芻議混凝土防滲墻施工工藝

崔 強

(哈爾濱市磨盤山水庫管理處，黑龍江五常150200)

1 防滲墻施工準備

1.1 施工平臺的修筑

1.1.1 測量放線

利用液壓抓斗施工需要修建寬敞穩(wěn)定的施工平臺，便于主機移動和傾倒廢料，施工平臺的總寬度為13 m，主要用于布置漿臺和液壓抓斗設備，以及沖擊鉆和運輸路線。按照混凝土防滲墻施工平臺斷面圖標注的尺寸，利用經(jīng)緯儀放線，將混凝土墻施工軸線、施工平臺界限、上下游坡角線用白灰標定清楚，為平臺修筑施工劃定范圍和起始點。

1.1.2 平臺修筑

利用壩體拆除的土料填放在內(nèi)側，直至達到設計高度。不夠部分用雜填土填筑，在填筑雜填土的同時需分層夯實，避免過大的沉降。

1.2 導墻基坑開挖

1)施工導向槽修筑1.0 m×0.8 m的“L”形導墻，在平臺修筑完成后進行導墻基坑的開挖，基坑開挖完成后由現(xiàn)場技術員驗收。

2)驗收合格后進行基坑底部的夯實，施工嚴格按設計要求控制軸線、標高以及坡度，采用人工清理至設計高程。

1.3 導墻施工

1.3.1 導墻混凝土澆筑

基坑開挖結束后，進行導墻混凝土澆筑，具體方法如下:

1.3.1.1 測量放線

根據(jù)控制點，用測距儀進行放樣。

1.3.1.2 扎筋立模

按照圖紙和規(guī)范要求，綁扎鋼筋，并固定好位置，待鋼筋綁扎后，檢查鋼筋是否齊全，經(jīng)檢驗后開始立模，鋼模立好后，用鋼管、對銷螺栓進行固定，使模板保持足夠的剛度和強度，防止混凝土澆筑時發(fā)生變形。

1.3.1.3 混凝土澆筑

采用JS350滾筒式拌和機，按配合比拌和的混凝土通過手推車運至澆筑平臺，在混凝土澆筑前，檢查鋼筋是否齊全，經(jīng)驗收合格后進行混凝土澆筑。澆筑時注意以下3點:

1)混凝土澆筑時掛牌施工，對砂石料用量作好標注。

2)導墻混凝土要求標號為C20，在施工前要進行配比試驗，同時在施工中根據(jù)砂石料實際含水率對混凝土配合比進行調(diào)整，嚴格控制混凝土配合比和水灰比。

3)混凝土振搗時應用插入式振動器振搗。

1.3.2 導墻應滿足的質(zhì)量要求

1)導墻平行于防滲墻中心線，允許偏差為±1 cm。

2)導墻頂面高程(整體)允許偏差為±1 cm。

3)導墻頂面高程(單幅)允許偏差為±0.5 cm。

4)導墻間凈距允許偏差±0.5 cm。

5)混凝土質(zhì)量要求應符合水工混凝土施工規(guī)范要求。

1.3.3 導墻基坑回填

回填黏土時要嚴格控制鋪土厚度≤0.3 m，嚴格按確定的夯打遍數(shù)夯實。后一排夯線要打壓前一排夯跡≥1/3，以確保橫向不漏夯。夯實中要嚴格控制夯的行進速度，保證后夯打壓到前夯約1/4，確保縱向不漏夯。

1.3.4 平臺夯實及整平

用蛙式打夯機對整個平臺范圍進行夯實，并用水準儀找平，誤差≤10 cm。

2 泥漿池修建及固壁泥漿

根據(jù)工程地層特點，為保證混凝土防滲墻施工正常進行，計劃選用低固相膨潤土泥漿和優(yōu)質(zhì)黏土泥漿固壁。固壁泥漿在施工中不僅直接影響施工進度和槽壁穩(wěn)定，并且在施工中起到冷卻鉆頭、潤滑鉆具、懸浮巖屑及防止塌孔的作用［1］。

2.1 泥漿池的修建

泥漿池修建在施工平臺下游的邊坡上，泥漿站貯漿池的容積應滿足施工高峰時1 d的耗漿量和最大槽孔換漿的需漿量。膨潤土庫房儲備可供15 d拌漿用土的需要。其下安裝ZJ—400高速制漿機1臺;泥漿平臺一側設泥漿池，確定200 m3泥漿池1個，采用半埋式，地下1.5 m，地上0.5 m。泥漿池與四周的擋土墻由磚砌筑而成，并用1∶3水泥抹面。在泥漿池一側設供漿泵房，安裝1臺3 PN型臥式離心泥漿泵，接入集中供漿管路［2］。

2.2 制漿材料

1)膨潤土:選用質(zhì)量標準符合《鉆井液用膨潤土》(SY 5060—85)標準，主要性能指標為:

表面黏度:≥15 CP;造漿率:≥16 t/m3;AIP失水量:≤9.5m L;動塑比:≤3;濕篩分析:≤4%;水份:≤10%。

2)黏土:選擇黏粒含量59%左右、塑性指數(shù)35.4左右、含沙量＜5%、二氧化硅與三氧化二鋁含量的比值為3～4的黏土。

3)水:選用水質(zhì)符合JGJ 63—89第3.0.4條的規(guī)定的水配制泥漿，使用前應對水質(zhì)進行化驗。

4)分散劑:選用工業(yè)用純堿。

5)增黏劑:選用中黏度酸甲基纖維素(CMC)，性能指標符合表1要求。

表1 增黏劑性能指標

6)絮凝劑:選用聚丙烯酰胺。其功能是對膨潤土護膠，同時提高抗剪切稀釋能力。

7)防漏劑:選用鋸末、水泥等。

2.3 固壁泥漿

工程用泥漿的性能指標應符合的基本要求:較小的失水量，適當?shù)撵o切力，好的穩(wěn)定性，較低的含砂量。

一般在施工中固壁泥漿的各項性能指標的確定，必須根據(jù)施工地層的特性、部位、造孔方法進行泥漿的配合比試驗加以選定。根據(jù)水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規(guī)范要求及本工程特點，計劃采用黏土漿或膨潤土漿做固壁泥漿。在壤土中造孔泥漿黏度可控制在18～20 s，而對砂層中泥漿黏度需加大。

2.4 泥漿拌制方法及質(zhì)量控制

1)泥漿拌制選用高效、低噪音的高速回轉攪拌機(ZL400型)1臺，制漿能力200 m3/d，可滿足現(xiàn)場使用。

2)每罐泥漿的攪拌時間滿足要求。

3)按照規(guī)定的配合比配制泥漿，各種材料的加量誤差≤5%。

4)泥漿處理劑如純堿、CMC和聚丙烯酰胺，使用前宜配制成一定濃度的水溶液，以提高其效果。純堿水溶液濃度為20%，CMC和聚丙烯酰胺水溶液濃度為1.5%。

5)新制膨潤土漿需存放24 h，經(jīng)充分水溶脹后方能使用。

6)儲漿池內(nèi)泥漿應經(jīng)常攪拌，保持指標均一，避免沉淀或離析。

7)漿檢測和控制要求:在主孔正常施工時，對循環(huán)漿進行的檢測項目有比重、漏斗黏度和含砂量。

2.5 泥漿輸送及排放

施工中泥漿輸送設備選用22 kW3PN離心泥漿泵配4寸鋼管或膠管，由泥漿池將新鮮泥漿輸送到開槽現(xiàn)場。

3 混凝土防滲墻施工

混凝土防滲墻施工過程見圖1，施工工藝流程見圖2。關鍵工序施工技術要求如下:

3.1 槽段劃分與槽段接頭的施工

3.1.1 槽段劃分

槽段的長度宜盡量加長，以減少槽段之間接頭數(shù)目，提高墻體的整體性。但槽段過長會引起施工周期增加，造成孔壁不穩(wěn)定，同時為混凝土澆筑帶來難度。工程施工深度較大，從地層組成來看，槽孔的下部覆蓋層穩(wěn)定性較差。結合以往施工經(jīng)驗及槽壁穩(wěn)定性驗算，綜合考慮地層特性、施工工期、造孔方法、混凝土澆筑強度等各種因素，將本工程混凝土防滲墻段劃分為一、二期槽，其槽長定為一期槽8 m，二期槽7.4 m，槽段劃分見圖3。一、二期槽孔間隔布置，先施工一期槽孔，后施工一期槽孔之間的二期槽孔，從而接成地下連續(xù)墻［3］。

3.1.2 槽段連接方式

二期槽段成槽除墻段連接外，其余施工方法與一期槽段成槽相同。根據(jù)目前的施工工藝及施工深度情況，墻段連接采用接頭管方法，采用Φ399 mm的接頭管，利用16 t吊車或拔管機提出接頭管。

圖1 槽段劃分圖

圖2 防滲墻施工工藝流程圖

圖3 槽段劃分圖

3.2 造槽

3.2.1 設備選擇

根據(jù)地質(zhì)資料，以及施工經(jīng)驗和設備狀況，擬選用QUY—50B液壓抓斗2臺。

3.2.2 設備布置

根據(jù)現(xiàn)場工作面條件及業(yè)主要求，將液壓抓斗布置在導槽的上游側，抓出的土倒在上游壩面上。主要設備旁安置配電盤和鋪設動力電纜，排漿溝邊鋪設供水管、供漿管，照明線路布置在鉆機旁邊的排漿溝外側。

3.2.3 施工方法

開工前進行測量放線，用油漆在導槽施工平臺側標記槽段主孔、副孔位置及編號。槽段內(nèi)首先抓取1、3號主孔，再抓取2號孔。至此，一期槽孔完成成槽施工，下一個一期槽孔按以上作業(yè)循環(huán)完成。二期采用同樣的方法施工。

開抓前，導墻內(nèi)注入泥漿至導墻頂以下0.3～0.5 m，并在整個成槽過程中保持漿液面不得低于導墻頂以下0.3～0.5 m。成槽過程中，在礫質(zhì)粗砂中開挖時應注意泥漿是否出現(xiàn)漏漿，槽壁是否出現(xiàn)坍塌，是否碰到較大孤石，是否開挖到基巖面等。機械手操作時應注意抓斗測斜裝置顯示的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常情況應及時采取糾偏措施，以使槽孔垂直度在規(guī)定范圍內(nèi)。根據(jù)圖紙，即將入巖時，利用抓斗抓取巖樣，確定基巖面高程。

3.2.4 硬巖處理

遇有硬巖，抓斗抓取不到位的的地方，采用CZ22型沖擊鉆鉆鑿到設計高程。

3.3 清孔換漿及驗收

待槽孔施工結束后，須進行終孔驗收，合格以后，方能進行清孔換漿工作。清孔換漿結束后1 h，應達到以下標準:

1)孔底淤積厚度≤10 cm。

2)含砂量≤10%，黏度≤30 s。

3)孔內(nèi)泥漿的密度≤1.25 g/cm3。

4)Ⅱ期接頭孔孔壁刷洗至鋼絲刷上泥屑、孔底淤積厚度不再增加，經(jīng)監(jiān)理驗收合格后，在4 h內(nèi)澆混凝土。

3.4 混凝土澆筑

混凝土澆筑采用混凝土罐車輸送至導管小料斗，當澆筑至一定高度時移動罐車進行下一個導管的澆筑，泥漿下澆筑混凝土采用直升導管法。導管直徑230 cm，長度根據(jù)鉆孔實際深度而定。

混凝土澆筑應嚴格遵循先深后淺連續(xù)作業(yè)，均衡上升的原則，槽孔內(nèi)相鄰導管間距應≤3.0 m，一期槽段的導管距孔端為1.0～1.5 m，二期槽端的導管距孔端為1.0 m;每槽段澆注時采用3組導管，混凝土上升速度應≥2 m，其高差控制在0.5 m以內(nèi)，導管埋入混凝土內(nèi)深度應控制在1～6 m范圍內(nèi)，每30 min測量一次孔內(nèi)混凝土面，每2 h測量一次導管內(nèi)混凝土面，在開澆和結尾階段應適當增加測量次數(shù)。在澆筑過程中，如發(fā)現(xiàn)不合格的混凝土不得澆入槽內(nèi)。在冬雨季施工應嚴格遵守《水工混凝土施工規(guī)范SDJ 207—82》中的有關規(guī)定，混凝土終澆頂面應高于設計高程0.5 m。一期槽孔混凝土澆筑見圖4。

圖4 混凝土澆筑示意圖

3.5 注意事項

1)槽孔內(nèi)應設置蓋板，避免混凝土散落在槽孔內(nèi)。

2)不符合質(zhì)量要求的混凝土禁止?jié)踩氩劭變?nèi)。3)施工記錄、圖表做到齊全、準確、清晰。

［1］中國水利水電基礎工程局.SL174—96水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社，1996.

［2］鄭秀培.土石壩地基混凝土防滲墻設計與計算［M］.北京:水利電力出版社，1979:211-227.

［3］王清友，孫萬功，熊歡.塑性混凝土防滲墻［M］.北京:水利水電出版社，2008:151-162.