塑性混凝土防滲墻技術在新城調蓄水庫工程中的應用

常東明，蔣亞濤，趙孟偉

（河南省豫東水利工程管理局，河南 開封 475002）

0 引言

引江濟淮工程是國務院批復的《長江流域綜合規劃》《淮河流域綜合規劃》《全國水資源綜合規劃》中明確提出的由長江下游向淮河中游地區跨流域補水的重大水資源配置工程，也是國務院要求加快推進建設的172 項節水供水重大水利工程之一。引江濟淮工程共分為引江濟巢、江淮溝通、江水北送三大段落，引江濟淮工程（河南段）屬于江水北送的一部分，規劃建設范圍涉及河南省7縣2區共9個供水目標。

新城調蓄水庫是引江濟淮工程（河南段）中的一個調蓄水庫，其作用是為商丘市睢陽區和梁園區供水調蓄。初設批復該水庫位于睢陽區董瓦房村北，古宋河右岸。受商丘市城市總體規劃變化、水質保護、與配套工程結合等方面因素影響，商丘市人民政府提出將新城調蓄水庫庫址由初設批復位置向南調整約六公里，調整后新城調蓄水庫位于路河鎮劉營村北。變更后水庫占地面積不變，水庫規模不變，正常蓄水位不變，設計標準不變。變更后死水位比初設批復死水位降低0.30 m，即42.20 m。2020 年6 月28 日，水利部以《水利部關于引江濟淮工程（河南段）后陳樓及新城調蓄水庫設計變更報告的批復》批復了新城調蓄水庫變更設計方案。

由于新城調蓄水庫庫址發生重大設計變更。新城調蓄水庫的防滲設計由初設批復的開挖重粉質壤土換填變更為采用塑形混凝土防滲墻的防滲設計。變更后新城調蓄水庫位于商丘市睢陽區路河鎮劉營村北，東西方向約為820 m，南北方向約為380 m，庫容175 萬m3，庫底高程41.70 m，平均挖深6.80 m。防滲墻沿堤防軸線布置，設計厚度0.40 m，其深度深入⑤重粉質壤土（相對不透水層）深度不小于1 m，墻頂高程49 m。

1 施工條件

1.1 地層巖性

水庫場區在勘探深度范圍內的地質巖性主要為輕、重粉質壤土、砂壤土、粉細砂等。

1.2 水文地質

水庫場區地下水類型為第四系松散層孔隙潛水和承壓水，潛水主要賦存于壤土層中，下部粉砂層中地下水具承壓性。地下水主要接受大氣降水、側向徑流及局部河段入滲補給，消耗于蒸發、開采、側向徑流及河流排泄。

根據室內滲透試驗結果，并進行工程類比提出各土層的滲透系數見表土體滲透性試驗成果。土體滲透性試驗成果見表1。

表1 土體滲透性試驗成果表

2 塑性混凝土防滲墻的施工技術

2.1 工藝流程

工藝流程圖如圖1。

圖1 工藝流程圖

2.2 施工設備計劃

根據類似工程的施工經驗，以及目前國內塑性混凝土防滲墻施工設備的使用情況，液壓薄壁抓斗防滲墻施工主要施工機具為：WY-300型液壓薄壁抓斗、塑性混凝土拌合運輸設備、輔助設備。

2.2.1 WY-300型液壓薄壁抓斗

基本性能參數：斗體厚度0.40 m，開斗寬度2.80 m，開斗高度7 m，斗容1 m3，斗重10.20 t。

2.2.2 塑性混凝土拌合運輸設備

混凝土采用拌和站集中拌制，拌和站采用240全自動混凝土生產線，日生產能力約5 000 m3，能夠滿足塑性混凝土防滲墻澆筑需求。

水平運輸采用9 m3混凝土攪拌運輸車，垂直運輸根據現場實際情況確定。

2.2.3 輔助設備

十六噸汽車起重機四輛，挖掘機四臺，ZL50 裝載機四輛，自卸汽車八輛以及電子配料機、混凝土澆筑平臺、檢測試驗設備、拔管設備等。

2.3 測量放線

場地平整后，用全站儀放出防滲墻的軸線和導墻的開挖邊線，開挖邊線上每隔25 m打一根木樁，樁頂高出地面3～5 cm，并用鋼釘標示出中心位置，導墻的開挖邊線用白灰撒出，灰線宜細不宜粗。導墻施工完畢后，再進行槽段的精確劃分，并做標記。

2.4 防滲墻施工平臺

按照相關規范規定，為保證塑性混凝土防滲墻超灌量，導墻頂部位高程設計為49.50 m。防滲墻沿堤防軸線布置，防護堤高程49.50 m處堤頂寬9 m，堤后棄土回填平臺寬10 m，滿足施工平臺要求。采用液壓薄壁抓斗成槽，抓斗主機在防護堤背水側行進，行進方向與防護堤軸線平行。

因導墻在防護堤軸線位置，在防滲墻施工完畢后，對C20鋼筋混凝土導墻進行拆除處理。為保證已澆筑防滲墻墻體質量不受導墻拆除的影響，采用人工風鎬配合小型挖裝機械將導墻拆除，拆除后垃圾運至7#-1#棄渣場。

導墻拆除后，根據施工要求，對導墻溝槽重新進行回填。為保證堤防回填質量，首先將溝槽兩側邊坡（垂直于防護堤軸線方向）削成坡比不小于1∶3的緩坡，然后從低到高分層回填合格土料至高程49.50 m，再繼續對回填防護堤至設計堤頂高程。

液壓抓斗設備開行及施工平臺布置如圖2所示。

圖2 液壓抓斗設備開行及施工平臺布置示意圖

2.5 混凝土導墻施工

導墻溝槽由于寬度較小，采用人工開挖，但須謹慎開挖，以避免超挖而超填混凝土。對不能達到要求的地方進行修整，同時對混凝土澆筑作業面用2.20 kW 蛙夯進行夯實處理。余土采用人工裝1 t翻斗車轉運，然后采用1m3挖掘機挖裝10 t自卸汽車運至指定棄渣場。導墻斷面如圖3所示。

圖3 導墻斷面圖

導墻鋼筋在鋼筋加工廠內集中加工，運到現場安裝，然后立模板，澆筑導墻混凝土。導墻混凝土在拌和站內集中拌制，9 m3攪拌運輸車運至現場，根據施工現場實際情況采取合適方式入倉，2.20 kW插入式振搗器振實，人工收面、灑水養護。為使導向槽能及早投入使用，給防滲墻造孔作業創造施工條件，在澆筑導墻混凝土時添加早強劑。

2.6 成槽

2.6.1 抓斗成槽

采用WY-300液壓薄壁抓斗設備配40 cm薄壁抓斗進行防滲墻成槽施工。

2.6.2 槽體開挖

液壓薄壁抓斗入導墻內開始抓槽，抓出的土體集中堆放在防護堤背水側指定位置，嚴禁亂堆、亂放，必要時采用防揚塵措施。渣料基本疏干后及時用1 m3挖掘機挖裝10 t 自卸汽車外棄，防止現場起塵。

2.6.3 自檢

防滲墻開挖深度在12 m左右，抓斗開口高度7 m沒法使用挖斗的自重檢查，用吊車放下一節接頭管沿鉆孔中心線每5 m（或隨意）測定重物偏離中心的距離。孔斜值計算見圖4。

圖4 孔斜值計算圖

2.7 清孔

清孔采用抓斗進行清理，標準為：槽內泥漿密度不大于1.15 g/cm3，馬氏漏斗黏度32-50 s，含砂量不大于6%，孔底淤積厚度小于100 mm。

2.8 墻體灌注

混凝土由拌和站集中拌制，膨潤土采用干摻法。混凝土用9 m3攪拌運輸車運至現場接料斗處，通過導管進行灌注；槽體灌注完成，通過質量檢查部自檢合格后，報請監理單位驗收；槽體施工完畢后，及時養護，養護時間不少于設計規定時間。

3 質量控制措施

防滲墻工程是重要的隱蔽工程，尤其是塑性混凝土防滲墻的強度、滲透系數和彈性模量等力學指標一般不宜通過打孔取芯檢測，為確保施工質量，需要進行嚴謹的施工并在施工過程中進行有效的質量控制。

4 結語

新城調蓄水庫地質條件較復雜，采用塑性混凝土防滲墻及帷幕灌漿交叉施工，經過近十個月的施工，共完成塑性混凝土防滲墻約2.70 萬m3，導墻混凝土約1 183 m3，導墻溝槽土方開挖約2 276 m3，導墻鋼筋制安約31 t。

引江濟淮工程（河南段）項目的實施，通過引進客水彌補水源，解決水資源缺水、質量型缺水、工程型缺水問題，是豫東地區的現實選擇和根本出路。