淺談塑性砼防滲墻在水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用

王健仲

（高要市新江圍工程管理處，廣東 高要 526100）

1 概述

塑性混凝土防滲墻在工業(yè)與民用建筑上稱(chēng)地下連續(xù)墻，目前，地下連續(xù)墻在國(guó)內(nèi)軟土地基加固技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。塑性混凝土防滲墻也在水庫(kù)、堤壩和大型渠道防滲工程中得到很大的發(fā)展，它具有開(kāi)挖最小、施工方便、防滲效果好的特點(diǎn)。

2 工程概況

該水庫(kù)是一座引蓄河水的大型注入式平原水庫(kù)，設(shè)計(jì)總庫(kù)容1.018億立方米。水庫(kù)除險(xiǎn)加固塑性砼防滲墻總長(zhǎng)7.1 km，墻厚0.3 m，深入相對(duì)不透水層1 m，強(qiáng)度指標(biāo)c5，抗?jié)B指標(biāo)W6，彈性模量300～1 000 MPa，采用薄壁抓斗法施工。

3 施工工藝及特點(diǎn)

3.1 薄壁抓斗法施工工藝

薄壁抓斗施工前需進(jìn)行施工準(zhǔn)備。首先是平整路面，如果路面過(guò)軟時(shí)，就要填筑一定厚度的砂石料層，以防止機(jī)械失穩(wěn)；其次是合理布置排水溝，保持排水溝暢通；第三是對(duì)基線(xiàn)、水準(zhǔn)基點(diǎn)、軸線(xiàn)、定位點(diǎn)等業(yè)主提供的控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，確保無(wú)誤后方可引用，并在施工工期加以妥善保護(hù)。

薄壁抓斗施工主要施工機(jī)械設(shè)備中成槽機(jī)具采用 SM870和HC60液壓抓斗（意大利土力公司生產(chǎn)）各l臺(tái)。其最大挖深70 m，適用于砂礫土地層。泥漿拌制系統(tǒng)配置了3臺(tái)（1 m3）高速泥漿攪拌機(jī)，2臺(tái)Bw－250型泥漿泵，保證其生產(chǎn)能力滿(mǎn)足施工高峰期用料要求，泥漿管路鋪設(shè)兩路至lT作點(diǎn)。泥漿凈化回收系統(tǒng)配備了振動(dòng)篩、旋流器等設(shè)備，對(duì)泥漿進(jìn)行凈化回收和重復(fù)利用，減少環(huán)境污染，降低工程造價(jià)。

正式開(kāi)挖前先進(jìn)行挖槽準(zhǔn)備，使用經(jīng)緯儀確定導(dǎo)向槽軸線(xiàn)，與防滲墻軸線(xiàn)一致。導(dǎo)向槽寬0.5 m，深0.5 m。其次是進(jìn)行泥漿準(zhǔn)備，泥漿用于支承孔壁、穩(wěn)定地層、懸浮沉渣，同時(shí)對(duì)導(dǎo)向槽兩側(cè)地層滲透的泥漿以及導(dǎo)向槽兩側(cè)邊壁形成泥皮還起到輔助截滲的作用。

3.1.1 槽孔寬度和槽孔分段長(zhǎng)度

槽孔分兩序施工，先施工工序槽、再施工工序槽。采用“純抓法”成槽，即采用液壓或鋼絲繩抓斗抓取地層。槽孔寬度根據(jù)合同文件及設(shè)計(jì)要求，寬度為300 mm。成槽分二期進(jìn)行，一、二期槽段采用套接相連，套接厚度不小于300 mm，或采用抓鑿法，但必須報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可實(shí)施。槽孔長(zhǎng)度：一期槽采用8 m，二期槽孔長(zhǎng)度采用8 m，成槽條件差的壩段，槽孔分段長(zhǎng)度應(yīng)相應(yīng)減小。槽孔分段長(zhǎng)度根據(jù)施工部位、成槽造孔方法、延續(xù)時(shí)間及砼生產(chǎn)能力等確定。在槽孔孔壁穩(wěn)定、砼生產(chǎn)能力足夠的前提下，考慮加長(zhǎng)槽孔分段長(zhǎng)度可減少套接工作量，有利于防滲墻的整體性。

3.1.2 槽孔中心線(xiàn)與垂直度

各槽孔中心線(xiàn)位置在設(shè)計(jì)防滲墻軸線(xiàn)上，上、下游方向的誤差不大于30 mm。槽孔壁面保持平整垂直，防止偏斜，孔斜率不大于3%。成墻段無(wú)探頭石和波浪形小墻等。一、二期槽孔搭接部位的兩次孔位中心線(xiàn)在任一深度的偏差值應(yīng)能保證搭接墻厚度，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)文件要求。抓槽前先認(rèn)真校對(duì)孔位，抓斗縱面軸線(xiàn)與防滲墻設(shè)計(jì)軸線(xiàn)結(jié)合，抓斗上下升降過(guò)程中保持平穩(wěn)，避免左右擺動(dòng)。

3.1.3 終孔及清孔換漿

為清除回落在孔底的沉渣，保證砼防滲墻的澆筑質(zhì)量必須進(jìn)行清孔換漿。先用抓斗自槽底部采用定位抓取槽底淤積物及沉淀物，然后邊注入符合要求的新鮮泥漿邊抓取槽內(nèi)陳舊廢漿進(jìn)行置換，或采用反循環(huán)泵抽取槽內(nèi)陳舊廢漿進(jìn)行置換。清孔換漿結(jié)束條件為清孔換漿結(jié)束1 h后，泥漿比重＜1.25，黏度＜30 s，含砂量＜10%。清孔換漿結(jié)束后，經(jīng)自檢和監(jiān)理單位驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下一道工序的作業(yè)。

3.2 墻體混凝土澆筑

3.2.1 泥漿下砼澆筑

防滲墻墻體采用塑性混凝土，成槽后采用直升導(dǎo)管法進(jìn)行泥漿下砼澆筑。澆筑導(dǎo)管沿槽孔軸線(xiàn)布置，相鄰導(dǎo)管的間距不大于3.5 m，一期槽孔兩端的導(dǎo)管距孔端控制在1.0～1.5 m，二期槽孔兩端的導(dǎo)管距孔端控制在 0.5～1.0 m，當(dāng)槽段長(zhǎng)度增加時(shí)，適當(dāng)相應(yīng)增加導(dǎo)管路數(shù)。

每個(gè)導(dǎo)管開(kāi)始澆筑時(shí)，先下入導(dǎo)注塞，準(zhǔn)備好足夠數(shù)量的混凝土，將導(dǎo)注塞壓到導(dǎo)管底部，將管內(nèi)泥漿擠出管外。然后將導(dǎo)管稍微上提，使導(dǎo)注塞浮出，一舉將導(dǎo)管底端被混凝土埋住，保證后續(xù)澆筑的砼不致與泥漿摻混。澆筑過(guò)程中，保持導(dǎo)管埋入砼的深度不小于1 m，不超過(guò)6 m，并維持全槽砼面均衡上升，控制其高差在0.5 m范圍內(nèi)；砼澆筑連續(xù)進(jìn)行，槽孔內(nèi)砼面上升速度大于2 m/h，并連續(xù)上升到施工平臺(tái)高程頂面。

一般每30 min測(cè)量一次槽孔砼面，每2 h測(cè)定一次導(dǎo)管內(nèi)砼面，在開(kāi)澆和結(jié)尾時(shí)適當(dāng)增加測(cè)量次數(shù)。澆筑過(guò)程中作好砼面上升的記錄，防止堵塞、埋管、導(dǎo)管漏漿和泥漿摻混等事故的發(fā)生。

3.2.2 相鄰槽孔混凝土接頭

相鄰槽孔的砼接頭采用抓鑿法、鉆鑿法，精確標(biāo)記，孔位每次移動(dòng)定位時(shí)嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。先抓除250～300 mm一期塑性砼墻體至設(shè)計(jì)深度，待二期槽清孔時(shí)，再在一期槽兩端用抓斗斗齒垂直再鑿除30～50 mm砼至槽底，后用鋼絲鉆頭刷子上下刷洗，以保證砼搭接厚度和質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)文件要求。

3.2.3 固壁泥漿及性能

固壁泥漿制漿材料選用粘土或膨潤(rùn)土。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，若粘土指標(biāo)不能滿(mǎn)足要求，則必須采用膨潤(rùn)土。

通過(guò)試驗(yàn)確定拌制泥漿的方法及時(shí)間，并按批準(zhǔn)或批示的配合比配制泥漿。固壁泥漿性能指標(biāo)一般采用比重1.10～1.30，粘度20～25 s，含砂量＜4%，膠體率＞97%，失水量＜30 ml/min，穩(wěn)定性＜0.01。

成品膨潤(rùn)土性能指標(biāo)為：質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)采用原石油工業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)《鉆進(jìn)液用膨潤(rùn)土》（SY5060－85）。為減少環(huán)境污染，降低工程造價(jià)，對(duì)泥漿使用振動(dòng)篩、旋流器、流槽及深沉淀池等方法進(jìn)行凈化回收、重復(fù)利用。旋流器分離出的土渣采用裝載機(jī)或挖掘機(jī)和自卸汽車(chē)運(yùn)至指定點(diǎn)堆存?；厥盏哪酀{經(jīng)檢驗(yàn)性能符合要求才能重復(fù)利用。

3.2.4 泥漿制作與供應(yīng)

采用ZJ－1500型高速攪拌機(jī)制漿，分段建造制漿站集中拌制、集中供應(yīng)、集中回收泥漿，供漿管路送至槽口。

3.3 墻體質(zhì)量檢測(cè)

（1）開(kāi)挖檢查：隨機(jī)抽樣結(jié)合重點(diǎn)抽樣開(kāi)挖防滲墻一側(cè)至檢測(cè)位置進(jìn)行直觀檢查，同時(shí)可進(jìn)行混凝土強(qiáng)度、接縫滲透試驗(yàn)。

（2）取芯檢查：在防滲墻頂部鉆取混凝土芯樣，并進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)。

（3）圍井檢查：在已完成的防滲墻邊上做圍井試驗(yàn)，測(cè)定混凝土墻體與接縫滲透性。

（4）注水檢查：根據(jù)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師的要求，沿墻體軸線(xiàn)鉆檢查孔進(jìn)行注水試驗(yàn)檢查防滲墻的抗?jié)B性能。

4 質(zhì)量檢查及效果評(píng)述

該水庫(kù)除險(xiǎn)加固塑性混凝土防滲墻施工在 2009年全部結(jié)束，根據(jù)在防滲墻連接處進(jìn)行取芯檢驗(yàn)和注水抽樣檢查，均能達(dá)到設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求，同時(shí)，設(shè)計(jì)單位對(duì)該水庫(kù)的蓄水安全鑒定，全面分析了壩體浸潤(rùn)線(xiàn)變化和壩后地下水滲出距離和大小的情況，該塑性混凝土防滲墻能夠較好地起到防滲效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

成槽設(shè)備除抓斗式成槽機(jī)以外還有切削式成槽機(jī)、沖擊式成槽機(jī)等，成槽工藝除純抓法以外還有兩鉆一抓法等。不管采用哪種方法，塑性混凝土墻成敗的關(guān)鍵是成槽工藝，提高成槽效率很重要。成槽后槽壁形狀基本上確定了墻體外形，而成槽工藝中最主要是對(duì)固化泥漿的選擇和處理。因此，深入研究成槽工藝對(duì)研究塑性混凝土防滲墻施工工藝尤為重要。

1 付輝明.淺談某水庫(kù)塑性砼防滲墻施工技術(shù)應(yīng)用[J].甘肅農(nóng)業(yè)，2008（05）

2 馬 軍、沈克金、楊紅軒.某水庫(kù)塑性砼防滲墻施工技術(shù)與實(shí)例[J].西部探礦工程，2008（06）