塑性混凝土防滲墻技術(shù)在水庫除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用

□宋玉芬（汝州市小型水庫管理中心）

塑性混凝土防滲墻技術(shù)在水庫除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用

□宋玉芬（汝州市小型水庫管理中心）

汝州市安溝水庫除險(xiǎn)加固工程防滲項(xiàng)目運(yùn)用塑性混凝土防滲墻技術(shù)，采用以塑性混凝土防滲墻及帷幕灌漿為主，輸水洞位置采用高噴灌漿為輔的處理方案，通過科學(xué)施工與嚴(yán)格管理，有效解決了建庫以來歷經(jīng)數(shù)次加固未從根本上得到解決的滲漏問題。文章闡述了施工重點(diǎn)、質(zhì)量控制要點(diǎn)以及對(duì)出現(xiàn)的難題進(jìn)行分析論證和解決，為塑性混凝土防滲墻技術(shù)的應(yīng)用積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

塑性混凝土防滲墻；除險(xiǎn)加固；施工；控制

0 引言

汝州市安溝水庫是一座以防洪、灌溉為主，兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫，屬淮河流域沙潁河水系。該水庫于1959年動(dòng)工，1960年建成蓄水后發(fā)現(xiàn)滲漏，歷經(jīng)續(xù)建與灌漿處理，效果不太明顯。經(jīng)河南省水利廳批復(fù)，2009年10月至2011年該水庫進(jìn)行了除險(xiǎn)加固工程，采用以塑性混凝土防滲墻及帷幕灌漿為主，輸水洞位置采用高噴灌漿為輔的處理方案，使大壩形成一個(gè)完整封閉的防滲體系，有效解決了水庫的滲漏問題。

1 成槽施工方法及控制重點(diǎn)

1.1 槽段劃分

根據(jù)防滲墻軸線處地質(zhì)條件、槽孔深度、預(yù)測(cè)成槽周期、導(dǎo)管布置和澆筑能力、沖擊鉆及抓斗成槽設(shè)備功效等進(jìn)行槽孔劃分。對(duì)于槽孔較淺的，在施工中根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整，在地層較好、孔深較淺的地段，槽孔盡量長(zhǎng)一點(diǎn)，以減少接頭，加快施工進(jìn)度。

1.2 成槽施工

1.2.1 成槽方法

充分利用抓斗造孔功效高的優(yōu)勢(shì)，基巖以上以抓斗施工為主，采用GB30德國寶峨液壓抓斗機(jī)成槽，基巖以下采用CZ22山西水工沖擊鉆成槽。

防滲墻的軸線及高程，依據(jù)設(shè)計(jì)文件設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)加以控制。孔位偏差≤3cm；孔斜率≤4‰，特別是端孔孔斜率≤3‰；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(shí)，孔斜率控制在6‰以內(nèi)。Ⅰ、Ⅱ期槽孔接頭孔的兩次孔位中心在任意深度的偏差值，不大于設(shè)計(jì)墻厚的1/3。在造孔過程中，造孔孔斜采用“重錘法”全程進(jìn)行孔斜控制測(cè)量，加強(qiáng)孔斜測(cè)量頻次，出現(xiàn)偏斜，及時(shí)采用回填塊石、定向爆破等方法糾偏。

1.2.2 終孔驗(yàn)收

采用液壓抓斗電子系統(tǒng)進(jìn)行孔斜測(cè)量。終孔驗(yàn)收項(xiàng)目有孔位、孔深、孔寬、孔斜率、入巖深度。槽孔寬度和孔深不小于設(shè)計(jì)深度，孔斜率滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

1.2.3 換漿

本工程清孔采用“撈取法”。Ⅱ期槽孔清孔換漿結(jié)束前，對(duì)Ⅰ期槽孔接頭孔分段刷洗，接頭孔的刷洗采用具有一定重量的圓形鋼絲刷壁器。在此過程中，將刷子鉆頭懸掛在25T吊車上，利用刷壁器自身重量使刷子鉆頭緊貼接頭孔壁由孔底至孔口進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到對(duì)孔壁進(jìn)行刷洗的目的。接頭刷洗結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)是刷子鉆頭基本不帶泥屑，并且孔底淤積不再增加。

1.2.4 “接頭管法”墻段連接

因本工程施工強(qiáng)度高、工期緊，在保證質(zhì)量的前提下，確保工期已成為本工程施工的關(guān)鍵。本工程防滲墻設(shè)計(jì)深度達(dá)40m多，采用“接頭管”法進(jìn)行墻段連接，在國內(nèi)外均屬一項(xiàng)技術(shù)難題。在施工中重點(diǎn)控制了以下三點(diǎn)：一是建造足夠強(qiáng)度的導(dǎo)墻，以滿足拔管需要；二是采用專門的拔管機(jī)和接頭管，以保證起拔力和導(dǎo)管本身剛度與強(qiáng)度；三是根據(jù)混凝土材料特性、澆筑上升速度等因素，合理確定起拔時(shí)間和起拔速度。

2 塑性混凝土防滲墻澆筑施工重點(diǎn)及質(zhì)量控制

2.1 槽孔內(nèi)預(yù)埋帷幕灌漿管

2.1.1 預(yù)埋灌漿管的孔口對(duì)接

預(yù)埋管的連接方式采用焊接連接：灌漿管底段先期入槽，并穩(wěn)妥地架立于孔口，其余段利用吊車起吊，與底段進(jìn)行逐段對(duì)接。灌漿管接口處利用電焊機(jī)牢靠地進(jìn)行焊接連接，并在每一接口處豎向焊設(shè)2～3根鋼筋加勁肋，以確保接口處強(qiáng)度。其優(yōu)點(diǎn)是允許鋼管有一定的變形，并且連接可靠，連接強(qiáng)度高。缺點(diǎn)是焊接時(shí)間長(zhǎng)，耗費(fèi)時(shí)間，會(huì)使槽孔底部的淤積增加，加大混凝土澆筑的難度。

2.1.2 預(yù)埋灌漿管的起吊、安裝方案

預(yù)埋管鋼桁架采用沖擊鉆機(jī)或吊車起吊。為避免起吊時(shí)桁架變形，選好起吊位置，在灌漿管部位加設(shè)槽鋼、鋼管等剛性體，以增加灌漿管桁架的整體起吊剛度。

當(dāng)全部預(yù)埋管桁架對(duì)接完畢后，采用沖擊鉆機(jī)或吊車進(jìn)行整體下設(shè)。下設(shè)時(shí)安全、平穩(wěn)，安排專人指揮，遇到阻力時(shí)不強(qiáng)行下放，以免桁架變形，造成管體移位，影響下設(shè)精度。預(yù)埋灌漿管在槽口固定在導(dǎo)墻上。灌漿管間采用焊接連接，底口纏過濾網(wǎng)，防止混凝土進(jìn)入管內(nèi)。預(yù)埋管施工完畢后，管口采用圓形木塞封閉，防止異物落入管內(nèi)，增加帷幕鉆孔的難度。

2.2.混凝土澆筑

2.2.1 混凝土澆筑導(dǎo)管和下設(shè)

混凝土澆筑導(dǎo)管采用快速絲扣連接的Φ250的鋼管，在每根導(dǎo)管的上部和底節(jié)管以上部位設(shè)置數(shù)節(jié)長(zhǎng)度為0.30～1.00m的短管，導(dǎo)管接頭有懸掛設(shè)施。導(dǎo)管使用前做調(diào)直檢查、壓水試驗(yàn)、圓度檢驗(yàn)、磨損度檢驗(yàn)和焊接檢驗(yàn)。檢驗(yàn)合格的導(dǎo)管做上醒目的標(biāo)識(shí)。導(dǎo)管在孔口的支撐架用型鋼制作，其承載力大于混凝土充滿導(dǎo)管時(shí)總重量的2.50倍以上。

導(dǎo)管下設(shè)前進(jìn)行配管和作配管圖。導(dǎo)管按照配管圖依次下設(shè)，每個(gè)槽段布設(shè)2～3套導(dǎo)管，導(dǎo)管安裝滿足如下要求：一期槽端距離導(dǎo)管≤1.50m，二期槽≤1.00m（特殊情況≤1.80m），導(dǎo)管之間間距≤4.00m，當(dāng)孔底高差>25cm時(shí)，導(dǎo)管中心置放在該導(dǎo)管控制范圍內(nèi)的最深處。

2.2.2 混凝土開澆及入倉

混凝土輸送泵輸送混凝土至孔口儲(chǔ)料槽，再分流到各溜槽進(jìn)入導(dǎo)管。開澆時(shí)采用壓球法開澆，每個(gè)導(dǎo)管均下入隔離塞球，先在導(dǎo)管內(nèi)注入適量的水泥砂漿，并準(zhǔn)備好足夠數(shù)量的混凝土，以使隔離的球塞被擠出后，能將導(dǎo)管底端埋入混凝土內(nèi)。混凝土連續(xù)澆筑，槽孔內(nèi)混凝土上升速度為2～6m/h，并連續(xù)上升至墻頂有效高程。

2.2.3 澆筑過程的控制

導(dǎo)管埋入混凝土內(nèi)的深度保持在1～6m之間，以免泥漿進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)；槽孔內(nèi)混凝土面應(yīng)均勻上升，其高差控制在0.50m以內(nèi)。每30min測(cè)量一次混凝土面，每2h測(cè)定一次導(dǎo)管內(nèi)混凝土面，根據(jù)每次測(cè)得的混凝土表面上升情況，填寫澆筑記錄和繪制澆筑指標(biāo)圖，核對(duì)澆筑方量，指導(dǎo)導(dǎo)管拆卸；嚴(yán)禁不合格的混凝土進(jìn)入槽孔內(nèi)；澆筑混凝土?xí)r，孔口設(shè)置蓋板，防止混凝土散落槽孔內(nèi)。槽孔底部高低不平時(shí)，從低處澆起。混凝土澆筑完畢后的頂面應(yīng)高于設(shè)計(jì)要求的墻頂高程50cm；在澆筑過程中由專人巡視，發(fā)現(xiàn)壩體異常情況及時(shí)采取處理措施。

2.2.4 混凝土質(zhì)量過程控制和檢驗(yàn)

在每次進(jìn)行混凝土澆筑前，仔細(xì)檢查砂石骨料的粒徑，確保砂石骨料的粒徑與試驗(yàn)確定的配合比所要求的粒徑一致。塑性混凝土拌和生產(chǎn)過程中，定時(shí)檢查并控制膨潤(rùn)土或粘土漿液濃度，確保實(shí)際摻入量及水灰比與試驗(yàn)確定的配合比一致。在防滲墻墻體澆筑前制定澆筑方案時(shí)充分考慮混凝土的運(yùn)輸方式和入倉方式；每個(gè)槽段在混凝土澆筑前，根據(jù)骨料的含水情況進(jìn)行混凝土試拌，檢查拌制混凝土的坍落度和擴(kuò)散度。運(yùn)距較遠(yuǎn)時(shí)，適當(dāng)增大出機(jī)口的坍落度和擴(kuò)散度使其超過設(shè)計(jì)值，以滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。在澆筑過程中，嚴(yán)禁直接向混凝土中加水。混凝土的坍落度損失快，為避免堵管事件，施工人員經(jīng)常提動(dòng)導(dǎo)管（特別是澆筑速度較慢時(shí)），混凝土的拌和、運(yùn)輸應(yīng)保證澆筑能連續(xù)進(jìn)行。對(duì)澆筑完成的混凝土防滲墻進(jìn)行帷幕灌漿，特別注意控制灌漿壓力，防止防滲墻被破壞。

3 施工中出現(xiàn)的問題及對(duì)策

2010年2月22 日塑性混凝土防滲墻正式成槽施工,因工程地質(zhì)為強(qiáng)透水地質(zhì)，與原地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告的弱微透水嚴(yán)重不符，施工過程中出現(xiàn)嚴(yán)重漏漿。2010年3月17日，防滲墻澆筑過程中發(fā)生塌方、冒漿現(xiàn)象，澆筑進(jìn)槽孔內(nèi)的混凝土持續(xù)消失于滲漏通道，并伴隨有嗵嗵的響聲，繼而導(dǎo)墻坍塌，之后還有一部分水泥漿冒出，在上游壩面形成了兩條縱向水泥帶。施工方及時(shí)增大了塑性混凝土濃度和膨潤(rùn)土用量，以期堵住防滲墻下的滲漏通道，但效果不佳。3月19日，相關(guān)單位在安溝水庫管理所召開專題會(huì)議，并提出兩點(diǎn)意見：一是出現(xiàn)漏漿時(shí)，用膨潤(rùn)土堵漏，必要時(shí)整袋不摻水回填；二是聘請(qǐng)窄口水庫或吳越水庫的施工專家到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)一步指導(dǎo)解決。第一方案運(yùn)用后效果不太明顯，啟用了第二方案。2010年4月4日,正在窄口水庫進(jìn)行防滲墻施工的天津基礎(chǔ)工程局專家智塨來工地現(xiàn)場(chǎng)，通過檢查拌和系統(tǒng)、泵送系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、化漿池，審查了施工方根據(jù)漏漿實(shí)際施行的一期槽一抓一澆筑的施工建議，認(rèn)為這種施工方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠基本解決漏漿情況的發(fā)生，在不改變?cè)O(shè)計(jì)的前提下完成建設(shè)任務(wù)。缺點(diǎn)是增加了施工工藝流程的時(shí)間，增大了物料投入。施工方于是采用新的施工方法，穩(wěn)妥解決了滲漏、冒漿問題。2010年5月19日塑性混凝土防滲墻全部完工。

4 結(jié)語

塑性混凝土防滲墻技術(shù)在安溝水庫除險(xiǎn)加固工程防滲工程中得到了成功的應(yīng)用，收到了良好的防滲效果，至今應(yīng)用良好。這充分說明，盡管塑性混凝土防滲墻技術(shù)在河南起步較晚，但在實(shí)際中已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，將會(huì)給今后類似工程的建設(shè)與管理提供施工方法、質(zhì)量控制、科學(xué)管理等多方面的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

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2014-01-11

劉長(zhǎng)垠）