水利工程混凝土防滲墻施工技術(shù)

□張彬趙孟偉

（1河南省水利水電工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)監(jiān)督站；2河南省豫東水利工程管理局惠北水利科學(xué)試驗(yàn)站）

水利工程混凝土防滲墻施工技術(shù)

□張彬1趙孟偉2

（1河南省水利水電工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)測(cè)監(jiān)督站；2河南省豫東水利工程管理局惠北水利科學(xué)試驗(yàn)站）

水庫(kù)滲漏問(wèn)題將直接影響到水庫(kù)的安全運(yùn)行，在水庫(kù)工程建設(shè)過(guò)程中要高度重視水庫(kù)防滲尤其是水庫(kù)壩基的防滲問(wèn)題。倘若沒(méi)有及時(shí)處理好水庫(kù)壩基的滲漏問(wèn)題，不僅影響水庫(kù)工程的正常蓄水，而且會(huì)給庫(kù)區(qū)周邊廣大群眾的生產(chǎn)和生活埋下安全隱患，違背了“興水利，除水害”的初衷。文章主要列舉前坪水庫(kù)工程壩基混凝土防滲墻施工的例子，簡(jiǎn)述了采用液壓抓斗配合沖擊鉆成槽法進(jìn)行防滲墻施工的技術(shù)工藝。施工過(guò)程中利用混凝土防滲墻施工具備便于快速化施工，耐久性好，質(zhì)量易于保證等諸多優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)合理的施工組織，顯著提高了大壩地基基礎(chǔ)防滲能力。同時(shí)也為今后類似工程施工提供了一定的借鑒之處。

水利工程；混凝土防滲墻；液壓抓斗；沖擊鉆機(jī)；施工技術(shù)

1 前言

混凝土防滲墻是首先在施工作業(yè)面進(jìn)行造孔作業(yè)，然后在地基中利用泥漿固壁，開(kāi)鑿成連續(xù)槽孔，最后向槽孔內(nèi)回填混凝土材料，最終構(gòu)成具備防滲功能的地下連續(xù)墻體?；炷练罎B墻施工在我國(guó)的應(yīng)用已經(jīng)有幾十年歷史，該項(xiàng)技術(shù)也廣泛地應(yīng)用在水利水電工程的水庫(kù)大壩、河道堤防等的防滲施工中，均取得了良好的工程效果。

2 工程案例

2.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

前坪水庫(kù)位于北汝河干流汝陽(yáng)縣境內(nèi)，控制流域面積1325km2，總庫(kù)容5.93億m3。水庫(kù)樞紐建筑主要包含主壩、副壩、溢洪道、泄洪洞、輸水洞、電站等，是一座以防洪為主，結(jié)合灌溉、供水，兼顧發(fā)電的大型水庫(kù)，總投資44.60億元。

壩基處為原河道采砂作業(yè)范圍內(nèi)，多年的采砂活動(dòng)造成壩基處細(xì)顆粒嚴(yán)重缺失，大壩壩基覆蓋層以卵礫石為主，滲透系數(shù)為5.20×10-1cm/s，屬?gòu)?qiáng)透水性。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘測(cè)發(fā)現(xiàn)，壩基卵礫石層滲漏損失較為嚴(yán)重，且存在管涌型滲透破壞的風(fēng)險(xiǎn)，為確保水庫(kù)的壩基穩(wěn)固，采用混凝土防滲墻對(duì)壩基進(jìn)行防滲處理。

混凝土防滲墻布置于粘土心墻軸線上游5.00 m處，范圍為樁號(hào)ZB0+246～ZB0+732，總長(zhǎng)486.00 m，墻厚1.00 m?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C25，抗?jié)B等級(jí)為W8，彈性模量2.80×104MPa。底部深入基巖內(nèi)至少1.00 m，槽深3.90～47.60 m。

2.2 防滲墻施工

2.2.1 防滲墻施工方法及流程

參照類似工程施工經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)成果，本工程防滲墻槽孔每段長(zhǎng)度定為6 m，二序法進(jìn)行施工。施工方法采用液壓抓斗配合沖擊鉆成槽，泥漿下直升導(dǎo)管法澆筑，采用接頭管封堵槽段兩端的方法將槽段進(jìn)行連接。具體防滲墻施工流程見(jiàn)圖1。

圖1 防滲墻施工流程圖

2.2.2造孔

采用液壓抓斗配合沖擊鉆成槽。一序槽使用沖擊鉆在槽段兩端及中心分別鉆三個(gè)引孔，一序槽澆筑完成后，拔出接頭管形成二序槽引孔，再使用沖擊鉆在墻中心鉆一個(gè)引孔。

各個(gè)槽孔孔壁要求平整垂直，槽段允許偏差值≤3 cm，孔斜率控制在0.40%范圍以內(nèi)；防滲墻墻頂應(yīng)澆筑至高出設(shè)計(jì)墻頂高程0.50 m；一、二期槽孔接頭套接孔的兩次孔位中心在任一深度的偏差值控制在設(shè)計(jì)墻厚的1/3范圍內(nèi)。造孔中，孔內(nèi)泥漿面保持在導(dǎo)墻頂面以下30 cm。

2.2.3 清孔及換漿

造孔作業(yè)完成后，對(duì)造孔質(zhì)量（孔深、孔斜等）進(jìn)行全部檢查。經(jīng)檢查合格，成槽后經(jīng)聯(lián)合驗(yàn)收合格后進(jìn)入下一工序。

清孔換漿采用氣舉法施工，在清除孔內(nèi)廢渣的同時(shí)，及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充新鮮泥漿。清孔后孔底淤積厚度值≤100 mm；清孔換漿合格后再進(jìn)行下一道工序施工。防滲墻二期槽孔清孔換漿作業(yè)完成前，采用帶有鋼絲刷子的鉆頭自上而下分段刷洗接頭附著在混凝土孔壁上的泥皮。直到刷子端頭部基本不帶泥屑，孔底淤積不再增加為止。

泥漿凈化處理。澆筑混凝土?xí)r將未被污染的泥漿通過(guò)泥漿泵抽送至廢棄泥漿池，通過(guò)沉淀處理后的泥漿可以供其它槽段鉆孔時(shí)二次利用。

2.2.4 鋼筋籠制安

2.2.4.1 鋼筋籠的制作

鋼筋籠在鋼筋加工場(chǎng)制作成型。防滲墻鋼筋籠豎向受力鋼筋，在加工廠采用單面焊進(jìn)行搭接，鋼筋籠分段入槽時(shí)，采用豎向單面焊搭接，鋼筋籠相互交接1 m。

2.2.4.2 鋼筋籠安裝

起吊鋼筋籠使用一臺(tái)75 t履帶式起重機(jī)，鋼筋籠的端部及中部各設(shè)兩個(gè)吊點(diǎn)，采用雙鉤滑輪吊具，同時(shí)起吊鋼筋籠的頭部及中部。起吊時(shí)特別注意防止鋼筋籠的扭曲、變形過(guò)大。

鋼筋籠中心與槽孔中心重疊后，緩慢下放鋼筋籠至設(shè)計(jì)深度，用2根Ф100 mm的鋼管橫穿吊裝環(huán)并擱置在導(dǎo)墻上固定鋼筋籠。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，為避免澆筑混凝土?xí)r鋼筋籠上浮，在鋼筋籠上端設(shè)置配重。

2.2.5 預(yù)埋管

在鋼筋籠內(nèi)預(yù)埋帷幕灌漿管，具體施工方法如下：預(yù)埋管采用Ф89 mm壁厚5 mm鋼管，按設(shè)計(jì)要求布置，每2 m焊接一道鋼筋固定架。管接頭采用套絲連接，確保管接頭牢固可靠。在墻體施工過(guò)程中，要保護(hù)好預(yù)埋管，管口臨時(shí)封堵，防止異物墜入，堵塞預(yù)埋管。

2.2.6 墻體澆筑

墻體澆筑采用泥漿下直升導(dǎo)管的方法施工。各槽段混凝土灌注均使用兩套導(dǎo)管作業(yè)，導(dǎo)管間距≤5 m。導(dǎo)管選用φ360 mm鋼制導(dǎo)管，管間采用絲扣連接，密封完好。導(dǎo)管吊裝作業(yè)采用人工配合75 t履帶式起重機(jī)完成。

澆筑前，導(dǎo)管內(nèi)置入可浮起的隔離球塞；澆筑時(shí)，澆入足夠的混凝土，擠出球塞并埋住導(dǎo)管的管底端。

防滲墻采用自拌混凝土、12 m3混凝土攪拌車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，混凝土現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)合格后，將其通過(guò)溜槽分流至左、右兩根導(dǎo)管。應(yīng)控制各導(dǎo)管均勻下料，混凝土澆筑面均勻上升，槽內(nèi)各處混凝土面高差控制在0.50 m以內(nèi)，及時(shí)抽拔導(dǎo)管，槽孔內(nèi)混凝土面上升速度≥2 m/h。

防滲墻澆筑作業(yè)時(shí)須每25 min測(cè)量一次槽孔內(nèi)的混凝土面深度，每隔2 h至少測(cè)量一次導(dǎo)管內(nèi)的混凝土面深度。

現(xiàn)場(chǎng)混凝土檢測(cè)并取樣、養(yǎng)護(hù)，以備第三方試驗(yàn)室試驗(yàn)。

2.2.7 防滲墻槽段連接

2.2.7.1 槽段連接采用接頭管法施工

一期槽清孔換漿完成以后，在槽段兩端孔位置下設(shè)φ920 mm鋼制接頭管，孔口固定。接頭管分節(jié)制作，銷子進(jìn)行上下連接，75 t履帶式起重機(jī)配合液壓拔管器起拔吊裝作業(yè)。

2.2.7.2 接頭管下設(shè)

采用75 t履帶式起重機(jī)首先起吊最底部接頭管，對(duì)準(zhǔn)端孔中心位置，豎向緩慢下放到接頭管銷孔高程，采用鋼管對(duì)孔插入接頭管，繼續(xù)將最底部接頭管放下，使鋼管垂直于導(dǎo)墻軸線上，然后再起吊第二節(jié)接頭管，對(duì)準(zhǔn)接頭插入，然后待吊環(huán)與上部接頭管重合一致后，對(duì)孔插入銷子。

吊起接頭管，抽出鋼管，下到第二節(jié)接頭管銷孔處，插入鋼管，循環(huán)上述過(guò)程直至全部接頭管下放完成。

2.2.7.3 接頭管拔管

準(zhǔn)確掌握起拔時(shí)間直接影響到拔管施工能夠順利進(jìn)行。如果起拔的時(shí)間太早，導(dǎo)致槽段接頭孔孔縮現(xiàn)象甚至塌孔事故；如果起拔時(shí)間太晚，起拔難度增大，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致孔內(nèi)事故的發(fā)生。

根據(jù)生產(chǎn)性試驗(yàn)成果及本工程的實(shí)際情況，防滲墻澆筑作業(yè)后6 h內(nèi)開(kāi)始略微起吊接頭管，使得上下各個(gè)管節(jié)之間的連接拉直，待防滲墻混凝土達(dá)到7 h以后開(kāi)始逐節(jié)起拔，必須要確保接頭管處的混凝土持續(xù)處在初凝狀態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

工程實(shí)例表明，水庫(kù)大壩混凝土防滲墻施工具備便于快速化施工，耐久性好，質(zhì)量易于保證等諸多優(yōu)點(diǎn)，快速標(biāo)準(zhǔn)化施工縮短了施工周期，顯著提高了大壩基礎(chǔ)垂直防滲能力。為切實(shí)提高混凝土防滲墻的施工質(zhì)量應(yīng)從以下幾方面抓起：一是扎實(shí)做好設(shè)計(jì)圖紙的自審與會(huì)審工作，對(duì)設(shè)計(jì)意圖理解要充分，做好現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)與施工的對(duì)接工作；防滲墻施工技術(shù)交底要逐級(jí)進(jìn)行，使得設(shè)計(jì)圖紙、相關(guān)的技術(shù)規(guī)范要求灌輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)每一個(gè)施工人員質(zhì)量意識(shí)中。二是過(guò)程控制：每個(gè)工序均按規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，核對(duì)施工參數(shù)，及時(shí)填寫(xiě)原始記錄表，并得到監(jiān)理的確認(rèn)，方能進(jìn)入下一個(gè)工序，確保全過(guò)程控制。

TV523

A

1673-8853（2017）11-0046-02

張彬（1987-），男，主要從事水利水電工程質(zhì)量技術(shù)及水利工程實(shí)體質(zhì)量檢測(cè)等方面工作。

2017-8-23

編輯：劉長(zhǎng)垠