西泉眼水庫應(yīng)急維修加固工程塑性混凝土防滲墻施工質(zhì)量控制

陳 英，仲兆偉，劉小偉

(1.黑龍江省水利工程建設(shè)局，哈爾濱150081;2.黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，哈爾濱150080;3.廣州市水利科學(xué)研究所，廣州510220)

1 工程概況

西泉眼水庫是一座以灌溉、防洪、除澇為主，兼顧養(yǎng)魚、發(fā)電等綜合利用功能的大(2)型水利樞紐工程。水庫總庫容4.78億m3，50 a一遇防洪高水位為212.1 m，設(shè)計洪水位為212.1 m，校核洪水位為214.25 m，調(diào)節(jié)庫容2.45億m3。樞紐工程主要由攔河壩、溢洪道、輸水洞和電站等組成。攔河壩為礫質(zhì)土心墻土石壩。壩頂高程215.1 m，防浪墻頂高程216.3 m，壩頂寬8 m，最大壩高29.1 m。壩體、壩基防滲采用混凝土防滲墻進(jìn)行防滲處理，防滲墻厚度為80 cm，防滲墻頂高程為213.1 m，防滲墻底高程進(jìn)入強風(fēng)化層1 m，下接帷幕灌漿。帷幕灌漿單排布置，孔距為1.5 m，深度至巖石吸水率＜5 Lu。土壩樁號0+030～0+088，壩體采用混凝土防滲墻處理。

2 塑性混凝土防滲墻控制要求

塑性混凝土防滲墻厚80 cm，28 d抗壓強度為3.5～5 MPa，彈性模量為500～1 000 MPa，抗?jié)B允許比降〔J〕≥60，滲透系數(shù) ＜n×10－7cm/s。

塑性混凝土防滲墻澆筑時應(yīng)鑿除墻頂部不合格的多余混凝土，然后澆筑C15混凝土至墻頂，并預(yù)留深15 cm，底寬15 cm，頂寬30 cm的鍵槽。

墻體材料拌合物應(yīng)具有良好的施工性能，塑性混凝土的水泥用量≥80 kg/m3，膨潤土用量≥40 kg/m3，水泥與膨潤土合計≥240 kg/m3，砂率≥45%。

防滲墻應(yīng)具有完整性，不得有混漿、夾泥、斷墻、空洞現(xiàn)象。塑性混凝土墻體材料入孔坍落度為18～22 cm，擴散度34～40 cm，坍落度保持15 cm以上時間≥1 h，出凝時間＜8 h。終凝時間≤48 h，混凝土密度＜2.1 t/m3?；炷涟韬霞斑\輸能力應(yīng)大于混凝土澆筑強度的1.5倍，混凝土拌合及運輸應(yīng)該保持連續(xù)性，若因故障時間≤40 min。

3 防滲墻施工要點

3.1 采用沖擊鉆造孔

造孔采用沖擊鉆機進(jìn)行主孔鉆進(jìn)，鉆進(jìn)過程中利用鉆頭對原地層進(jìn)行沖擊擠密，抓斗施工過程中對原地層進(jìn)行切削。由于沖擊鉆與抓斗在土層中的施工工效較高，可以保證槽孔開槽后在較短時間內(nèi)具備澆筑條件，該施工工藝可以有效的預(yù)防土層縮孔。成槽完畢進(jìn)行混凝土澆筑過程中，根據(jù)實際澆筑混凝土與理論澆筑混凝土方量的對比計算，可有效監(jiān)控縮孔現(xiàn)象。

3.2 對漏漿、塌孔、埋鉆等孔故的預(yù)防處理

在碎石集中的地層中施工時，很容易出現(xiàn)塌孔、埋鉆等孔故現(xiàn)象。對此，在造孔、清孔中所使用的泥漿全部采用黑龍江省龍江縣生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)膨潤土所制成的泥漿進(jìn)行固壁，定期檢查泥漿的各項性能指標(biāo)。同時在槽孔附近準(zhǔn)備一定數(shù)量的堵漏材料，如優(yōu)質(zhì)黏土、鋸末等。

4 施工現(xiàn)場試驗

為了驗證防滲墻施工的有關(guān)技術(shù)參數(shù)、施工工藝、施工材料的合理性及造孔施工時地層的穩(wěn)定性等，工程開工前，在防滲墻軸線上選定3個槽段進(jìn)行生產(chǎn)性試驗。試驗槽段分為兩個Ⅰ期槽和一個Ⅱ期槽，Ⅰ期槽長為6.8 m，Ⅱ期槽長為6.8 m。

試驗內(nèi)容包括:①泥漿配合比試驗;②“上抓下鉆法”成槽工藝試驗;③澆筑工藝試驗;④接頭管工藝試驗等;⑤槽段劃分是否具有合理性的驗證。

5 塑性混凝土配合比

配合比成果見表1。用料量見表2。

表1 塑性混凝土防滲墻施工配合比 kg

表2 防滲墻施工用料量一覽表 kg/m3

6 孔斜和孔深控制

1)穩(wěn)固鉆機:采取鑲鑄地錨緊固鉆機底盤的措施，使鉆機在正常運轉(zhuǎn)過程中始終處于平穩(wěn)狀態(tài)。

2)采用合理的鉆進(jìn)方法和工藝技術(shù)參數(shù)，包括準(zhǔn)確定向、采用加長鉆具鉆進(jìn)、控制機械鉆速、不使用彎曲、癟陷的鉆桿等。

3)根據(jù)鉆孔情況，5～10 m進(jìn)行一次孔斜測量，及時了解鉆孔軌跡。

4)一旦發(fā)現(xiàn)鉆孔超偏，盡快采取措施予以處理。

5)采用高精度的測斜儀，配置專職人員進(jìn)行測斜，準(zhǔn)確掌握鉆孔的實際軌跡，減少人為因素和儀器自身誤差的影響。

6)孔深驗收在現(xiàn)場監(jiān)理的監(jiān)督下使用專用的測繩進(jìn)行測量，且使用前對測繩進(jìn)行檢查校準(zhǔn)。測量前將沖擊鉆機取出的地層終孔巖樣進(jìn)行妥善保存并做好相應(yīng)記錄，為孔深的確定提供充分的依據(jù)。

7 清孔換漿和接頭孔的刷洗控制

1)槽孔終孔驗收后，開始組織進(jìn)行清孔換漿工作，Ⅱ期槽終孔后還需進(jìn)行接頭孔的刷洗。本工程清孔方案主要有沖擊鉆機抽桶法清孔和抓斗撈取法清孔。

2)接頭孔的刷洗采用具有一定重量的圓形鋼絲刷子鉆頭，利用鉆機帶動鋼絲刷子鉆頭不斷的由孔底至孔口進(jìn)行往返運動，從而達(dá)到清洗接頭孔壁目的。接頭孔壁洗刷的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)是刷子鉆頭基本不帶泥屑，并且孔底淤積不再增加。

3)清孔換漿結(jié)束后1 h，用測餅測量孔底淤積厚度，并在槽孔底部0.5 m部位取樣，進(jìn)行泥漿試驗。當(dāng)孔底淤積厚度≤10 cm且泥漿各項性能指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，即可結(jié)束清孔換漿工作。清孔合格后，應(yīng)于4 h內(nèi)開澆混凝土，如不能按時開澆，應(yīng)在澆筑前重新按清孔標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，若不合格需重新清孔或采取其它補救措施。

8 塑性混凝土澆筑工程控制

1)澆筑過程中，導(dǎo)管埋入混凝土的深度要求為:1≤h≤6 m，以方便起拔并嚴(yán)禁將導(dǎo)管拔出混凝土面。

2)混凝土面上升速度應(yīng)≥2 m/h，并保證均勻上升，同時控制各處高差在500 mm以內(nèi)，特別是由于槽段內(nèi)埋設(shè)灌漿管，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土澆筑的上升速度和混凝土面的高差。

3)至少每隔30 min測量一次槽孔內(nèi)混凝土面深度，每隔2 h測量一次導(dǎo)管內(nèi)的混凝土面深度，并及時填繪混凝土澆筑指示圖及混凝土澆筑量隨深度的理論變化曲線，指導(dǎo)導(dǎo)管的拆卸工作。當(dāng)澆筑方量與混凝土頂面位置不相符時，應(yīng)及時分析，找出問題所在，及時處理。

4)澆筑過程中，密切注意槽口情況，若發(fā)現(xiàn)預(yù)埋件上浮，應(yīng)稍作停澆，同時，在預(yù)埋件上面加壓重物，在不超過規(guī)定的中斷時間內(nèi)繼續(xù)澆注。

5)不符合質(zhì)量要求的混凝土嚴(yán)禁澆入導(dǎo)管內(nèi)，防止入管的混凝土將空氣壓入導(dǎo)管內(nèi)，另外，槽孔口應(yīng)設(shè)置蓋板，避免混凝土散落槽孔內(nèi)。

6)混凝土終澆頂面高于設(shè)計高程500 mm。

9 混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、檢驗方法

1)澆筑前應(yīng)按圖紙要求完成混凝土室內(nèi)配比試驗，試驗內(nèi)容包括坍落度試驗和試塊檢測試驗。

2)混凝土取樣應(yīng)遵循下列原則:

抗壓試件:每個單元槽段均需取樣，每槽段混凝土澆筑方量在100 m3以內(nèi)，取1組試件;混凝土澆筑方量在100～300 m3取兩組試件;混凝土澆筑方量在300 m3以上取3組試件(槽孔上、中、下部各一組)。

抗?jié)B試件:每3個槽段取1組試件。

彈模試件:每10個槽段取1組試件。

取樣時，每組試塊應(yīng)按規(guī)范要求制作、養(yǎng)護，確認(rèn)達(dá)到28 d齡期后做室內(nèi)檢測試驗。

入槽口的混凝土應(yīng)進(jìn)行性能指標(biāo)檢測，主要包括:溫度、強度及其他設(shè)計要求檢測的項目，混凝土試塊按要求制作，及時送檢，以便對混凝土質(zhì)量進(jìn)行綜合評價。

為了準(zhǔn)確測試墻體混凝土試塊的指標(biāo)，澆注過程中遵照監(jiān)理工程師的要求進(jìn)行抗壓、抗?jié)B、彈模試件的取樣工作。

10 質(zhì)量評定

質(zhì)量評定結(jié)果見表3。

表3 防滲墻塑性混凝土抗壓強度統(tǒng)計分析

抗?jié)B系數(shù)平均值 1.89×10－8，彈性模量平均值87.0 MPa，通過以上方法對塑性混凝土防滲墻控制，保證防滲墻施工質(zhì)量。

［1］中國水利水電基礎(chǔ)工程局.SL174－96水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社，1996.

［2］長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院.SL313－2004水利水電工程施工地質(zhì)勘察規(guī)程［S］.北京:人民交通出版社，2005.

［3］南京水利科學(xué)研究院.DL/T5100－1999水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程［S］.北京:中國電力出版社，1999.

［4］水利水電長江葛州壩工程局.SL52－93水利水電工程施工測量規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社，1993.

［5］中國長江三峽工程開發(fā)總公司，中國葛州壩水利水電工程集團公司.DL/T5144－2001水工混凝土施工規(guī)范［S］.北京:中國電力出版社，2001.