水庫(kù)主壩混凝土防滲墻施工技術(shù)質(zhì)量控制

邵連方

水庫(kù)主壩混凝土防滲墻施工技術(shù)質(zhì)量控制

邵連方

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

文章結(jié)合工程實(shí)例，介紹了某水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中混凝土防滲墻的灌漿施工技術(shù)，通過(guò)抗壓強(qiáng)度試塊試驗(yàn)對(duì)混凝土防滲墻灌漿的質(zhì)量進(jìn)行控制，并對(duì)混凝土施工中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，提出了具體的處理措施和解決方案。

混凝土；防滲墻；質(zhì)量控制；主壩

1 概 況

某水庫(kù)樞紐工程包含項(xiàng)目主壩與副壩（合計(jì)十個(gè)），溢洪道與輸水建筑物（包含主壩的通風(fēng)隧道，桃果園的灌溉隧道及壩灌溉隧道）等。其中的主壩為1960年初建的粘土心墻壩，在1979年之后改成加高厚的鋼筋混凝土面板堆石壩的壩體。其填筑材料的質(zhì)量差是因當(dāng)?shù)氐募t砂巖很容易被風(fēng)化。通過(guò)多年運(yùn)行后，大壩產(chǎn)生了部分下陷，致使鋼筋混凝土板開(kāi)裂。1998年在水位為207.3m時(shí)，泄漏達(dá)120L/s。盡管進(jìn)行了多次修復(fù)，主壩體仍是中度透水，造成堤壩的滲泄漏過(guò)大，排水廊道滲水量20L/s。

為了解決漏水的問(wèn)題，主壩的除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)使用了混凝土墻。防滲墻的施工最大垂直高度是43.03m，兩個(gè)序列，每個(gè)序列槽段長(zhǎng)度6.6m，寬度0.6m，在上面一共有25個(gè)插槽段抬高防滲墻212.0m，壩頂?shù)妮S線長(zhǎng)為168m，壩頂寬6m，防滲墻主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1 。

表1 防滲主要技術(shù)指標(biāo)

2 施工順序

該工程防滲墻施工順序?yàn)椋豪匣炷翂尾鸪?，開(kāi)挖導(dǎo)槽，導(dǎo)墻放置，安裝導(dǎo)軌，進(jìn)行機(jī)械設(shè)備安裝，配置泥漿入插槽，沖擊鉆成槽，清孔換漿和槽孔驗(yàn)收，帷幕灌漿預(yù)埋管安裝鋼筋籠，混凝土澆筑成管道。

3 防滲墻施工

3.1 建設(shè)布局

墻施工安排在某水庫(kù)的主壩壩頂鉆井操作平臺(tái)，泥漿池安排在上游▽200.0平臺(tái)，其它的設(shè)施具體在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行位置安排。

3.2 混凝土防滲墻鉆孔

3.2.1 槽段劃分

為了減少接縫數(shù)量，需要增加槽段長(zhǎng)度。（表1為防滲主要技術(shù)指標(biāo)）28天抗壓強(qiáng)度≥15.9 MPa，彈性模量指數(shù)≥2.2萬(wàn) MPa，抗?jié)B性能等級(jí)≥ W6 ，滲透系數(shù)指數(shù)≤4.19×10-9cm/s。圖紙施工順序?yàn)閴雾敼坊炷敛鸪?，土方壩頂施工，平臺(tái)導(dǎo)墻建設(shè)和構(gòu)建交通，水，電，泥鉆機(jī)高端系統(tǒng)如中間部分沖擊鉆洞巖，擦洗混凝土槽連接器插槽，插槽驗(yàn)收，清孔換漿，預(yù)埋管制下設(shè)澆筑的導(dǎo)管和預(yù)埋澆筑混凝土拌和，輸送槽二期結(jié)束。打開(kāi)下一個(gè)槽孔度，但考慮堆石料與許多沙質(zhì)土壤的紅色砂巖非粘性嚴(yán)重，容易崩潰，為了確?？妆诎踩?，施工方案暫定兩端淺層階段一，二型槽的長(zhǎng)度是6.6m；中間一，二期槽長(zhǎng)度也設(shè)置為6.6m。

3.2.2 鉆孔成槽分裂法

防滲墻技術(shù)一般有鉆分裂握緊法，鉆入槽抓法是更有效的，能使槽段可連續(xù)光滑得到保障，通常應(yīng)用在20m內(nèi)溝槽深度的曹段，而水庫(kù)的主壩為43m，其地質(zhì)條件比較差，因此使用傳統(tǒng)的施工方式更安全些，也就是使用沖擊鉆機(jī)來(lái)鉆主孔，然后分裂副孔，再把小端插進(jìn)墻壁內(nèi)開(kāi)槽。若碰到孤石或過(guò)大的石頭抓不動(dòng)的時(shí)候，也可用鉆分裂方法施工。此項(xiàng)目用的JZ-220鉆機(jī)，12～15T的地質(zhì)錘的沖擊有非常高的效率。

此項(xiàng)目使用“第一階段槽Ⅰ段，第二階段Ⅱ期槽”的建設(shè)序列，Ⅰ，Ⅱ階段SLOT插槽是基于“四個(gè)主要的三成孔”格式，Ⅰ，Ⅱ期槽段長(zhǎng)度是6.6m。槽深度地層原則由先導(dǎo)孔壁的邊界和底部標(biāo)準(zhǔn)高的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。抽樣方法為沖擊鉆機(jī)抽水管采樣，每個(gè)采樣用清水沖洗，到巖石樣品袋，填寫巖石樣品，標(biāo)注巖樣槽數(shù)，孔數(shù)，采樣深度，采樣人等，放入整理箱，以及時(shí)識(shí)別基巖。

3.3 槽段清孔和接頭的清洗

槽孔在終孔之后，施工方應(yīng)適時(shí)對(duì)孔及孔深，對(duì)槽的長(zhǎng)度及寬度與孔的偏差做測(cè)量，若施工的質(zhì)量自檢合格，就實(shí)施驗(yàn)收，在驗(yàn)收合格之后要清孔換漿。在清孔換漿的時(shí)候使用膨潤(rùn)土漿。使用反循環(huán)的沖擊泵間隙孔進(jìn)行清孔，并繼續(xù)補(bǔ)充新的漿池，以提高泥漿性能。Ⅱ期插槽需在驗(yàn)收合格以后，對(duì)接頭孔進(jìn)行擦洗，用2～3T的重型輪的鋼絲刷子對(duì)接頭孔多次施壓，來(lái)達(dá)到徹底清洗目的。漿清孔之后，經(jīng)驗(yàn)收合格后可以進(jìn)行下一個(gè)工作流程。

3.4 根據(jù)鋼筋籠和帷幕灌漿預(yù)埋管線

根據(jù)該項(xiàng)目預(yù)埋管槽的深度調(diào)整鋼筋籠長(zhǎng)度，槽段劃分。該項(xiàng)目使用Ф114mm灌漿管，且焊接鋼管根據(jù)設(shè)計(jì)需Ф22的鋼筋籠定位架，另使用Ф14的螺紋鋼輔助間隔條。此方法預(yù)埋管具有如下優(yōu)勢(shì)：

（1）可允許一定程度上的變形鋼。

（2）連接非常簡(jiǎn)單且可靠。

（3）其強(qiáng)度很高，不容易變形。

也有不足為：

（1）焊接的時(shí)間與安裝較困難，均需安裝。

（2）溝槽的深度比較大的分部，其預(yù)埋鋼板的垂直很難保證，使帷幕灌漿難度提高。

3.5 管道下的混凝土澆筑

該項(xiàng)目采用混凝土泵，使用管徑為Ф300mm，導(dǎo)管應(yīng)用之前應(yīng)檢查水壓測(cè)試及圓度檢查，檢驗(yàn)及檢查焊接磨損的程度，合格之后才可使用。在澆注混凝土段時(shí)可使用2根導(dǎo)管，使用時(shí)可用沖擊鉆管曳引繩緩慢澆注槽段，根據(jù)施工需要，導(dǎo)管的中心間距為3.0m，導(dǎo)管的下端相差的孔高度控制在15～25cm，中心距管道裝配槽側(cè)壁保持為1.5m左右。

3.6 C15澆筑混凝土防滲墻

3.6.1 混凝土的攪拌及運(yùn)輸

進(jìn)行防滲墻的施工時(shí)用的混凝土為C15等級(jí)的混凝土，水化熱低煤粉的混合，其初凝時(shí)間長(zhǎng)，JZ750型攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，HBT30A的混凝土泵來(lái)實(shí)施運(yùn)輸。

3.6.2 澆筑混凝土的防滲墻

此項(xiàng)目的混凝土澆筑方法使用的壓球法進(jìn)行了澆筑，澆注之前各導(dǎo)管的末端插入一個(gè)小球，在開(kāi)澆時(shí)要先攪拌2～3次，再注入導(dǎo)管澆注壓力實(shí)施砂漿攪拌，來(lái)保證有充足數(shù)量的混凝土在導(dǎo)管端部膨大，確認(rèn)防滲墻的混凝土同基巖面很密實(shí)，而且讓導(dǎo)管的底端埋進(jìn)混凝土里。通常，導(dǎo)管埋在混凝土里的深度需要控制在1～6m的混合漿料內(nèi)，這樣的導(dǎo)管才能確保壁的質(zhì)量。

4 混凝土防滲墻的質(zhì)量控制

4.1 防滲墻孔，清潔紙漿質(zhì)量控制

建設(shè)中，注重強(qiáng)化設(shè)備維護(hù)，保證設(shè)備完整性來(lái)降低建設(shè)時(shí)出現(xiàn)機(jī)械事故，所以槽澆筑在完成之后，應(yīng)盡快開(kāi)始建設(shè)。因?yàn)槭┕さ倪^(guò)程中避免不了可能出現(xiàn)的漏漿、滲漿的現(xiàn)象，因此漿站應(yīng)該供應(yīng)充足，始終確保供應(yīng)液體泥。當(dāng)漿滲漏時(shí)，用防滲補(bǔ)充漿料堵塞，并采取措施以確保槽孔內(nèi)的漿面比導(dǎo)向槽的底部高。

堵漏具體的措施有：粘土及木材或水泥等堵漏混合使用，如果有必要，可以再行回填粘土。如果出現(xiàn)意外塌孔，可以用一定強(qiáng)度的低標(biāo)號(hào)的混凝土回填，在孔達(dá)到一定的硬度后再操作。且施工的過(guò)程里不可向槽直接加入水，防止泥漿比重過(guò)低，在孔壁上的淤漿壓力太小而在塌孔時(shí)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。對(duì)孔形狀和孔的清洗，是確保墻體完整性和截水墻混凝土實(shí)施澆筑的質(zhì)量關(guān)鍵。大壩的主要效果是防滲，通常不存在承重及沖擊的要求。而防滲墻的施工坡度孔需要不高，但是一定要保證墻的整體性，墻上沒(méi)有梅花孔和小孔。泥漿質(zhì)量指標(biāo)具體檢查孔底淤泥和泥漿比重、粘度、含砂量3項(xiàng)。

為確保每一個(gè)混配料和每種材料的標(biāo)準(zhǔn)，需對(duì)成分進(jìn)行檢測(cè)。以下是隨機(jī)抽取了28d C15監(jiān)督混凝土防滲墻抗壓強(qiáng)度試塊試驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表2）。

表2 28dC15混凝土防滲墻試塊抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果

4.2 混凝土的防滲墻檢測(cè)

可使用的方法為用圓柱形的混凝土抗壓和抗拉強(qiáng)度，彈性模量及透氣性的系數(shù)測(cè)試經(jīng)過(guò)抽芯試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)樣本，使各種指標(biāo)都達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。

5 問(wèn)題和處理措施

5.1 漏漿與塌孔處理

5.1.1 漏漿的處理

造孔的過(guò)程中可能發(fā)生漏漿的現(xiàn)象，對(duì)此問(wèn)題有兩個(gè)處理方法。

（1）漿滲漏少或泄漏壓力小時(shí)，用增加泥漿比重或堵劑治療措施。

（2）大漏漿或漏漿的壓力比較大時(shí)，適當(dāng)?shù)氖褂没靥钫惩粒拘?，水泥速凝劑，高速速凝劑等措施進(jìn)行封堵，確保沖擊鉆擠孔壁與罐壁安全。

5.1.2 崩孔的加工

該水庫(kù)的主壩堤所用材料紅砂巖產(chǎn)生風(fēng)化現(xiàn)象，此材料缺點(diǎn)為風(fēng)化之后其砂性強(qiáng)且附著力差，因此施工的過(guò)程內(nèi)產(chǎn)生塌孔現(xiàn)象幾率是較大的，而處理這種問(wèn)題的不確定性及成本均非常高，通常處理此問(wèn)題的方式如下。

（1）小方孔坍塌，使用更高插槽導(dǎo)墻基礎(chǔ)條件或性能更堅(jiān)實(shí)的墻泥。

（2）大量的方孔塌陷，應(yīng)拆下導(dǎo)壁重建或加固導(dǎo)墻。

6 結(jié) 論

水庫(kù)從2009年10月開(kāi)始，在當(dāng)月就完成了導(dǎo)墻澆筑的泥漿池及供水等各臨時(shí)性的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，混凝土防滲墻施工于2009年12月開(kāi)始，并在2010年3月正式結(jié)束。

經(jīng)過(guò)主壩的防滲測(cè)試，得知排水走廊目前的滲水由20 L/s降低到了2～3L/s，也證明混凝土防滲墻的防滲效果十分明顯。

[1] 吳何喬,吳波,魯芳芳.雙溪口水庫(kù)低彈?；炷练罎B墻施工[J].浙江水利科技,2008(01).

[2] 周燦,劉美智,李中林,熊潔,熊啟煜.混凝土防滲墻施工質(zhì)量控制要點(diǎn)及事故預(yù)防[J].人民長(zhǎng)江,2010(11).

[3] 黃友富.水庫(kù)壩基混凝土防滲墻施工質(zhì)量控制[J].建設(shè)監(jiān)理,2010(01).

水利部關(guān)于批準(zhǔn)發(fā)布水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的公告

（土壩灌漿技術(shù)規(guī)范）

中華人民共和國(guó)水利部公告

(2014年第36號(hào))

中華人民共和國(guó)水利部批準(zhǔn)《土壩灌漿技術(shù)規(guī)范》（SL564-2014）為水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)予以公布。

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10.3969/j.issn.1008-1305.2014.05.006

TV697

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1008-1305（2014）05-0018-03