關于混凝土壩與防滲墻銜接段施工技術的探討

鄭文武

（中國水利水電第八工程局有限公司 湖南省長沙市 410000）

1 工程概況

概述：

某項目上水庫主壩、4#副壩為碾壓混凝土重力壩，其中主壩左、右壩肩、4#副壩右壩肩與庫周防滲墻的銜接結構較為復雜，存在交叉作業，施工難度較大。

2 方案比選及建議

混凝土壩與庫周防滲墻銜接段的總體施工方案有兩種：

方案一：先施工防滲墻，后澆筑壩肩蓋重混凝土。即：防滲墻先從上往下人工分層槽挖至堅硬巖石（局部可采用長臂挖機槽挖），再從下往上一次性澆筑至設計高程，然后壩肩蓋重混凝土按3m升層分層澆筑到壩頂高程。

方案二：先澆筑壩肩蓋重混凝土，后施工防滲墻。即：壩肩蓋重混凝土先按3m升層分層澆筑到壩頂高程（在此期間，為保證庫周防滲墻伸入壩體，需在混凝土壩端頭部位安裝模板形成鍵槽），再在防滲墻從上往下人工分層槽挖到堅硬巖石，然后從下往上一次性澆筑到設計高程。

根據設計要求，防滲墻澆筑不能出現層間冷縫，需一次性澆筑成形。經比較，方案一的可操作性不高（具體見表1）。

表1 方案比較對照表

為此，采用方案二。但結合現場實際情況，實施方案二時仍存在以下兩個問題：

（1）由于壩肩二次擴挖后，將形成90°的垂直坡度，存在邊坡失穩風險。

（2）由于防滲墻墻身較深，人工槽挖時須分層澆筑護壁混凝土，若按設計的墻身厚度60cm進行槽挖，最終成形的墻身厚度將不能滿足設計要求。

（3）壩肩蓋重混凝土按設計圖紙所示二次開挖線澆筑成形后，壩頂區域蓋重混凝土厚度不夠且壩體下游不能形成人行通道。

針對上述情況，采用以下方案：

（1）壩肩擴挖區域一次性開挖到位后，現場即刻組織驗收，并將壩肩蓋重混凝土在短期內連續上升至壩頂高程，以縮短壩肩邊坡的裸露時間，降低失穩風險。

（2）將壩肩蓋重混凝土以保證頂寬不小于1m為原則適當加厚，并根據實際地形在壩體設計輪廓線以外的上下游側回填配重混凝土，在保護壩腳的同時為壩后人行通道預留空間。

（3）將防滲墻人工槽挖的寬度調整為1.2m，護壁混凝土分層支護的高度為1～1.5m，厚度為20～30cm，保證防滲墻最終成形的墻身厚度為60～80cm。

3 主要施工方法

3.1 壩肩二次擴挖

根據測量放線直接采用挖掘機開挖，自卸汽車運輸出渣。

由于二次擴挖后的邊坡為垂直邊坡，施工過程中須在開挖邊線附近設置位移監測點，并安排專人進行監護，防止因邊坡失穩導致安全事故。

3.2 銜接段壩體混凝土施工

為避免壩肩邊坡的長期裸露，壩肩二次擴挖完成后，須按“2方案比選及建議”中的第二條建議，按3m分層在短期內將壩肩蓋重混凝土連續澆筑至壩頂高程。

3.2.1 模板制作及安裝

綜合考慮常態混凝土坍落度，混凝土鋪料厚度和澆筑上升速度，氣溫和混凝土初凝時間，振搗等因素的影響。除承重模板荷載按實際澆筑層厚影響范圍計外，其余模板荷載按19kN/m2計，模板與普通混凝土的粘結力按0.5kN/m2計。

3.2.2 混凝土澆筑

混凝土由本標段的混凝土生產系統統一拌制，自卸汽車運輸，長臂挖機配合溜槽入倉，分層鋪筑，有序振搗，層厚不得大于50cm。

3.3 防滲墻施工

3.3.1 施工順序

測量放線→第一層人工槽挖→清理造槽周壁、校核造槽垂直度和深度→安裝模板澆灌第一層混凝土護壁→在護壁上二次投測標高及槽位十字軸線→第二層人工槽挖→清理造槽周壁、校核造槽垂直度和深度→安裝模板澆灌第二層混凝土護壁→循環上述作業至設計深度→經終孔基巖鑒定后→澆注防滲墻混凝土至設計高程→蓄水養護。

3.3.2 主要施工方法

（1）控制固定軸線及標高標記

根據設計提供的坐標及標高，按照施工圖紙準確放線，具體做法：

①在測量控制點的地方，按照軸線位設立木樁，并打入1.5m左右，木樁出土面約0.2m，在木樁上標明各軸位編號。

②為防止施工時木樁的意外碰撞造成木樁的軸位偏移，利用場地周圍設立混凝土控制點引線，以便經常復核。

③按圖定出槽位，并在槽位開挖第一圈后，把槽線和標高記于護壁內，作為垂直控制標記和墻頂標高的控制點。

（2）造槽開挖

①人工開挖成槽原則上一次開挖成槽，人工開挖待完成基線復核驗收手續后，才可開挖。

②掘進

以人工挖掘為主，輔以空壓機配合風鎬鑿掘，進入強風化巖時，根據地質條件可采用膨脹炸藥。

每掘進1m均檢查槽段中心軸線及槽壁的垂直度。

提升使用手搖絞車吊運棄土、棄砂、混凝土、石塊等重物，使用簸箕，鐵桶作承載運輸工具。

槽內照明選用36V低壓安全行燈。

當孔深較淺時以自然通風為主，當槽深超過10m時，宜采用空壓機送風，保持孔內供氧充足。

③護壁施工

護壁施工遵從開挖深度1.5m以下不采取護壁措施，1.5～3m采取木條支撐，3m以上采用混凝土襯砌的形式進行護壁的原則。現針對需襯砌的護壁施工進行詳細說明。

為防止土、石等雜物滾入槽內傷人，孔口護壁應高出面20～30cm，護壁圖如圖1所示。

圖1 護壁支護示意圖

護壁襯砌按下列要求進行：

a.拼裝模板時，吊中垂線，保證護壁混凝土的垂直度；

b.護壁厚度、拉接鋼筋、配筋、混凝土均應符合設計要求；

c.每節護壁均應在當日連續施工完畢；

d.護壁模板的拆除應在24h之后進行；

e.護壁混凝土必須保證密實，并根據土層滲水情況使用速凝劑；

f.護壁有蜂窩、漏水現象時，應及時補強以防造成事故。

④護壁支護

因無本場地的詳細地質資料，根據以往施工的類似場地地質條件，取 c=50kPa，φ=20°，k=0.613，H=20m，計算得到 E=1450kN/m。

因此，在槽段內護壁須加設橫支撐，采用50×50mm以上的木方，兩端用200×400mm的木板或鐵板墊板加大接觸面積，每模設2～4個橫支撐（見圖1）。

⑤清孔、封底

挖到設計槽底后，通知業主會同監理、設計有關人員共同鑒定，在經業主、監理、設計的認可后，迅速清除槽內松渣、淤泥、沉淀等擾動過的軟層并封底，如地質情況復雜，有異常情況及時與監理、設計單位聯系，做出相應的處理措施。

⑥防滲墻施工容許偏差；中心位移偏差50mm，垂直度容許偏差0.5%。

⑦施工人員必須熟悉所造槽的地質情況，并要勤檢查，注意土層的變化，當遇到流砂、大量地下水等影響挖土安全時，要立即采取有效防護措施后，才能繼續施工。

⑧對少量流砂的槽位。先將附近無流砂的槽先挖深，使其起集水井作用，集水井應選在地下水流的上方，用水泵抽水時，將槽和附近的地下水位降至槽底下，使槽底部免除水淹狀態下施工。

⑨若發現流砂層，應減少每節護壁高度，暫定為30～50cm。混凝土的水泥用早強型水泥或加速凝劑，加快凝固速度。

⑩施工前先研究地質情況，應采取錯開跳挖，槽護壁與護壁駁接足夠10cm。打鑿墻孔礫砂巖必須精選有操作風鎬技術及有豐富經驗人員，鎬釬不宜過長，打鑿斜度靈活掌握，采用施法作業，配有足夠空氣壓縮機。

?終槽時，應及時通知業主、設計單位和監理對槽底巖樣進行鑒定，經鑒定符合要求后，才進行終槽工作。必須清理好護壁污泥和槽底的殘渣雜物浮土，清除積水，特別注意二次澆搗防滲墻混凝土接觸縫的清理，經監理同意驗收，并辦理好簽認手續。應迅速組織澆灌防滲墻混凝土，以免浸泡使土層軟化。

?一二槽段接頭縫間處理：縫面進行人工鑿毛，形成毛面。3.3.3混凝土澆筑

（1）護壁混凝土

護壁混凝土為C20鋼筋混凝土結構，護壁尺寸暫按1×1.5m控制，必須按照配合比進行配制，統一在混凝土生產系統進行拌制，采用罐車運至現場后利用斗車運輸到槽口附近，不得用人工在槽口面自攪，混凝土拉到槽口附近用鐵皮鋪設安放，不得隨意放在地上，更不得隨意加水。混凝土運輸道路應鋪設順暢，路線不宜過長，防止因運輸過長引起混凝土離散，護壁如有局部滲水，要及時堵塞好，這是保證墻身混凝土質量的一個重要環節。

（2）防滲墻混凝土

①混凝土澆搗前，應把槽內積水抽干，槽底的積水不能超過50mm的積水，并把槽內的泥漿、巖碎清洗干凈，及時通知監理和設計單位驗收并辦理好隱蔽驗收手續。在造槽驗收后，必須在一定時間內完成清渣等工作而進入振搗墻身混凝土工序。

②混凝土下料采用流筒（串筒）方法，混凝土垂直入槽內，并連續分層灌筑，每隔0.5～0.6m分層震動一次直至槽頂標高。

③澆搗混凝土時，輸送混凝土的串筒保持在混凝土面不大于2m的距離，樁鄰10m范圍內挖孔作業應停止，并不得在槽底留人。

④防滲墻混凝土澆搗，要設有豐富經驗的槽里振搗工人，用高頻振動棒將集中落料處的混凝土震動均勻分散。另外每孔還要配備1～2支小功率的振動棒輔助補振周邊接口混凝土。震動要均勻，時間不能過長，要由專業技術工人下槽操作震動。混凝土必須符合設計要求，混凝土坍落度一般在6～8cm，若是發現水灰比較大或混凝土坍落度有問題，堅決不能澆灌混凝土，必須配有專業技術人員嚴控澆筑混凝土質量的保證措施。

（3）護壁拆除

根據以往的施工經驗，人工開槽護壁混凝土無需拆除，護壁木條及水平支撐采用從下往上分層進行拆除。拆除時，可采用在擬拆除件上設置吊環，人工拉鉤牽引的方法。

4 結論

根據以上方案，避免了防滲墻的不連續澆筑，保證了碾壓混凝土重力壩與防滲墻澆筑之間不出現層間冷縫。