69，防滲墻設計底高程為34 m，墻頂高程為63 m，墻厚60 cm。防滲墻布置詳見圖1。

圖1 防滲墻布置圖

廠房門機檢修平臺及左岸土石壩江心洲段防滲墻均位于江心洲，江心洲原地形屬高漫灘，其覆蓋層為粉質粘土、壤土、砂壤土、砂、砂礫石、泥質礫石等，覆蓋層總厚度為17～40 m，其基巖面埋深為19～28 m，出露高程低于37.5 m。廠房安裝場所揭露的地質情況反映基巖出露高程為34 m以下。地勘鉆孔壓水試驗表明:相對不透水帶(q＜5 Lu 線下限)埋深為25～65 m。

2 防滲墻技術要求

2.1 配合比

配合比及混凝土拌和物性能應滿足以下要求:

(1)入槽坍落度18～22 cm;

(2)擴散度34～40 cm;

(3)坍落度保持15 cm 以上的時間應不小于1 h;

(4)初凝時間不小于6 h;

(5)終凝時間不宜大于24 h;

(6)混凝土密度不小于2 g/cm3;

(7)膠凝材料總用量不少于240 kg/m3，其中水泥用量不宜小于80 kg/m3，膨潤土用量不宜小于40 kg/m3，水泥與膨潤土合計用量不宜小于160 kg/m3;

(8)水膠比小于0.65;

(9)砂率不宜小于45%。

2.2 防滲墻技術指標

(1)抗壓強度:R28≥2 MPa;

(2)彈性模量:E ＜1000 MPa;

(3)滲透系數:K ＜i×10-7cm/s，其中i ＜10;

(4)允許滲透坡降:J ＞60。

2.3 槽孔建造

(1)為確定槽孔深度，施工前，沿防滲墻的軸線每隔50 m 或按工程師要求打先導孔。先導孔深度超過設計防滲墻底線以下5 m，孔徑滿足鉆孔取芯要求。門機平臺段可不打先導孔，利用原帷幕灌漿鉆孔資料確定基巖頂面高程。

(2)建造槽孔前應先修筑導向槽，導向槽基礎應修筑在碾壓密實的地基上。導向槽應采用混凝土導墻，其技術指標應滿足下列規定:

①導向墻頂部高出地面100 mm;

②導向墻中心線與防滲墻軸線重合，導向墻內側間距比防滲墻厚度大100 mm，導向墻間凈距允許偏差±10 mm;

③導向墻平面軸線與防滲墻軸線平行，其允許偏差為±15 mm;

④導向墻頂高程允許偏差±20 mm。

(3)應保證槽孔壁平整垂直，槽孔寬度不小于設計墻厚，孔位允許偏差不大于3 cm，孔斜率不得大于0.4%;遇有含孤石、漂石的地層及基巖面傾斜度較大等特殊情況時，其孔斜率應控制在0.6%以內。對于一、二期槽孔接頭套接孔的兩次孔位中心任一深度的偏差值不大于施工圖紙規定墻厚的1/3，并應采取措施保證設計厚度。吊放接頭管(板)的端孔孔斜率應按槽孔建造工藝分別控制，同時應保證接頭管板順利吊放和起拔。

(4)槽孔清孔換漿結束后l h 應達到下列標準:

①孔底淤積厚度不大于10 cm;

②使用膨潤土泥漿時，槽內泥漿密度不大于1.15 g/cm3，馬氏漏斗粘度為32～50 s，含砂量不大于6%;使用粘土泥漿時，槽內泥漿密度不大于1.3 g/cm3，漏斗粘度不大于30 s，含砂量不大于10%。泥漿取樣位置距孔底0.5～1 m。

(5)清孔檢驗合格后，應于4 h 內開澆塑性混凝土。

2.4 施工質量檢測

墻體質量檢查應在成墻后28 d 內進行，檢查內容為墻體的物理力學性能指標、墻段連接和可能存在的缺陷。檢查可采用鉆孔取芯、注水試驗或其他檢測方法。檢查孔的位置由工程師指定，數量按防滲墻軸線每100 m 長布置一個檢查孔控制，本次施工共布置2個檢查孔。

3 施工工藝及方法

3.1 施工方案的選定

(1)防滲墻造孔機械選用CZ22型鋼絲繩式沖擊鉆機，配備“十字”鉆頭鉆進，副孔采用鉆劈法，槽孔連接采用套打——鉆套接法，槽段長度一般為6 m(均不包括套接段)，主孔1 m，副孔1.7 m，分兩期槽段施工。

(2)劃分施工槽段:門機平臺上游段防滲墻軸線長39 m，每6 m 為一個槽段，最后一個槽段為3 m，可劃分為7個槽段施工;順流向段為23.3 m，可劃分為4個槽段施工，共11個槽段。施工方法為二期槽段分期施工法，接頭處套接30 cm。左岸土石壩江心洲段防滲墻本次施工縱向圍堰以右部分，共施工8個槽段。

(3)根據劃分的槽段長度，確定主孔鉆孔數量，按照先施工主孔、后劈打副孔的順序施工。主孔采用十字圓形鑄鋼鉆頭依次施工，然后用鼓形鉆頭將剩余土體劈打修平。形成槽孔后，用鉆機上下拉動槽頭刷清理槽壁至符合規范要求。成槽必須做到:槽形規范、槽寬合格、槽底和槽壁沒有探頭石和小墻。本地層為砂礫石地層，優先利用當地粘土資源制作泥漿。泥漿可由粉碎的粘土加水攪拌后放置在泥漿池中充分水化制成;也可邊鉆孔邊填粘土造漿。在鉆進過程中，鉆渣通過立軸離心式泥漿泵不斷送入孔底的循環泥漿帶出槽口外，并及時從沉淀池中撈取堆存，根據渣樣準確判斷地層變化以指導施工。堆放的鉆渣則可及時清運出場外，以保持施工現場通暢。配置掏渣桶，在必要時用于掏抽槽底的鉆渣。

使用鉆機型號為CZ22，由鉆頭、機架、卷揚機三部分組成，鉆頭由5 t 慢速卷揚機牽引提升，鋼絲繩自由懸掛，無動力下放，掘削的泥土混在泥漿中以正循環方式排出槽外。下鉆應使吊索保持一定張力，引導鉆頭垂直成槽，下鉆速度應取決于泥渣的排出能力及土質的軟硬程度。

3.2 護壁泥漿制備工藝

采用自成泥漿護壁作業，設沉淀池、泥漿池及泥漿泵一臺排泥渣，泥漿池采用2臺ZJ-400型旋流式高速泥漿攪拌機，泥漿池體積為360 m3，生產能力為20 m3/h，安設供漿泵輸漿管送至施工部位，泥漿站內設置2臺ZJ-400型旋流式高速泥漿攪拌機。為滿足使用要求，泥漿池的容積一般應為一個單元槽段挖掘量的1.5～2倍。泥漿應調至均勻，一般新配泥漿密度應控制在1.01～1.15 t/m3，循環過程中將泥漿控制在1.25～1.3 t/m3之間;遇松散地層時，泥漿密度可適當加大;澆筑混凝土時，將槽內泥漿控制在1.15～1.25 t/m3之間。在成槽過程中，要不斷向槽內補充新泥漿，使其充滿整個槽段。泥漿應保持高出地下水位0.5 m 以上，亦不應低于導墻頂面0.3 m。在同一槽段鉆進遇到不同地質條件和土層時，要注重調整泥漿的性能和配合比，以適應不同土質情況，防止塌方。

3.3 成槽驗收

按設計要求的槽深施工完畢，申請驗收。一般的檢驗指標為槽寬、槽深及垂直度。檢驗方法:除采用儀器測量方法外，比較簡單而又適合現場使用的檢驗方法為探籠法。根據槽段長度、槽寬尺寸用合適直徑的鋼筋焊制成矩形籠體。檢驗時，利用鉆機吊起探籠，下入槽內至槽底，應達到籠體上下自如而不掛槽壁，且軸線偏差不超標，方可轉入下一道工序施工。

3.4 清孔掏渣

清孔換漿指的是在混凝土澆筑前清除槽內漿液中懸浮的鉆渣和槽底的沉渣。施工方法:利用新鮮合格的漿液，逐步置換槽內帶浮渣的漿液，在置換的同時即可清出浮渣。較適合施工現場的換漿方式則是直接利用泥漿泵循環漿液，將槽內浮渣和槽底沉渣帶出槽外清出，直至漿中無明顯的粒狀碎屑。孔底淤積厚度不大于10 cm;使用膨潤土泥漿時，槽內泥漿密度不大于1.15 g/cm3，馬氏漏斗粘度為32～50 s，含砂量不大于6%;使用粘土泥漿時，槽內泥漿密度不大于1.3 g/cm3，500/700 mL 漏斗粘度不大于30 s，含砂量不大于10%，泥漿取樣位置距孔底0.5～1 m。清孔換漿達到上述標準后，應經工程師檢驗確認。

3.5 導管布置

每槽段內下入兩套導管，兩導管間距不宜大于3 m，每根導管距槽頭不宜大于1.5 m。導管的選用應與混凝土澆筑強度和混凝土面上升速度相匹配。導管分節長度:底節宜為2500～4000 mm，中間節為1000 mm，漏斗下配管長度宜為1000 mm。另外，還需設置長度小于1000 mm 的調節管。制作的導管內徑一致，內壁光滑圓順。導管安裝應豎直，接頭連接緊密，不漏水。每根導管均置于槽寬的1/2處，下端高出槽底0.4 m。

下料漏斗容量須滿足開澆混凝土封底并達到埋管1 m 以上的要求。在漏斗容量不能滿足開澆量要求時，必須增設儲料斗。

4 澆筑混凝土

一個槽段混凝土的首次灌注量應按導管埋人混凝土內的深度不小于1 m 計算，首次灌注量不小于3 m3。防滲墻澆筑采用直升導管法進行泥漿下的混凝土澆筑并應符合下列要求:

(1)導管內徑為200～250 mm;導管的連接和密封必須可靠，管節接頭采用快速連接方式;在每套導管的頂部和底節導管以上部位設置數節長度為0.3～1 m 的短管;開澆前，導管底口距槽底距離應控制在150～250 mm 范圍內。

(2)開澆前，導管內放入可浮起的隔離球或其他適宜的隔離物。開澆時，先注入足夠的混凝土，擠出塞球并埋住導管底端。

(3)導管埋入混凝土深度不小于1 m，不大于6 m。

(4)當槽孔內有兩套以上導管時，導管中心距不大于4 m;采用一級配混凝土時，導管中心距可適當加大，但不得大于5 m。

(5)導管中心距槽孔端部或接頭管壁面的距離為1～1.5 m。

(6)當槽底高差大于0.25 m 時，將導管置于控制范圍的最低處。

(7)塑性混凝土的澆筑應保證連續進行，若因故中斷，中斷時間不超過40 min。

(8)混凝土面的上升速度不小于2 m/h 并應均勻上升，高差控制在0.5 m 以內。

(9)至少每隔30 min 測量槽孔內混凝土面深度，每隔2 h 測量一次導管內混凝土面深度，并及時填繪混凝土澆筑指示圖。

(10)槽孔口應置蓋板，避免混凝土由導管外撒落至槽孔內。

(11)防止混凝土將空氣壓入導管內。

(12)混凝土澆注完畢后頂面應高出施工圖紙規定的頂面高程50 cm。防滲墻墻體均勻完整，不得有混漿、夾泥、斷墻及孔洞。

(13)澆注結束時，及時拔出導管，清理并沖洗干凈導管、漏斗、儲料斗等澆筑設備，以備下一槽使用。

5 結語

通過采取鉆孔取芯、注水試驗等檢測方法進行檢測得知:防滲墻墻體的物理力學性能指標、墻段連接均滿足質量要求，為今后同類工程施工提供了一定的借鑒。