水庫大壩塑性混凝土防滲墻施工質量控制

馬建泉

（廣東五華縣小水電管理站梅州市514400）

水庫大壩塑性混凝土防滲墻施工質量控制

馬建泉

（廣東五華縣小水電管理站梅州市514400）

塑性混凝土防滲墻施工技術是水庫大壩防滲施工中較為有效的一項施工技術，在水庫大壩除險加固工程施工中得到廣泛的應用。文章結合工程實例，對水庫大壩塑性混凝土防滲墻施工準備階段及實施階段的施工質量控制進行了詳細的介紹，旨在為其他類似工程施工質量控制提供參考。

水庫大壩防滲墻質量控制

我國水利資源豐富，已建成的水庫數量也十分巨大。近年來，隨著水庫運行年限的增加，由于水庫施工技術水平的限制及年久失修，許多水庫出現了不同程度的病險情況，嚴重影響到了水庫的正常、安全運行，并對人民群眾的生命財產安全構成了嚴重的威脅。采取有效的施工技術對病險水庫進行除險加固施工，做好質量控制工作，保障水庫的正常、安全運行具有十分重要的意義。

1 工程概況

某水庫于1961年2月修建，于1964年3月竣工。竣工后，進行2次加固，仍存在設計不達標的問題。此水庫壩頂寬6 m、長425 m，壩底寬465 m,壩總高度70.4 m。目前水庫大壩存在壩頂發生裂痕與不均勻沉降現象；壩體的寬度、壓實度、抗震性能、滲透值不達標等問題。水庫大壩的下游區含有1.67萬hm2（25萬畝）耕地、30萬以上人口和很多交通要道，因此要采取塑性混凝土防滲墻施工技術對此水庫大壩除險加固，解決水庫大壩的安全問題，保證水庫防洪工作的安全運行，確保下游居民的生命、財產安全。

2 施工的主要內容

此水庫大壩的塑性混凝土防滲墻施工項目于2015年1月18日開工，因為此水庫大壩進入5月份后都是汛期，所以塑性混凝土防滲墻施工期要保持在3個月內，時間緊迫，任務及責任都十分重大。塑性混凝土防滲墻的主要施工內容是由于大壩內原建有0.8 m厚度、188.20 m高、0.5 m深的的C15混凝土防滲墻，所以要新建390.0m線長、63個槽段、11.3 m≦墻深≦72.2 m、W8防滲等級的C20防滲墻。

3 防滲墻施工的準備階段

3.1 擬定塑性混凝土防滲墻的施工流程，制定其施工程序和施工方案

在塑性混凝土防滲墻施工的開始，塑性混凝土防滲墻的施工總監必須組織施工的各部門、各單位對圖紙設計和方案設計開展會議。由塑性混凝土防滲墻的施工設計部門負責人對具體的技術流程進行交底，準確地列出塑性混凝土防滲墻的各項技術指標和各項設計參數，更正和解答塑性混凝土防滲墻施工條件與其它施工項目的聯系、錯漏和疑問。塑性混凝土防滲墻的施工總監核查設計圖紙沒有錯誤后簽字才能開展施工的各項前期的準備工作。塑性混凝土防滲墻的施工總監針對塑性混凝土防滲墻的施工項目組織施工的各部門、各單位召開專題的會議，討論和分析各項機械設備、各段施工工藝、各個項目造價等。塑性混凝土防滲墻的施工總監根據設計圖紙與施工的規范要求，參建方確定塑性混凝土防滲墻總體施工方案如下：

（1）利用抓取法進行塑性混凝土防滲墻施工，指的是利用抓斗，挖掘地層，制造槽孔。

（2）經監理機構檢驗合格后，利用抓斗撈取法或氣舉法清孔。

（3）穩定孔壁采用優質膨潤土進行固壁護壁。

（4）利用直升導管法對墻體進行混凝土澆筑。

（5）采用特制鋼桁架對水庫壩體防滲墻下方的基巖進行埋管定位。

（6）采用BG420/100型液壓拔管機和“接頭管法”連接墻段，節省接頭鉆鑿的時間，節約塑性混凝土防滲墻的澆筑量，保證接縫質量。塑性混凝土防滲墻的施工依據槽段進行劃分，首先進行一期槽段的施工，最后進行二期槽段的施工。塑性混凝土防滲墻施工以施工方案為前提，依據施工的規范要求與設計圖紙，制定塑性混凝土防滲墻的施工流程，要求施工過程中塑性混凝土防滲墻的施工單位必須嚴格依據施工流程進行施工；監理機構對其進行嚴格的監督，必須在塑性混凝土防滲墻施工前檢查施工現場是否符合施工的各個條件和要求，復核導墻施工是否沿軸線開展，孔位與施工槽段是否正確。檢查施工機械、儀器儀表是否齊備且正常運轉，施工作業人員及技術管理人員是否到位。塑性混凝土防滲墻施工工藝流程見附圖。

3.2 控制施工的原材料及中間產品

發包人要求監理機構對承包人進場原材料和中間產品進行見證取樣，送檢的樣品必須符合現行的相關技術檢驗標準，委托檢測公司、監理機構檢驗合格，施工方同意后方能投入使用。塑性混凝土防滲墻施工的原材料及中間產品必須符合《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規范》、招標文件、施工設計圖紙等各項要求。原材料包括:膨潤土、水泥、細骨料、外加劑、粗骨料。使用P.O 42.5普通硅酸鹽水泥；選取（5～20）mm或（20～40）mm的人工碎石天然砂做粗骨料；采用特定的木質素磺酸鈣做外加劑；采用鈣基膨潤土做鈣基膨潤土。

3.3 控制防滲墻混凝土的配合比

施工原材料和中間產品都符合檢驗要求，根據即將實施塑性混凝土防滲墻的現場環境和塑性混凝土防滲墻施工的技術要求，參建方委托合格的檢測公司，進行塑性混凝土防滲墻混凝土配合比的試驗工作，其中包括塑性混凝土防滲墻的主要物理力學技術指標、混凝土試配的試驗結果、混凝土拌合物的性能試驗、水庫除險的加固工程中防滲墻混凝土配合比等參數試驗，實驗結果如表1。

附圖塑性混凝土防滲墻的施工工藝流程圖

表1 防滲墻混凝土的主要物理力學技術指標

根據《水利水電工程混凝土施工技術規范》及項目的技術規范要求進行實驗，采用膨潤土和不同水泥進行適配，試驗結果如表2。

試驗結果合理科學可靠，序號1的配比結果符合塑性混凝土防滲墻的設計指標，同時對序號1的配比進行性能試驗，結果如表3。

從表2、表3的數據可以知道，檢測的結果是合理科學可靠的，序號1的配比結果符合塑性混凝土防滲墻的設計指標，滿足拌合物的性能要求，最終得出標準的配合比(如表4)。防滲墻混凝土的配合比設計方案經監理機構審核通過，方能施工。

表2 塑性混凝土的試配結果

表3 混凝土拌合物的性能試驗

表4 水庫除險的加固工程塑性混凝土防滲墻的配合比

3.4 進行生產性實驗確定塑性混凝土防滲墻施工的技術參數

根據招標文件、施工設計圖紙、施工各項要求，確保塑性混凝土防滲墻的整體施工質量，通過相關的生產性實驗對防滲墻施工的技術參數進行科學合理的驗證。施工方在業主代表和監理人員的見證和監督下，依據監理機構審核通過的塑性混凝土防滲墻生產性實驗方案，抽取出在防滲工程的F-51#、45#兩個槽孔進行生產性實驗。此次生產性實驗的內容是實驗塑性混凝土防滲墻的材料、相關參數、施工工藝、設備性能、槽孔成槽、槽孔造孔等，分析得出混凝土的配比性能、槽孔造孔、清孔、澆筑、接頭孔清洗、設備心梗、泥漿壁面性能、槽段長度等可行性數據。生產性實驗如下：

（1）通過對防滲工程的F-51#、45#兩個槽孔進行生產性實驗，分析證明此項工程利用了性能良好的造孔設備，采用的純抓法造槽、設備配置都非常適合此水庫大壩的地層屬性；槽段的長度和槽孔的劃分數量都符合了規定，可以使用跳槽技術緩解集中負載的施工設備；基巖的鑒定方法正確，確保入巖深度。

（2）固壁泥漿的配合比、漿液配合比兩者的比例合適、性能良好，使冷卻機具、懸浮鉆渣充分發揮作用，穩定孔壁。

（3）利用氣舉法清孔匹配此水庫大壩的砂巖地層、土層屬性，清孔換漿的檢驗指標也符合招標文件、施工設計圖紙、施工規范等各項要求。

（4）拌合站的機械設備包括配料機、拌合機、混凝土泵，其各項的性能和配置必須符合招標文件、施工設計圖紙、施工各項要求并準確地控制好大宗材料的數量、拌合時間、拌合配比，保證塑性混凝土防滲墻墻體澆筑的連續性。

（5）接頭孔的工藝技術成熟且其性能良好，確保接頭孔質量。施工過程嚴格把控接頭管的垂直度，適當控制起拔時間，預埋技術符合招標文件、施工設計圖紙、施工各項要求。

（6）塑性混凝土防滲墻墻體澆筑的各項工序都符合了招標文件、施工設計圖紙、施工規范等各項要求。10 m以下墻體澆筑速度大于2 m/h,10 m以上墻體澆筑速度大于3 m/h。

綜上所述，在通過生產性實驗后，防滲墻施工技術的各個參數以及各個施工階段都符合了符合招標文件、施工設計圖紙、施工規范等各項要求。

4 控制防滲墻施工的各施工階段質量

嚴格把控防滲墻施工的各施工階段的質量，必須依據經監理機構審核通過的塑性混凝土防滲墻施工方案進行施工，在防滲墻施工的各施工時期，重點保證建造槽孔和墻體混凝土的澆筑質量。

4.1 控制孔形、終孔

（1）控制孔形。在建造槽孔時，必須確保每個槽孔的中心線位于防滲墻的中心線上，誤差必須小于3 cm。在建造槽孔時，要全程控制孔斜，槽孔兩端的主孔孔斜率必須小于3%，其他槽孔的孔斜率必須小于4%，相近的槽段偏斜方向必須保持一致，槽孔的壁面必須垂直平整，不能有探頭石，墻壁不能凹凸不平。而槽孔的孔斜率利用重錘法測量，發現偏斜，使用石塊回填對槽孔糾偏，驗收終孔時還需要聯驗孔斜率。

（2）終孔。根據施工方案的設計圖紙，要求防滲墻必須穿過壩底的基砂面，強風化巖達到（1.5～2.0）m巖面，弱風化巖達到（0.5～1.0）m巖面。在進行終孔前，不斷抽取鉆渣，分析判斷槽孔的位置。保存抽取的鉆渣，交給監理機構進行實驗確定終孔的深度。在水壩的陡坡，利用2～3個階梯坎型式整理每個槽孔底部，確保相近的槽孔終孔的深度高差小于1.0 m，在大壩的平緩段，確保每個槽孔底部相對水平，利用重錘法測量槽孔孔斜率。

4.2 刷洗接頭孔、清孔換漿

槽孔封孔后必須進行刷洗接頭孔和清孔換漿工作的工作。

（1）刷洗接頭孔。為了防止槽孔底部積累淤積，刷子的鉆頭禁止帶有泥屑。利用有重量的圓形的鋼絲刷子并通過鉆機使刷子不斷地在孔口和孔底進行往返運動，不斷地調整鋼絲繩的位置對孔壁施壓，使接頭孔的孔壁完全清洗。

（2）清孔換漿。驗收合格的槽孔封孔，還必須驗證其槽孔內的泥漿指標是否達標，是否符合混凝土的澆筑要求。如果槽孔不達標，則用“氣舉法”清理槽孔內的泥漿，如果達標，則用抽筒將槽孔內的沉渣撈取出。施工方將清孔效果報告監理人員，業主代表和監理人員檢查清孔效果的質量，清孔合格證書由監理工程師頒發，在清孔合格驗收后方能進行下一步施工流程。

4.3 塑性混凝土防滲墻的澆筑施工

塑性混凝土防滲墻成墻的前提是澆筑施工，而塑性混凝土防滲墻墻體的澆筑必須嚴格依據經監理機構審核通過的施工技術規范與施工方案進行，塑性混凝土防滲墻墻體澆筑的施工過程應按如下進行：

（1）塑性混凝土防滲墻必須使用（20～25）cm內徑的直升導管對泥漿進行澆筑，并且對墻體進行定期的密閉承壓實驗。

（2）塑性混凝土防滲墻澆筑施工連續進行的前提是要保證混凝土拌合和運輸對接工作沒有中斷，如果混凝土拌合和運輸的對接工作沒有做好，導致澆筑施工被中斷，必須注意其中斷時間要控制在40 min之內。

（3）一期槽孔的導管兩端槽口不能大于1.5 m，二期槽孔的導管兩端槽口不能大于1.0 m，導管之間的距離必須小于3.5 m。

（4）在進行塑性混凝土防滲墻澆筑前，必須準備充足的混凝土數量，向直升導管注入適量的水泥砂漿，防止導管低端因擠出的木球塞而露出混凝土。在澆筑時，可以先從低處開始澆筑，避免因高低不平的槽孔底部導致澆筑困難。

（5）在進行塑性混凝土防滲墻澆筑前，要對每根直升導管放入排水膽或可浮起的木球堵塞底部，導管的底端口必須小于1.5倍直徑的木球，并且和孔板距離小于25 cm。如果導管底端和孔板距離大于25 cm，就必須將導管放置在控制范圍的最低處。

（6）塑性混凝土防滲墻澆筑施工必須連續進行，槽孔內的混凝土傳輸速度必須大于2 m/h，但也不能太快，槽孔內的混凝土必須能連續上升到施工平臺的最高處。

（7）將導管埋入混凝土時，必須控制在（2.0～4.0）m的深度，防止泥漿流入導管中。

（8）在對塑性混凝土防滲墻的墻體進行澆筑時，要保持槽孔的澆筑速度均勻進行，而混凝土的高差保持在0.5 m之內。2 h/次測量導管中的混凝土面，30 min/次測量混凝土面，適當增加開頭的澆筑次數和結尾的澆筑次數。

（9）禁止不達標的混凝土入槽澆筑，在夏季進行澆筑施工時，嚴格將混凝土的溫度控制在28℃之內。

（10）在進行混凝土澆筑時，如果泥漿混入混凝土中或導管爆漿，施工人員應立即報告監理人員，并對產生的問題進行研究處理。

（11）若混凝土防滲墻的頂部高于50 cm，則必須將其鑿除，重新澆筑。

5 塑性混凝土防滲墻成墻質量檢查

塑性混凝土防滲墻的施工單位要檢查澆筑的質量。檢驗方法如下：

（1）塑性混凝土防滲墻完成澆筑后，塑性混凝土防滲墻成墻，施工方向監理機構上報完整的施工資料，讓監理機構對其進行審核，監理機構根據施工資料確定澆筑檢查方法和澆筑位置，最后得出檢驗方案。

（2）在塑性混凝土防滲墻成墻一個月后，進行鉆孔檢查，依據防滲墻的中心線設置檢查孔，每50 m設置一個以上的檢查孔，孔斜小于0.5%，孔寬≦1.0 cm，孔深＞1.0 m，每個檢查孔要進行注水試驗，測試其力學性能，并對芯樣進行描述。

（3）塑性混凝土防滲墻澆筑槽口的取樣數量與常規取樣數量相同，每一個檢查孔的取樣數量大于3組。抽取一定數量的試樣，在室內對塑性混凝土防滲墻進行彈模、抗壓、抗滲強度、抗拉強度的物理力學性能試驗。

（4）塑性混凝土防滲墻的質量檢查要依據《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規范》（SL 174-2014）進行，注水試驗標準為K（i×10-7cm/s）。

（5）利用黏土水泥漿（黏土含量＜30%）對塑性混凝土防滲墻的檢查孔進行壓漿封孔。

（6）對不合格槽孔段，施工方要增加其檢查孔的數量。

（7）對不合格槽孔段，施工方必須立即對原因進行分析，并制定解決方案向監理機構提交審批，監理機構對解決方案審核通過后，施工方對不合格槽孔段進行合格處理。

（8）塑性混凝土防滲墻的墻頭要進行開挖檢查，監理機構依據實際的施工環境與質量檢查結果確定開挖的部位和數量。

[1]龐旭東，李宗杰，劉加林.塑性混凝土防滲墻施工質量控制[J].北京水務，2014，（3）：78-81.

[2]羅曉丹.錦凌水庫塑性混凝土防滲墻施工質量控制探究[J].黑龍江水利科技，2015，（5）:107-108.

[3]賈建.淺談石屏縣大寨水庫大壩塑性砼防滲墻施工質量控制及常見事故的處理[A].云南省水利學會2015年度學術年會論文集[C].2015.

[4]陳英,仲兆偉,劉小偉.西泉眼水庫應急維修加固工程塑性混凝土防滲墻施工質量控制[J].黑龍江水利科技，2010，38（5）:12-13.

[5]王謀都，郭家芳，高永強.CCS水電站塑性混凝土防滲墻施工質量控制與檢測[J].云南水力發電，2015，31（6）：127-130.

2016-11-19）

馬建泉（1980-），男，廣東五華人，工程師，大學本科，目前從事水工建筑工作，通訊地址：廣東省五華縣水寨鎮前進街

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