射水法塑性混凝土在三溪水水庫加固工程中的應用

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摘 要：射水法造墻進行塑性混凝土防滲墻的施工在我國的堤防工程及水庫加固工程中得到了廣泛應用，其優點是設備較系統，成墻的垂直度高，質量事故少，施工速度快，投資少等。在三溪水水庫加固工程中使用該工法進行防滲墻施工，因其該工法工藝技術成熟，借鑒經驗豐富，所以在施工中主要是重點控制防滲墻的質量，從而提高整個工程質量。

關鍵詞：射水法 塑性混凝土防滲墻 應用 三溪水水庫加固

中圖分類號：TV62 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（c）-0078-02

1 工程概況

1.1 工程位置及規模

陸豐市三溪水水庫位于螺河流域中游的南北溪支流，距大安鎮約4.5 km，由原三溪水水庫和石隆窟水庫組合而成。三溪水水庫屬三等工程，主要永久建筑物（擋水建筑物、泄水建筑物、輸水建筑物，均為3級建筑物。

1.2 地質情況

本區地震加速度值為0.05 g，反應譜特征周期為0.35 s，相應地震裂度為6°。庫壩為II類場，地層屬中硬土類，沒有液化砂土地層。壩址區地層較為簡單，僅有新生界上第三系及第四系地層分布。上三層地層為礫巖、砂巖、泥巖組成，厚度為3.5～6 m。第三系地層為水庫壩基下的相對不透水層。第四系地層主要為砂卵石、粉土和粉砂組成，主要分布在河谷左岸及現代河床中，厚度為6～22 m，為水庫壩基下的中、強透水層。

1.3 防滲墻布置

本次除險加固項目中的塑性混凝土防滲墻主要應用在主壩、1#副壩、6#副壩的防滲處理，設計防滲墻總長1680 m，混凝土墻中心線布置在壩軸線；最大墻深20.6 m；塑性混凝土防滲墻底部深入土壩建基面以下3 m，各壩主要工程量見表1。

2 施工方法及技術措施

根據壩體地質條件及防滲墻結構，結合現場施工條件采用CSF-40型薄壁混凝土防滲墻造墻機進行施工，其施工工藝流程圖如圖1所示。

2.1 施工準備

2.1.1 槽段劃分

槽段劃分以一、二槽間施工預留縫寬值宜小不宜大的原則。根據施工條件及經驗確定一期槽長2.00 m，二期槽長2.04～ 2.10 m。

2.1.2 測量放線

通過布設測量導線及測量控制網，精確施放防滲墻軸線控制點，定出防滲墻軸線。

2.2 射水造墻機安裝就位

2.2.1 安裝就位

在射水造墻機就位緊固定位器前，先平整夯實場地平整縱向坡度<3°，橫向高差<10 cm的射水造墻機作業面；鋪軌水平，調校造槽機平臺水平，精調造槽機導向門架鉛垂，天輪，導向門架中心，平臺口定位中心同在一條鉛垂線上。

2.2.2 造孔前射流檢查

進行射水造墻造槽施工前，排氣后啟動射流清水泵，打開閘閥，調節射流水壓，進行地面試噴射水，并檢查所有噴嘴射流是否正常（造二序孔時，打開成型器兩側的側向噴嘴，確保所有噴嘴射流正常）。

2.3 造孔糟

成槽，調整水泵壓力，通過正循環泵抽吸泥漿池內的泥漿，經正循環管至成型器底部噴嘴射出而產生的泥漿射流作用，及主卷揚提落成型器產生的重力沖擊作用，聯合沖切、破碎地層，經過反循環出渣從而進行造槽。建造II期槽孔時，在相鄰的量塊一期砼槽板初凝后進行。在造II期槽孔時，先行打開成槽器兩側各三個側向噴嘴，并檢查、確保噴嘴通暢，保證射流壓力在0.4 MPa以上。

2.4 清孔槽驗收

采用設備自身的正反循環系統進行換漿清孔，并滿足槽內固壁泥漿性能指標，槽底淤積厚度，接縫面刷洗等質量要求，清孔排渣應達到孔底淤積厚度不大于0.10 m，孔內泥漿重度不大于1.3 g/cm3；清孔合格后4小時內必須開始澆筑混凝土。

2.5 混凝土澆筑

清孔合格后4小時內安裝完導管進行澆筑混凝土，澆筑采用導管內徑為20 cm的泥漿下直升導管法施工。

開澆混凝土前，先在導管內注入適量的水泥砂漿，并準備好足夠數量的混凝土，以使導管底口的木球塞被擠出后，能將導管底端埋入混凝土內。槽孔底部高低不平時，從低處澆起。

混凝土采用連續澆筑，槽孔內混凝土面上升速度在1.8 m/h，并連續上升至施工平臺高程頂面。

槽內混凝土面均勻上升，高差控制在0.5 m以內。每30 min測量一次混凝土面，在開澆和結尾時增加測量次數。

一個槽孔使用兩套以上導管澆筑時，中心距離不大于4.0 m。導管中心至孔端部或接頭管壁宜為1.0 m～1.5m，當孔底部的高差大于250 mm時，導管布置在其控制范圍的最低處。

3 塑性混凝土防滲墻質量控制及檢驗

射水法造墻機組進行混凝土地下連續墻的施工在工程中得到了廣泛的應用，該工法工藝技術成熟，借鑒經驗豐富，所以在射水法塑性混凝土防滲墻施工中重點控制的是防滲墻的質量。

3.1 塑性混凝土防滲墻質量控制

3.1.1 成槽質量控制

造槽時適時進行孔位、孔斜（0.4%）檢查（檢測），并通過操控設備自身的軟硬導向及施工導向槽使造槽鉛垂、各單墻位于防滲墻軸線的同一立面上，確保造槽垂直精度。

造槽時及時向槽內補充新鮮泥漿，保證槽內泥漿保持在導墻頂面下30～50 cm內，保持槽內泥漿側壓力，保護槽壁，防止槽壁坍塌，并注意槽內泥漿性能變化，及時調整。

成槽的槽孔壁平整垂直，沒有梅花孔，小墻等，孔斜率不大于4%。同時I、II期槽孔兩個相鄰孔位中心在任一深度的偏差都不大于設計墻厚的1/3（即13 cm），孔位允許偏差不大于0.03 m。

3.1.2 材料質量控制

對所有使用的原材料均通過取樣試驗，所有質量必須符合設計及相關規范要求。

砂：細度模數3.1～3.6，吸水率0.9～2.4%。石：含泥量0.3～0.4%，針片狀含量1.4～13%，吸水率0.3～0.59%。水泥：初凝時間148～225 min，終凝時間206～296 min，28天抗壓強度33.6～37.2 Mpa。粘土：比重1.15～1.25 g/cm3，含砂量0.1～1.8%，粘度17.0～18.1 s。

3.1.3 拌和物質量控制

混凝土拌和物嚴格按照通過試驗確定的施工配合比稱量配料（配合比見表2），嚴禁擅自更改，其強度、和易性必須滿足相關規范規定及設計的要求，混凝土即拌即用，施工過程中適時進行檢查（檢測）控制，并及時采取糾偏措施，保證混凝土拌和質量。

3.1.4 混凝土澆筑質量控制

整個質量控制過程中除了成槽影響到成墻質量，混凝土澆筑工序也是重要影響墻體的施工質量的因素，所以必須對工序的各個環節進行檢測（檢查）控制，及時發現及時糾偏，保證混凝土澆筑質量。

墻體混凝土澆筑采用“直升導管法”導管內徑為20 cm，澆筑時，導管定期進行密閉承壓試驗。

澆筑時導管一般布置在槽孔中間，當孔底高差25 cm時，則應布置在其控制范圍的最低處；導管內徑為φ200 mm，開澆采用“壓球法”，即開澆前在導管內放入隔離球塞，并準備足夠的混凝土，保證開澆時隔離球塞被擠壓出導管后混凝土能將導管底埋住；澆筑過程中應保持混凝土面均勻上升，并經常活動導管，防止發生抱管事故；開澆后在孔口應設置蓋板，防止混凝土落入槽孔內產生絮凝造成澆筑事故。

清孔驗收合格4小時內必須開盤澆筑混凝土，并由專職值班技術員全過程跟蹤、檢測（檢查）控制，及時采取糾偏措施，保證混凝土澆筑連續正常進行。

澆筑時，孔口設置蓋板，避免混凝土及其他雜物散落槽孔內。

導向墻拆模后，應及時在導向墻間按一定間距加設木支撐，在導向墻混凝土養護期間，嚴禁重型機械在導墻附近行走、停置或作業，以防導向墻變形。

3.2 塑性混凝土防滲墻質量檢驗

檢驗方法包括槽口隨機取樣檢查、鉆孔取芯檢查、鉆孔壓（注）水試驗，芯樣室內物理力學性能試驗等。塑性混凝土防滲墻墻體質量檢測主要以墻體上布置檢查孔及混凝土性能取樣為主，配合表層開挖探孔檢查墻體厚度與孔搭接質量為輔；槽口隨機取樣檢查混凝土的施工性能，每班取樣檢查兩次，開澆前檢查。質量檢查試件數量：抗壓強度試件、抗滲性能試件、彈性模量試件左右壩段均至少成型一組。鉆孔為每壩段均不少于一孔，每孔均做鉆孔取樣和壓（注）水試驗，鉆孔取樣為每孔取試樣2組，進行室內檢測，取樣部位為鉆孔中部和底部。質量檢驗結果見表3。

根據施工規范規定對混凝土抗壓強度試塊進行統計分析，離差系數：CV=0.20<0.22。

工程完成后通過對每壩段2～3槽段進行開挖檢查，檢測結果墻體質量良好、垂直精度高、平整、無裂縫、無加泥、無分層現象、接封嚴密，滲透系數k<5.0×10-7 cm/s。

混凝土防滲墻共有79個單元，經過評定合格個數79個，合格率100%，優良個數73個，優良率92.4%。

4 結語

雖然射水法造墻進行塑性混凝土防滲墻施工方法是一較成熟的工藝，但其施工過程較為復雜，要保證成墻的質量，還必須根據現場實際控制好每一個施工環節。

參考文獻

[1] SL 174-96水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規范[S].2005.

[2] 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.