同贛堤槽板式深槽混凝土防滲墻施工技術(shù)經(jīng)驗淺談

雷春華王忠法（.湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 長沙市 40000；.江西省吉安市峽江水利樞紐同江防護(hù)區(qū)工程建設(shè)指揮部 吉安市 33600）

同贛堤槽板式深槽混凝土防滲墻施工技術(shù)經(jīng)驗淺談

雷春華1王忠法2
（1.湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 長沙市 410000；2.江西省吉安市峽江水利樞紐同江防護(hù)區(qū)工程建設(shè)指揮部 吉安市 331600）

江西省峽江水利樞紐同江防護(hù)區(qū)同贛堤防滲墻（以下簡稱防滲墻）深高達(dá)76 m，其槽寬80 cm,防滲墻總面積超過11萬m2，該堤地質(zhì)溶洞比較發(fā)育。根據(jù)峽江水利樞紐同江防護(hù)工程溶洞處理工程技術(shù)要求，施工前應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)復(fù)勘。文章以槽板式防滲墻施工為例，介紹槽板式防滲墻的施工技術(shù)和應(yīng)用效果，可供類似工程參考。

混凝土防滲墻 先導(dǎo)孔 地質(zhì)復(fù)勘 抓斗

1 工程概況及地質(zhì)

峽江水利樞紐工程位于贛江中游峽江縣巴丘鎮(zhèn)上游約6.0 km處，控制流域面積6.271×104km2，樞紐總庫容11.87×108m3，總裝機(jī)容量360 MW。江西省峽江水利樞紐同江防護(hù)區(qū)防滲墻工程主要包含同贛堤防滲墻以及同南河左岸防滲墻，主要工程項目為：同贛堤500 mm（或600 mm）厚防滲墻面積約為80 000 m2；800 mm厚防滲墻面積約為20 000 m2；同南河左岸防滲墻墻厚為500 mm，面積約為13 000 m2。其中深度在25 m以內(nèi)的有同贛堤樁號0+460～0+930、3+380～3+700及同南河左岸樁號14+020～ 15+400范圍；深度在25 m以上的為同贛堤樁號1+270～3+380范圍。800 mm厚的防滲墻為同贛堤樁號為0+ 970～1+270范圍。

同贛堤堤線位于贛江支流同江河出口的贛江左岸，沿灘地布置，南起楊家塘村，經(jīng)水南村東、同江河口、菜園村止于同江村北側(cè)山地，堤線全長3.703 km。同贛堤防滲墻地質(zhì)主要為第四系更新統(tǒng)沖積層（alQ2）粘土、礫質(zhì)土、砂壤土和殘坡積層（elQ2）粘土等，下伏基巖為二疊系（P）灰?guī)r、炭質(zhì)灰?guī)r和炭系（C）云質(zhì)灰?guī)r，泥質(zhì)鈣質(zhì)粉砂巖，局部灰?guī)r質(zhì)礫巖。

2 施工布置

2.1 主施工平臺布置

施工現(xiàn)場有成槽機(jī)施工、澆注混凝土運輸?shù)缆贰_擊鉆施工、起重機(jī)拔索扣管施工等，因施工現(xiàn)場交叉施工頻繁，所以主施工平臺所用場地也比較寬（圖1）。

圖1 防滲墻施工平臺布置圖

2.2 混凝土攪拌站場地布置

混凝土攪拌站共設(shè)兩個，同江河口以北一個，同江河口以南一個。混凝土攪拌站現(xiàn)場需要砂、石子原材堆放區(qū)域；水泥罐架設(shè)區(qū)域；攪拌機(jī)架設(shè)區(qū)域及混凝土運輸車、鏟車運轉(zhuǎn)區(qū)域。場地內(nèi)原材堆放至少存放兩段防滲墻所需材料，才能保證施工不能停頓。

2.3 供水、供電系統(tǒng)

施工現(xiàn)場取水條件非常之便利，直接從河道里架泵抽水。施工用電平時用電網(wǎng)的電。如在澆筑混凝土?xí)r電網(wǎng)停電，則啟用備用發(fā)電機(jī)。

3 防滲墻施工

3.1 防滲墻的施工程序及方法

防滲墻成槽采用3臺BH-12液壓抓斗、寶峨GB60、寶峨GB34液壓抓斗各1臺成槽機(jī)成槽，膨潤土泥漿護(hù)壁，導(dǎo)管法灌注水下墻身混凝土；先施工1個或幾個先行槽段，再在先行槽段旁邊施工連接槽段，最后以閉合槽段結(jié)束。施工過程中應(yīng)做好泥漿護(hù)壁，并始終保持槽內(nèi)泥漿面不低于導(dǎo)墻頂面（高程47.0 m）以下0.5 m且高于地下水位2 m以上。

防滲墻施工工藝流程見圖2。

圖2 防滲墻施工工藝流程圖

3.2 防滲墻成槽施工

3.2.1 導(dǎo)墻施工

深度不大于50 m的防滲墻導(dǎo)墻，因頂拔鎖扣管所受壓力不大，所以此段導(dǎo)墻內(nèi)不設(shè)鋼筋，導(dǎo)墻為素混凝土導(dǎo)墻。

深度大于50 m的防滲墻的導(dǎo)墻因頂拔鎖扣管所受壓力大，所以導(dǎo)墻內(nèi)應(yīng)設(shè)鋼筋。導(dǎo)墻施工工藝流程如下：

平整場地→測量定位→挖槽→打墊層→綁扎鋼筋→立模板→混凝土澆注→養(yǎng)護(hù)→拆模加方木橫支撐。

3.2.2 泥漿工程

（1）泥漿配合比。由于在粉砂層、礫石層中成槽難度較大，故護(hù)壁泥漿配比及制備主要針對粉砂地層。泥漿主要成分為膨潤泥，加入CMC增粘劑（羧甲基納纖維素，又稱人造漿糊）、純堿等輔助材料，泥漿配合比按規(guī)范及設(shè)計技術(shù)要求進(jìn)行配置，在施工中應(yīng)根據(jù)材料的性能、土質(zhì)情況適當(dāng)予以調(diào)整。

（2）泥漿管理。根據(jù)施工規(guī)范、設(shè)計招標(biāo)文件及現(xiàn)場實際地質(zhì)情況，確定各項指標(biāo)如下：

比重：1.06～1.12;粘度：25～30;失水量：＜10 cc/ min;泥皮厚度：＜1.5 mm;pH值：8～9。

泥漿處理示意圖見圖3。

圖3 泥漿處理示意圖

3.2.3 成槽施工過程控制及注意事項

（1）成槽施工過程控制。按槽段劃分，分幅跳槽施工，槽段劃分根據(jù)預(yù)埋灌漿孔，間距2.1 m，確定每段為6.3 m。采用“三抓法”開挖成槽，即每幅連續(xù)墻施工時，先抓兩側(cè)土體，后抓中間小墻，如此反復(fù)開挖直至設(shè)計槽底標(biāo)高為止。槽段垂直度檢測采用“重錘測量法”，再通過相似三角形計算出槽段的垂直度。

（2）成槽注意事項。

①開挖之前，成槽機(jī)下需墊20 mm厚鋼板，成槽機(jī)應(yīng)以最大工作半徑停機(jī)，嚴(yán)禁“一停三抓”，以減少開挖時導(dǎo)墻內(nèi)外側(cè)壓力。成槽機(jī)起重臂傾斜度控制在65°～75°之間，挖槽過程中起重臂只作回轉(zhuǎn)動作不做俯仰動作。技術(shù)人員要準(zhǔn)確在導(dǎo)墻上標(biāo)出開挖槽段尺寸，成槽機(jī)的主鋼絲繩必須與槽段的中心重合。

②成槽機(jī)必須輕提慢放，嚴(yán)格控制成槽速度。開始開挖（6～7）m速度要緩慢，確保成槽垂直度，防止出現(xiàn)沿內(nèi)或外側(cè)開挖使連續(xù)墻偏移中心線。開挖過程中，技術(shù)人員要隨時觀察斗臂所在的平面是否與槽段所在的平面垂直，定時觀測斗臂左右偏移情況，時刻注意下沉過程中的速度是否均勻。

③成槽過程中，混凝土罐車及交叉作業(yè)的重型自卸汽車、挖機(jī)鏟車等大型機(jī)械設(shè)備不得在槽段邊緣走動，以確保槽壁穩(wěn)定。

④挖槽時，不斷向槽內(nèi)注入新鮮泥漿，保持泥漿面不低于導(dǎo)墻頂面以下（0.2～0.3）m。隨時檢查泥漿質(zhì)量，及時調(diào)整泥漿以滿足特殊地層的要求。

3.2.4 清槽換漿

槽段開挖至設(shè)計標(biāo)高并經(jīng)檢查合格后，即可進(jìn)行清槽換漿工作。

（1）清槽。采用沉淀法清槽，即在抓斗直接挖除槽底沉渣之后進(jìn)行，為進(jìn)一步清除抓斗未能挖除的細(xì)小土渣，以吸漿反循環(huán)法吸除沉積在槽底廓的土碴淤泥。

（2）換漿。保證清底換漿1 h后，槽底500 mm高度內(nèi)泥漿比重不大于1.15，槽底沉渣不超過100 mm。在清槽換漿全過程中，控制好吸漿量和補(bǔ)漿量的平衡，不能讓泥漿溢出槽外或讓漿面落到導(dǎo)墻頂面以下30 cm。

3.3 防滲墻混凝土澆筑

（1）混凝土。地下連續(xù)墻混凝土具有一般水下混凝土澆注的施工特點，坍落度控制在（180～220）mm，粗骨料最大粒徑＜40 mm，含砂率≥45%，具有良好的和易性。滿足設(shè)計要求的抗壓強(qiáng)度等級、抗?jié)B性能及彈性模量等指標(biāo)。

（2）導(dǎo)管布置。灌注混凝土采用內(nèi)徑為Φ250的快速接頭鋼導(dǎo)管，節(jié)長為2.5m，最下一節(jié)長度為4 m。導(dǎo)管下口距孔底（300～500）mm，不宜過大或過小。

標(biāo)準(zhǔn)槽段設(shè)置2根導(dǎo)管（異型槽段每邊1根導(dǎo)管），導(dǎo)管間距2.75 m，導(dǎo)管距槽段端頭為0.75 m。

（3）混凝土澆注。連續(xù)墻澆注必須在清孔完畢后4 h內(nèi)進(jìn)行。隨著混凝土面的上升，要適時提升和拆卸導(dǎo)管，導(dǎo)管底端埋入混凝土面以下一般保持在（2～4）m，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土面。灌注水下混凝土的隔水栓采用預(yù)制混凝土塞，料斗做成圓錐形。施工中嚴(yán)格控制導(dǎo)管提拔速度和混凝土澆注速度，應(yīng)派專人測量澆注進(jìn)度，并將澆注信息及時反饋，以便施工控制。

灌注混凝土?xí)r，槽段內(nèi)的泥漿一部分抽回沉淀池，另一部分暫時存放到導(dǎo)墻內(nèi)。

（4）試件。每澆完1～2車混凝土，應(yīng)對來料方數(shù)和實測槽內(nèi)混凝土面深度所反映的方數(shù)，用測繩校對一次，二者應(yīng)基本相符。每50 m3混凝土留置1組抗壓試件，每一單元槽段增加留置1組抗壓試件用以檢驗該槽段混凝土70%強(qiáng)度，每5個槽段制作1組抗?jié)B試件。

（5）槽段接頭。槽段接頭采用接頭管。接頭管拔出時間，根據(jù)混凝土強(qiáng)度的發(fā)展情況、氣溫和接頭管的埋置深度等而定。一般在混凝土開始澆注后（2～3）h開始拔動，再使管子回落，無異常后可每隔（20～30）min拔出（0.5～1）m。在混凝土澆注結(jié)束后（4～8）h內(nèi)將接頭管全部拔出。

（6）預(yù)埋帷幕灌漿管。本工程防滲墻底高程進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖層（0.5～1.0）m，下接帷幕灌漿，帷幕灌漿與混凝土防滲墻同軸線，帷幕灌漿孔孔距2.1 m，單排布置。壩體部分混凝土防滲墻施工時預(yù)埋帷幕灌漿管，預(yù)埋管選用直徑130 mm、厚度為3.5 mm的鋼管，預(yù)埋管施工采用“導(dǎo)向架”施工工藝。

①鋼管加工。預(yù)埋帷幕灌漿管選用Φ108 mm無縫鋼管。鋼管下設(shè)到槽底20 cm，為保證鋼管連接后順直，單根鋼管長度以（8～10）m為宜，鋼管連接采用絲扣連接。

②預(yù)埋管孔位布置。防滲墻Ⅰ、Ⅱ期槽段均為6.3 m長，帷幕灌漿孔間距2.1 m，每一槽段中布置3個灌漿孔，每一槽段兩端灌漿孔的位置距槽段兩端的距離均為0.75 m。

③預(yù)埋管下設(shè)。預(yù)埋管下設(shè)采用預(yù)埋管導(dǎo)向架。導(dǎo)向架用槽鋼焊接制作，導(dǎo)向架頂部設(shè)牽引鋼絲繩，由卷揚機(jī)提升，在防滲墻施工混凝土澆筑時，導(dǎo)向架與混凝土面上升同步提升。

將焊接一體的6根底節(jié)鋼管插入導(dǎo)向架后，再將導(dǎo)向架連同底節(jié)鋼管固定在孔口，孔口設(shè)置管夾。待鋼管按設(shè)計長度連接完成并下設(shè)至槽底后，管夾固定好孔口鋼管，用卷揚起吊導(dǎo)向架慢慢下方至距槽底1.5 m處位置。澆筑混凝土?xí)r，導(dǎo)向架隨混凝土面上升同步提升，確保鋼管的位置不發(fā)生變化。

3.4 塌孔事故的處理

對混凝土防滲墻施工中幾種常見事故的預(yù)防和處理，本工程主要表現(xiàn)在塌孔處理。混凝土防滲墻的深度一般為十幾米到五十多米，在成槽和澆筑施工過程中，極容易出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。塌孔有孔口塌孔和孔內(nèi)塌孔。塌孔的槽段主要發(fā)生在砂壤土、砂卵石層及淺層巖溶無填充（空洞）處。處理措施：一是在泥漿拌制過程中，適量加大泥漿比重，并摻入適量膨潤土；二是在塌孔處備好合格的粘土料源。

4 防滲墻質(zhì)量檢驗

4.1 質(zhì)量評定

防滲墻進(jìn)行質(zhì)量評定477個單元，合格率及優(yōu)良率均為100%。

4.2 混凝土隨機(jī)取樣檢查

根據(jù)規(guī)范要求，采用了槽孔口混凝土隨機(jī)取樣，做抗?jié)B、抗壓等試驗，共計取試塊637組，其中抗?jié)B試塊160組，抗壓試塊477組，標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)28 d做室內(nèi)試驗。抗壓強(qiáng)度R28在（15.3～25.3）MPa，滲透系數(shù)K28在（3.6×10-7～5.6×10-7），全部試樣均到達(dá)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。混凝土防滲墻質(zhì)量優(yōu)良。

4.3 開挖檢查

本工程對樁號0+775處進(jìn)行了開挖檢查，開挖深度8m（開挖高程從47m到39m)。經(jīng)檢查墻體槽段間混凝土膠結(jié)良好，墻體混凝土充填密實。墻體有效厚度，槽段間刷壁干凈，無泥漿殘留，符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

4.4 工程重點與難點

同贛堤樁號1+500～2+300為巖溶地質(zhì)，基巖起伏大，地下巖溶分布復(fù)雜。本槽段長6.3 m，液壓抓斗1抓長2.75 m，斗寬為0.6 m，中間小墻為6.3-2.75-2.75=0.8 m，兩爪之間現(xiàn)場實測最大高差達(dá)9 m，因此寬0.8 m、高9 m的小墻三角地帶無法抓取干凈，存在滲漏通道。

本工程防滲墻采用跳倉法施工，在Ⅱ序槽與相鄰Ⅰ序槽之間巖面起伏大，在槽段兩側(cè)形成滲透通道。本工程在該區(qū)域防滲墻下有溶洞灌漿，接觸段灌漿及灌漿預(yù)埋管垂直度的控制對下一道溶洞灌漿施工都顯得尤為重要。

5 結(jié) 語

混凝土防滲墻是利用成槽機(jī)械借用泥漿護(hù)壁作用在地下挖出窄而深的槽，并在其內(nèi)部通過特殊機(jī)具澆筑混凝土材料而形成具有防滲、擋土、承重等功能的連續(xù)地下墻體，該施工技術(shù)具有施工成本低、工期短、防滲效果好等優(yōu)點。在水庫堤防加固防滲工程中發(fā)揮了重要作用。

本工程同贛堤及同南河防滲墻處理軸線長度為4 689 m，其中包含防滲墻下溶洞處理長度1 953 m，800 mm槽寬的防滲墻長330 m溶洞灌漿在防滲墻澆筑過程中，灌漿預(yù)埋管垂直度的控制對下一道溶洞灌漿施工顯得尤為重要，因同贛堤基礎(chǔ)溶洞發(fā)育充分，造成在防滲墻成槽過程中塌孔數(shù)次，現(xiàn)場粘土回填量就多達(dá)9 000多m3，使得原有的巖溶空腔充填物發(fā)生了變化，建議在溶洞灌漿處理之前先做先導(dǎo)孔的施工，以比較判別地下溶巖充填物與設(shè)計地勘的差異，為溶洞灌漿的施工提供基礎(chǔ)依據(jù)。

2016-05-27）

雷春華（1976-），女，湖北荊州人，碩士，講師，目前從事港航專業(yè)的教學(xué)工作。