淺談巖溶地區混凝土防滲墻施工及質量控制

黃樹平

(廣東省北江航道開發投資有限公司,廣東 清遠 511500)

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淺談巖溶地區混凝土防滲墻施工及質量控制

黃樹平

(廣東省北江航道開發投資有限公司,廣東 清遠 511500)

隨著我國社會經濟的快速發展，集發電與通航功能的綜合型航運樞紐工程也在不斷發展。文章以某山區河道建設中的船閘工程為例，充分結合工程特點，提出巖溶地區防滲墻施工工藝及其質量控制方法，有效地預防本工程基坑滲水問題，確保了基坑安全。該工藝及其質量控制方法對類似工程有一定的參考和幫助，能更好的推動大型航運樞紐的發展。

巖溶地區；混凝土防滲墻；施工；質量控制

1 工程概況

1.1 工程簡介

某船閘工程位于廣東省北江流域，工程內容包括新建二線船閘及重建一線船閘，二線船閘有效尺度220m×23m×4.5m，重建一線船閘有效尺度140m×23m×4.5m，一、二線船閘上下游均共用引航道，船閘設計通航能力為1000t級。為保證船閘基坑開挖穩定，防止基坑涌水，在基坑左岸設置60cm厚831m長的C30混凝土防滲墻作臨時防滲措施，防滲墻頂高程▽35.77，底高程▽10.0，入巖深度≥1m。

1.2 防滲墻施工特點

根據工程現場情況以及地層特點分析，防滲墻施工主要有以下3個特點：

1)該地區地質條件復雜，上層為粉砂層和卵石土層，下層為灰巖，溶溝、溶槽、溶隙發育強烈，漏漿塌孔問題嚴重，施工難度大。

2)汛期施工水位變化比較大，影響防滲墻成槽穩定性。

3)防滲墻距離新建排澇渠約8m，與新建排澇渠施工存在互相干擾情況。

2 施工準備工作

2.1 技術準備

1)收集防滲墻軸線位置及附近的地質資料，提前了解施工區的地層分布和基巖情況。

2)熟悉設計的圖紙，嚴格按照設計圖紙和施工規范編制切實可行的施工方案。

3)做好技術交底、質量交底和安全交底。

2.2 機械和設備準備

1)主要機械和設備包括沖擊鉆機、液壓抓斗、強制式拌和機、混凝土罐車等。

2)空壓機、泥漿泵、清孔裝置、水泵、電焊機等。

2.3 材料準備

1)混凝土攪拌所用的水泥選用當地水泥廠生產的P.042.5普通硅酸鹽水泥。

2)混凝土攪拌所用的砂、石等材料選用當地材料，所備砂石等材料質量和數量滿足施工要求[1]。

3)現場備用足夠數量的小片石、黃泥和PC32.5R袋裝水泥，用于溶洞處理。

2.4 施工現場準備

1)平整場地：采用挖掘機清理表層土，清表厚度20-30cm。

2)澆筑導墻：導墻采用“┓┏”鋼筋混凝土型式，凈寬比防滲墻厚度大5cm，即650mm，肋厚200mm，單側導墻寬度1.0m，深度1.2m。施工時先采用挖掘機挖槽(105m寬，120cm深)，綁扎A10雙層鋼筋網，現澆C25混凝土。導墻頂面高出地面10cm，且保證泥漿液面高出地下水位50cm。

3)修筑泥漿池：泥漿池布置在防滲墻右側，每100m布置一個，每個泥漿池的容積≥100m3，泥漿池采用沙磚砌筑，砂漿抹面。

3 防滲墻施工

3.1 施工程序及工藝流程

施工工藝流程圖如圖1所示。

圖1 防滲墻施工工藝流程圖

3.2 成槽施工

3.2.1 泥漿系統

1)造孔泥漿的功用是支撐孔壁，懸浮、攜帶鉆渣和冷卻鉆具，造孔時，孔內泥漿面保持在導墻頂面以下30-50cm。

2)黏土泥漿的性能：造孔用泥漿以黏土制漿為主，可選用膨潤土制漿。膨潤土新漿需經24h水化溶脹后使用，泥漿的性能見表1。清孔泥漿回收利用，回收時將泥漿過濾，清除石渣和粗顆粒，通過分級沉淀，使泥漿性能符合要求。

表1 黏土泥漿主要性能指標表

3.2.2 槽段劃分

單元槽段長度的劃分根據地質條件、抓頭尺寸、混凝土防滲墻壁結構、混凝土供應能力等要求確定，本工程單元槽段長度為7.2m,見圖2。

圖2 槽孔布置示意圖

3.2.3 成槽

成槽工序是防滲墻施工關鍵工序之一，既控制工期又影響質量，根據地質情況，采用液壓抓斗和沖擊鉆配合施工的成槽方法，即上部土層及卵石層中用四鉆三抓法成槽，基巖部分用沖擊鉆成槽。先施工一序槽，后施工二序槽，鉆抓成槽順序見圖3。

圖3 成槽工藝示意圖

4)接頭孔可以采取埋管法，為了便于更加安全的進行拔管，當混凝土初凝后，即可以轉動接頭管：混凝土終凝后，就可以直接將接頭管拔出槽孔外。

5)當混凝土終凝但強度不高時，即用鉆鑿法修整接頭孔。

6)單槽造孔結束后，對造孔質量進行全面檢查。

3.2.4 清孔

1)單槽孔造孔結束后，對造孔質量進行全面檢查。

2)清孔換漿可選用泥漿循環或氣舉法。

3)清孔換漿結束后1h，達到下列清孔標準：①孔底淤積厚度≤20cm；②孔內泥漿的密度≤1.20g/cm3。

4)清孔合格后，應于4h內開澆混凝土，特殊原因不能按時澆筑，則在混凝土澆筑前重新清洗。

3.2.5 接頭孔刷洗

1)二期槽孔清孔換漿結束前，清除接頭混凝土孔壁上的泥皮。

2)清除泥皮時，用帶有鋼絲刷的鉆頭進行分段刷洗。

3)刷洗的合格標準是：鋼絲刷鉆頭不帶泥屑，孔底淤泥不再增加。

3.2.6 混凝土澆筑

1)混凝土拌和及運輸：采用3m3強制式混凝土拌和，10m3混凝土灌車運輸到現場。

2)混凝土澆筑：①混凝土澆筑采取直升導管法，進行泥漿下混凝土澆筑，導管內徑為159mm，外徑為168mm；②槽孔內使用兩套導管，間距≤3.5m；一期槽孔導管距孔端1.0-1.5m，二期槽孔的導管距孔端1.0m；當槽底高差>25cm時，導管布置控制范圍最低處；③開澆前，導管上方置入隔離塞，隔離塞用砂漿半圓球或塑料浮球；開澆時，注入水泥砂漿，隨即澆入足夠的混凝土，擠出隔離塞埋住導管底端。

3)混凝土澆筑技術要求：①導管理入混凝土的深度≥1m，≤6m；②混凝土面上升速度≥2m/h；③混凝土面均勻上升，各處高差控制在0.5m以內；④每隔30min測量一次槽孔內混凝土面深度，每隔2h測量一次導管內混凝土面深度，并及時填繪混凝土澆筑指示圖；⑤槽孔口設置蓋板，避免混凝土散落槽孔內；⑥不符合質量要求的混凝土嚴禁澆入槽孔內；⑦混凝土終澆頂面一般范圍內控制在槽口以下1.0m。

4 防滲墻施工質量控制

4.1 成槽質量控制

1)抓槽時施工人員控制抓斗的開抓位置，確保抓斗開抓位置正確，抓斗升降過程中不易過快，確保運行平穩，避免過快造成抓斗左右擺動影響造孔質量。

2)一序槽段先抓兩邊后抓中間，二序槽段先抓中間后抓兩邊。抓槽過程中，經常檢查鋼絲繩中心位置和孔斜率，每2h檢測一次，若發現槽孔中心出現偏差時及時進行糾偏，操作人員啟動車載電腦系統監視抓斗斗體本身開挖時的垂直度，若發現垂直度出現偏差，立即起動液壓薄壁抓斗的糾偏系統修正。

3)造孔過程中，需保持泥漿循環系統相對穩定，并對儲漿池內的泥漿進行攪動，防止泥漿結塊、沉淀。每隔一段時間檢查一次性能指標，當泥漿檢測不合格時必須按廢漿處理。

4.2 終孔、清孔控制

1)成槽終孔后，質檢員需對孔深、孔位、孔斜率、槽寬等進行檢測，孔位中心允許側向偏差≤3cm、孔斜率≤1/150，槽孔深度≥設計孔深。清孔時需將槽底淤積物及沉淀物清除，清孔換漿結束后1h進行檢驗，孔底淤積厚度≤200mm，泥漿比重≤1.2g/cm3。

2)在I序孔施工時在接頭部位需埋設接頭管，接頭管拔出后接頭孔孔形較好、孔壁光滑、易于刷洗，可以確保接縫施工質量，清孔時采用吊車吊住刷壁器對槽段接頭進行上下刷動，≥5次，以保證槽段之間混凝土結合良好。

3)嚴格控制清孔時間，清孔完成后必須在4h內完成混凝土澆筑施工。

4.3 接頭管起拔控制

1)隨時觀察混凝土的凝固情況，根據混凝土的凝固情況來選擇接頭管的起拔時間，起拔時間不易過早，不易過遲，通過現場試驗確定。

2)接頭管偏斜時立即采取糾偏措施，在混凝土尚未凝結之前通過垂直向上的起拔力重塑孔型，使接頭管垂直。

3)安排專職人員負責接頭管起拔，觀察接頭管的起拔力，避免人為造成堵管。

5 結 語

1)在巖溶發充育地區進行混凝土防滲墻施工具有較大難度，成槽過程中時刻注意地層情況，首先施工前需根據地質勘察報告提前預判溶洞位置，在成槽過程中時刻關注泥漿面，發現泥漿面有下降跡象時應立即進行補漿。

2)如果遇到下降速度較快的情況時，應立即采用裝載機或挖掘機回填片石、黃泥和袋裝水泥等混合料進行充填處理。如出現塌孔現象時，應先撤離人員和設備，并快速進行回填，確保施工安全。

3)施工過程中重點把控泥漿比重、成槽垂直度、槽底沉渣和接頭部位處理等，確保施工質量。

[1]易芳.芻議混凝土防滲墻施工技術的應用[J].黑龍江水利科技,2015(06):129-130.

1007-7596(2017)04-0144-03

2017-03-16

黃樹平(1964-)，男，廣東揭陽人，工程師。

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