滁州市三灣水庫混凝土防滲墻施工工藝分析

馬瑞東（中電建路橋集團有限公司，北京　　100048）

滁州市三灣水庫混凝土防滲墻施工工藝分析

馬瑞東
（中電建路橋集團有限公司，北京100048）

摘要：混凝土防滲墻是對閘壩等水工建筑物地基中進行垂直防滲處理的主要措施之一，對閘壩的穩定和安全具有重要作用。本文主要對防滲墻的施工工藝進行了分析。

關鍵詞：水庫；防滲墻；工藝；分析

1　工程概況

安徽省全椒縣三灣水庫地處長江流域滁河左岸支流—管壩河上游，水庫控制流域面積74.6km2，正常蓄水位43.5m（吳淞高程系），是一座具有灌溉、防洪、供水等綜合利用的中型水庫，總庫容4306萬m3。壩址位于全椒縣西部，距全椒縣城約34km。

大壩為均質土壩，全長1360m，壩頂寬4.5m，壩頂高程46.0m，工程始建于1966年，隨時間逐步發展，雖經數次加固處理，但均未能徹底除險。本次防滲墻除險加固部分，根據工期安排2013年4月底全部完工。

2　工程施工順序

2.1施工準備

施工前，要對原始地貌進行測繪，建立現場控制點，進行場地布設整體規劃、地質復勘，實現“三通一平”等。施工生產用水從水庫中抽取，施工用電利用庫區系統電，防滲墻施工時布置一臺160kW發電機備用。

2.2進場道路

進場道路要滿足設備臺車進場的要求。必要時，要對施工道路進行硬化，鋪設碎石。

2.3混凝土防滲墻施工

2.3.1施工工藝流程圖

2.3.2主要施工方法簡述

（1）導墻施工；

（2）膨潤土泥漿護壁；

（3）液壓抓斗機成槽；

（4）泥漿置換清孔；

（5）直升導管法澆筑混凝土；

（6）接頭管法連接一期二期槽段；

3　主要施工工序

3.1導墻施工

防滲墻施工導墻采用C20鋼筋混凝土澆筑，主筋Φ16，箍筋Φ8，頂寬50cm，底寬50cm，高90cm，槽寬50cm。施工前先進行現場清理，平整，然后用全站儀放出防滲墻軸線，并放出導墻范圍，誤差不大于10mm。開挖選用小型挖掘機開挖，人工輔助清底。采用鋼模板單面立模，插入式振搗器振搗混凝土。導墻頂面做成水平，頂部高出地面不小于5cm，以防止地面的泥漿和水流到槽內，污染槽內泥漿。導墻模板拆模后，每隔1.5m設置一道木撐，防止變形。在導墻混凝土未達到設計強度前，為防止導墻受外力變形，禁止任何大型機械設備在旁邊通過。

3.2膨潤土泥漿護壁

（1）泥漿材料選擇

混凝土防滲墻護壁泥漿的性能應符合SL174-96規范要求，如粘土泥漿性能指標必須滿足密度1.1g/cm～1.2g/cm3、含砂量≤5%、穩定性≤0.03；膨潤土泥漿性能指標為：濃度＞4.5%、密度＜1.1g/cm3。本工程采用安徽滁州產二級鈣基膨潤土，以及少量的黏性土為輔助材料，必要時加適量的添加劑。配合比見表1。

（2）泥漿拌制

膨潤土泥漿制作選用3PNL型泥漿泵制漿，制漿過程中先往泥漿池加入清水，然后加入膨潤土及外加劑，攪拌時間不小于60s。新泥漿進入膨化池以后，需經24h水化膨脹，方能使用。泥漿必須經過制漿池、沉淀池及儲存池三級處理。

（3）泥漿護壁

施工時，在槽孔內注滿泥漿，使液面高于地下水位。由于泥漿比重較大，可以保證槽內泥漿壓力大于地下水壓力，使泥漿滲入槽壁土體中，形成“泥皮”。泥漿所產生的側壓力通過泥皮作用在內壁上，保持槽孔的穩定。

3.3液壓抓斗機成槽

（1）成槽設備

根據水庫地層情況和墻體結構型式，本工程采用抓取法成槽施工，設備型號定為德國寶峨GB34連續墻液壓抓斗機。

（2）槽段劃分及成槽方法

三灣水庫壩體混凝土防滲墻分兩期（即兩序）施工，每個一期槽槽段長7.2m，每個二期槽槽段長7.2m。每個一期槽槽段安裝2根混凝土澆筑導管和2根接頭管，二期槽安裝2根混凝土澆筑導管。兩導管的間距不大于4.0m，導管至槽端的距離不大于2.0m。根據以上要求，三灣水庫防滲墻共劃分182個槽段，其中一期槽90個，二期槽92個。

成槽方法采用地下連續墻液壓抓斗法，土層和巖層都用抓斗機。抓斗機沿導墻內壁挖土，嚴格控制抓斗平面位置和垂直度，密切注意抓斗監控系統，發現X、Y軸偏差立即糾偏。挖至風化巖石層面，墻底應均深入巖1.0m。成孔時注意及時補充泥漿，保持導墻內液面穩定。經終孔驗收合格后，方可下導管進行混凝土澆筑。

3.4置換泥漿清孔

成槽過程中，會有碎渣石沉積在槽孔底部，為了提高防滲墻底部承載力及抗滲性能，需要對槽底進行清理。先用液壓抓斗清除槽底渣石，檢查成槽情況，隨后用洗刷錘清刷一序槽段接頭，至不帶泥屑為止。清槽使用泵吸式反循環排渣，先將碎渣吸入泵管內，最后從管口排出。清理槽孔過程中，應不斷向槽內輸入泥漿，保持漿液面高度。防止塌孔。清孔最終需要達到：沉渣厚度≤10cm，孔內泥漿比重＜1.25g/cm3，黏度＜30s，含砂率＜10%。

3.5直升導管法澆筑混凝土

（1）混凝土拌和及運輸

防滲墻混凝土采用商品混凝土，用混凝土罐車運輸，用泵車送至槽口集料斗和導管內，并派專人進行計

量和控制。

圖1

表1　膨潤土泥漿配合比

（2）混凝土防滲墻澆筑

本工程防滲墻混凝土采用“直升導管法”進行泥漿下澆筑。導管內徑為25cm，導管需定期進行承壓檢查。按照設計槽段的長度，每個單槽澆筑時設兩套導管。采用汽車吊下放和提升。澆筑時嚴格按照《水電水利工程混凝土防滲墻施工規范》（DL/5199-2004）中的規定，槽孔內導管的間距不大于4.0m，導管中心距槽端的距離宜為1.0m～1.5m，開澆前，導管底口距槽底控制在15cm～25cm范圍內，槽孔底部高低不平時，要先從低處澆起。

墻體澆筑嚴格執行以下要點：澆筑時控制下料要均勻，導管埋入混凝土的深度不得小于1.0m，不宜大于6m；混凝土澆筑時，混凝土面上升速度不應小于2m/h；槽孔內混凝土面應均勻上升，各處高差控制在0.5m以內；至少每隔30min測量一次槽孔內混凝土面深度，并及時填繪混凝土澆筑指示圖，在開澆和結尾時應適當增加測量次數；澆筑時槽孔口應設置蓋板，避免混凝土散落槽孔內；不符合質量要求的混凝土嚴禁澆入槽孔內；混凝土下料時不能過快或滿管澆筑，防止將空氣壓入導管內；混凝土澆筑時，及時做好測量、觀察記錄，隨機在每一個單元槽段混凝土制作試件一組，每五個槽段分別制作抗滲壓力及彈性模量試件各一組。

圖2抓斗成槽順序圖

（3）成槽質量檢查

成槽后用“重錘法”檢查，測量槽孔的孔深、孔形、孔斜等參數。成槽后槽段應符合：孔位偏差小于3cm；槽孔寬度不小于400mm；孔斜率不大于4‰。

3.6接頭管法連接一期二期槽段

（1）一、二期槽孔間混凝土套接處理，采用接頭管法，保證槽孔可靠連結。接頭管直徑Ф400mm，壁厚12mm，節長度3m～6m，2根接頭管下設在一期槽孔內。

（2）接頭管法施工，混凝土的早期強度不宜過高；其表面平整光滑，管節之間的連接可靠。

（3）施工工藝：當一期槽成槽驗收合格后，在槽兩端下接頭管，砼澆筑后，根據控制時間與起拔力，吊車起拔接頭管。若接頭管固結，吊車無法拔出時，采用拔管器拔管。

3.7特殊情況處理

（1）導墻嚴重變形或底部坍塌

破壞部位應重新修建導墻，改善槽內泥漿性能。

（2）地基嚴重漏漿

應迅速填入堵漏材料，必要時可回填孔槽。

（3）混凝土澆筑時出現質量事故

鑿除已經澆入孔內的混凝土，重新澆筑，在需要處理的墻段上游側補貼一段新墻。

參考文獻

[1]DL/T5199-2004，水利水電工程混凝土防滲墻施工規范[S]．

[2]SL378-2007，水工建筑物地下開挖工程施工規范[S]．

[3]SL174-1996，水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規范[S]．

中圖分類號：TV543

文獻標識碼：A