防滲墻固壁泥漿的制備與施工

尹紅

（湖南宏禹水利水電巖土工程有限公司 長沙市 410007）

1 概 述

隨著我國混凝土防滲墻施工技術(shù)的發(fā)展，防滲墻已廣泛應(yīng)用于各種復(fù)雜地層中，由于工程的需要和技術(shù)的進(jìn)步以及施工設(shè)備的多樣化，混凝土防滲墻已經(jīng)可以做得很深而且薄，并廣泛用于堤防和病險(xiǎn)庫處理。在湖南省岳陽市云溪區(qū)雙花水庫壩體防滲墻施工中，針對(duì)壩體填筑料的特點(diǎn)，進(jìn)行了固壁泥漿的試驗(yàn)及施工，取得了很好的效果。

根據(jù)鉆孔資料，本工程防滲墻體地層分布情況為：

（1）第四系人工填土層：為大壩填筑體，表層為雜填土層，厚約0.5m左右，由碎石、砂土、耕植土、粉質(zhì)粘土等混合組成，結(jié)構(gòu)松散。其下主要為棕紅、土黃色或灰綠色～深褐色粉質(zhì)粘土，含有機(jī)質(zhì)較多，軟塑狀態(tài)，夯實(shí)度差。

（2）第四系殘坡積層，厚0.2m，灰白色，砂土，稍濕，結(jié)構(gòu)松散，分布于兩岸壩體與基巖接觸帶。

（3）基巖，為震旦系淺變質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖，表部強(qiáng)風(fēng)化，透水性極強(qiáng)。

根據(jù)設(shè)計(jì),該工程防滲墻墻厚0.6m，墻深平均40m。由于大壩填筑體成孔條件差，易發(fā)生孔壁坍塌、埋鉆等孔內(nèi)事故。因此，擬采用泥漿固壁，以確保防滲墻成槽穩(wěn)定。

2 泥漿制備

2.1 泥漿制備原則與步驟

2.1.1 泥漿制備原則

（1）根據(jù)地基條件和施工方法來確定泥漿的制備方案。

（2）泥漿的原材料、配合比和配制方法應(yīng)通過試驗(yàn)確定。

（3）在泥漿性能滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡可能選擇成本低、效率高且便于管理的制備方案。

2.1.2 制備泥漿的步驟

（1）調(diào)查分析地基和施工條件，掌握易塌地層的特性和施工對(duì)泥漿的要求；

（2）調(diào)查料源（料場），選定泥漿材料和外加劑；

（3）針對(duì)上述條件，確定泥漿的粘度、密度等基本性能指標(biāo)；

（4）擬定泥漿的基本配合比；

（5）進(jìn)行配制試驗(yàn)，調(diào)整配合比；

（6）進(jìn)行制漿工藝試驗(yàn)，確定配料程序、攪拌方法和攪拌時(shí)間；

（7）拌制并貯存施工用泥漿。

2.2 固壁泥漿配比試驗(yàn)

2.2.1 泥漿材料選擇

考慮膨潤土泥漿的密度較小，澆筑混凝土?xí)r的置換效果較好，有利于成墻質(zhì)量，同時(shí)也便于泥漿循環(huán)使用，故選用膨潤土泥漿。

（1）膨潤土。采用Ⅱ級(jí)商品膨潤土，試驗(yàn)前，對(duì)每批進(jìn)場的膨潤土進(jìn)行質(zhì)量抽檢。根據(jù)檢測結(jié)果，每批膨潤土的各項(xiàng)指標(biāo)（包括Φ600讀數(shù)、濾失量、動(dòng)切力、濕度等）均達(dá)到了二級(jí)指標(biāo)。

（2）泥漿用水。采用水庫內(nèi)天然水。庫內(nèi)水為岳陽云溪區(qū)飲用水，其性質(zhì)沒有問題。

（3）泥漿處理劑。在工程施工過程中，為調(diào)整到合適的濃度，加入了少量堿類（碳酸鈉），濃度為0.1%。和羧甲基纖維素（簡稱CMC）作為增粘劑。出現(xiàn)漏漿時(shí)加入了部分水玻璃（硅酸鈉）速凝防漏。

2.2.2 泥漿粘度選擇

在進(jìn)行泥漿的配合比試驗(yàn)之前，根據(jù)地質(zhì)條件確定所需的泥漿粘度，以便確定泥漿的基本配合比。由于該地層較易坍塌，地下水位埋深大于5m，又由于單個(gè)槽段施工時(shí)間較長，地基的上部為人工填筑壩體，土質(zhì)較為松散，故采用較高的泥漿粘度。選用泥漿粘度為（25～27）s。

2.2.3 確定基本配合比

所需粘度確定后，從不同加堿率的粘度——濃度（或密度）關(guān)系曲線上查得所需的泥漿濃度和加堿率。在合理的密度和加堿率范圍內(nèi)選擇成本較低的濃度作為泥漿的基本配合比。然后按此配合比拌制泥漿樣品，并測試其密度、粘度、失水量、穩(wěn)定性、膠體率、靜切力、泥皮厚度等性能指標(biāo)。

2.2.4 泥漿性能的調(diào)整

在泥漿的基本配合比確定后，通過試驗(yàn)檢驗(yàn)按該配合比配制的泥漿是否能滿足特性要求。沒有完全達(dá)到所需的泥漿特性時(shí)，要增減材料的使用量，調(diào)整基本配合比。如泥漿的粘度不夠，失水量過大，膠體率和穩(wěn)定性不合格；采用增加泥漿濃度和加堿率的方法進(jìn)行調(diào)整。試驗(yàn)各泥漿濃度下的性能檢測統(tǒng)計(jì)見附表。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知其制備的泥漿的性能指標(biāo)符合規(guī)范要求，可以用作防滲墻固壁泥漿。

附表 試驗(yàn)各泥漿濃度下的性能檢測

3 泥漿護(hù)壁施工

3.1 泥漿拌制

膨潤土泥漿拌制選用杭探ZJ-400A高速攪拌機(jī)拌制。攪拌的時(shí)間（4～5）min，膨潤土的水化溶脹有一個(gè)過程，經(jīng)攪拌后的膨潤土泥漿在儲(chǔ)漿池中放置5h使泥漿充分溶脹后再使用。首先將水加至攪拌筒1／3后，啟動(dòng)制漿機(jī)。在定量水箱不斷加水的同時(shí)，加入膨潤土粉攪拌2 min后，加入事先用清水溶解的CMC（1%～3%）溶液，CMC液繼續(xù)攪拌lmin即可停止攪拌放入新漿池中。

按試驗(yàn)的配合比配制泥漿，各種材料的加量誤差不大于5%。

3.2 泥漿的貯存

現(xiàn)場布置泥漿池2個(gè)用于倒換存放新制泥漿，以滿足泥漿溶脹的要求；此外，還有單獨(dú)的漿池存放清孔用泥漿和回收泥漿。新制泥漿儲(chǔ)存于泥漿池中。為了防止?jié){池內(nèi)的泥漿沉淀，用泥漿泵循環(huán)漿池內(nèi)的泥漿。

3.3 泥漿的回收和凈化

泥漿在使用過程中，隨著膨潤土等主要材料的消耗雜質(zhì)的混入，其性質(zhì)會(huì)逐漸惡化。為了降低成本和防止污染，我們采取措施，盡量回收泥漿，泥漿凈化主要采用沉淀法。

3.4 泥漿的質(zhì)量控制和檢驗(yàn)

（1）新制膨潤土漿必須充分水化溶脹后使用。

（2）儲(chǔ)漿池內(nèi)泥漿應(yīng)經(jīng)常攪動(dòng)，保持指標(biāo)均一，避免沉淀或離析。

（3）槽內(nèi)泥漿的性能指標(biāo)隨時(shí)進(jìn)行檢測，并保證達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過凈化處理的泥漿必須在使用前進(jìn)行測試。在成槽過程中，應(yīng)在循環(huán)漿溝中取樣，檢測有關(guān)指標(biāo)，如超出限值，必須進(jìn)行處理。如果膨潤土的密度、粘度和含砂率無法滿足要求，則要更換為合格的膨潤土漿。

（4）在槽孔和儲(chǔ)漿池周圍設(shè)置排水溝，防止地表污水或雨水大量流入后污染泥漿。被混凝土置換出來的泥漿距混凝土面2m以內(nèi)的漿液，因污染較嚴(yán)重，予以廢棄。

4 結(jié)語

本次防滲墻施工，經(jīng)過周密計(jì)劃、精心組織和施工過程中嚴(yán)格監(jiān)控，完成了預(yù)定項(xiàng)目內(nèi)容和工程量，經(jīng)過嚴(yán)格檢測，防滲效果是好的。其重要施工環(huán)節(jié)泥漿的制備和施工起到了關(guān)鍵的作用。實(shí)踐證明，用優(yōu)質(zhì)膨潤土泥漿固壁效果好，遇漏漿時(shí)加入速凝防漏劑或者采用回填黏土堵漏的處理措施是合適的。