混凝土防滲墻在大通河納子峽水電站技術(shù)應(yīng)用

摘要：介紹了防滲墻施工技術(shù)的主要工藝流程，最后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，墻體的抗?jié)B能力完全滿足設(shè)計(jì)要求，具有一定的使用參考價(jià)值。

關(guān)鍵字：防滲墻技術(shù)應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1．工程概況

納子峽水電站位于青海省東北部的門(mén)源縣燕麥圖呼鄉(xiāng)和祁連縣皇城鄉(xiāng)的交界處，地處大通河上游末段。電站是大通河流域年調(diào)節(jié)的“龍頭”電站。壩型為混凝土面板堆石壩，河床平趾板基礎(chǔ)置于密實(shí)覆蓋層上，趾板寬度8.0m，厚度0.8m，砂礫石覆蓋層采用防滲墻進(jìn)行防滲處理，混凝土防滲墻軸線平行于壩軸線布置，墻厚1.2m，墻底嵌入基巖強(qiáng)風(fēng)化層0.8m，最大深度23m。防滲墻與趾板之間采用混凝土連接板連接。

2防滲墻施工工藝

2.1導(dǎo)墻施工

導(dǎo)墻,也稱(chēng)導(dǎo)向槽，是防滲墻施工之前修建的臨時(shí)構(gòu)筑物，它對(duì)防滲墻的施工是必不可少的，導(dǎo)墻的作用是為鉆孔機(jī)具導(dǎo)向、蓄存泥漿和防止槽口坍塌,同時(shí)可作為施工時(shí)水平與豎直測(cè)量的基準(zhǔn),在導(dǎo)墻的施工中重點(diǎn)是防止導(dǎo)墻開(kāi)裂和位移變形。因此在工程施工中根據(jù)施工機(jī)械選擇不同類(lèi)型的導(dǎo)墻很重要，導(dǎo)墻拆模后應(yīng)立即在墻間架設(shè)支撐。

2.2造孔方法

本工程防滲墻采用CZ-30型沖擊鉆機(jī)“鉆劈法”造孔成槽，先鉆進(jìn)主孔，到設(shè)計(jì)終孔孔深后，再劈打副孔；采用粘土泥漿或膨潤(rùn)土漿護(hù)壁，及時(shí)監(jiān)控泥漿各項(xiàng)性能指標(biāo)；確保攜帶巖碴和維護(hù)孔壁穩(wěn)定的能力；“抽筒抽取法”并結(jié)合“新鮮泥漿置換法”清孔；“泥漿下直升導(dǎo)管法”澆筑混凝土。

2.3槽段劃分及連接

合理劃分槽段原則是不影響槽壁的穩(wěn)定性,槽壁的穩(wěn)定性盡可能的減少接頭數(shù)量, 不但可以提高施工效率,還可以提高防滲墻的防水性和整體性，本工程槽段劃分為兩期，槽段劃分采用一種槽長(zhǎng)，槽孔長(zhǎng)度為7.0m，即3個(gè)1.2m的主孔和2個(gè)1.7m的副孔，槽段連接采用“套打一鉆”法施工，即一期槽段的混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度（24h）后，用沖擊鉆將接頭孔中的混凝土鑿掉，形成一、二期槽段間的接頭孔。具體形式見(jiàn)圖

2.4固壁泥漿

選用粘土?xí)r，粘土含量必須大于50％，塑性指數(shù)大于20，含砂量小于5％，SiO2與Al2O3含量的比值為3～4。純凈泥漿一般難以完全達(dá)到使用要求，這時(shí)要加入泥漿處理劑改善漿液性能。如果泥漿失水量過(guò)大，膠體率和穩(wěn)定性均不合格，一般可考慮加入碳酸鈉處理。 碳酸鈉的加量一般為土重的0.3%～1.2%，隨著加入碳酸鈉數(shù)量的增加，鈣質(zhì)粘土改性為鈉質(zhì)粘土，土的顆粒在水中更加分散，膠體粒子的數(shù)量增加，泥漿失水量降低，并使粘度有某些提高。本工程采用1500l的攪拌槽進(jìn)行泥漿攪拌。

制備、使用與檢驗(yàn)采用表1泥漿配合比進(jìn)行攪拌，攪拌30分鐘后進(jìn)行檢測(cè)達(dá)到表2固壁泥漿性能指標(biāo)。

表1 泥漿配合比

項(xiàng)目 粘土 Na2CO3 水

數(shù)量(kg) 12.5～20 0.4～0.625 100

表2 固壁泥漿性能指標(biāo)

項(xiàng) 目 單 位 性能指標(biāo) 試驗(yàn)用儀器 備注

密 度 g/cm3 1.1～1.2 泥漿密度計(jì)

漏斗粘度 s 18～25 500/700ml漏斗

含 砂 量 % ≤5 含砂量測(cè)量器

膠 體 率 % ≥96 量筒

穩(wěn) 定 性 ≤0.03 量筒、泥漿比重稱(chēng)

失 水 量 ml/30min ＜30 失水量?jī)x 又稱(chēng)為濾失量

泥 餅 厚 mm 2～4 失水量?jī)x

1 min靜切力 Pa 2.0～5.0 靜切力計(jì)

pH值 7～9 pH試紙或電子pH計(jì)

對(duì)新拌制的泥漿每天做一次粘度、比重、含沙量測(cè)試，根據(jù)造孔需求隨時(shí)調(diào)整泥漿配合比。

2.5孔形控制

孔形控制是驗(yàn)收項(xiàng)目項(xiàng)目包括：深度、厚度和孔斜。防滲墻設(shè)計(jì)墻厚1.2m通過(guò)施工鉆具（鉆頭）達(dá)到的；深度在確定基巖弱風(fēng)化層后0.8m為終孔深度；孔斜指標(biāo)為不得大于0.4%，含孤石、漂石地層以及基巖面傾斜度較大等特殊情況，孔斜率應(yīng)控制在0.6%以內(nèi)，一、二期槽孔接頭搭接的兩次孔位中心在任一深度的偏差值，不得大于設(shè)計(jì)墻厚的1/3,并應(yīng)采取措施保證設(shè)計(jì)墻厚。

2.6孔深驗(yàn)收和基巖鑒定

防滲墻嵌入基巖弱風(fēng)化層規(guī)定為0.8m，測(cè)量前應(yīng)將抽筒取出的巖樣進(jìn)行妥善保管同時(shí)做好相應(yīng)孔深記錄。防滲墻單孔主孔施工進(jìn)入巖層后，每20cm追蹤檢查巖樣，詳細(xì)記錄基巖頂面的深度并做好相應(yīng)的巖樣保存，根據(jù)通過(guò)巖樣的分析判斷孔底到達(dá)位置的巖性，最后根據(jù)設(shè)計(jì)和監(jiān)理要求確定相應(yīng)的終孔深度。

2.7清孔換漿和接頭刷洗

槽段終孔后，即開(kāi)始組織清孔換漿工作，Ⅱ期槽孔終孔后還要進(jìn)行接頭孔的刷洗。在清孔換漿時(shí)，清孔采用抽筒換漿法，用抽筒將孔內(nèi)的砂、石漿液抽出孔口廢棄，同時(shí)向槽內(nèi)補(bǔ)充新鮮泥漿，換漿量約為槽孔內(nèi)泥漿總量的1/3。

二期槽孔清孔換漿結(jié)束前，用鋼絲刷子鉆頭洗刷一期槽孔端頭的泥皮和地層殘留物。以刷子鉆頭上基本不帶泥屑，孔底淤積不再增加為合格標(biāo)準(zhǔn)。

2.8清孔換漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

清孔結(jié)束一小時(shí)后，在槽孔底部0.5m處取泥漿樣，進(jìn)行泥漿試驗(yàn)。如果達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，即可結(jié)束清孔換漿的工作。清孔換漿1h后應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)：孔底淤積厚度≤10cm，槽內(nèi)泥漿密度≤1.3g/cm3，馬氏漏斗粘度≤30s，含砂量≤5%。

3.混凝土澆筑

施工期間根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的配合比，墻體混凝土材料物理力學(xué)性能指標(biāo)見(jiàn)表3

表3 混凝土物理力學(xué)性能設(shè)計(jì)指標(biāo)

項(xiàng) 目 性 能 指 數(shù)

強(qiáng)度標(biāo)號(hào) C15

抗?jié)B標(biāo)號(hào) W8

滲透系數(shù) ≤10-6cm/s

坍落度 18～22cm

擴(kuò)散度 34～40cm

初凝時(shí)間 ≥6h

終凝時(shí)間 ≤24h

3.1原材料技術(shù)指標(biāo)

水泥：32.5普通硅酸鹽水泥，品質(zhì)應(yīng)滿足國(guó)標(biāo)GB175-99要求。

砂：采用河砂，細(xì)度模數(shù)2.4～2.6，含泥量不大于3%，飽和面干吸水率不大于1.60%。

骨料：采用天然礫石，最大粒徑不大于40mm，含泥量不大于1%，飽和面干吸水率不大于1.50%。

外加劑：應(yīng)符合《DL/T5100－1999》的有關(guān)規(guī)定。

水：應(yīng)符合砼拌和標(biāo)準(zhǔn)《JGJ63-89》。

3.2澆筑導(dǎo)管

混凝土澆筑導(dǎo)管采用快速絲扣連接Φ250的鋼管，在每套導(dǎo)管的上部和底節(jié)管設(shè)置長(zhǎng)度為0.3～1.0m短管，導(dǎo)管接頭要設(shè)有懸掛設(shè)施，孔口支架承受力要大于混凝土充滿導(dǎo)管總重量的2.5倍以上。

3.3導(dǎo)管下設(shè)

導(dǎo)管應(yīng)布置在防滲墻中心線上，按照配管圖依次下設(shè)，每個(gè)槽段部設(shè)2套導(dǎo)管間距一般不宜大于3.5m，導(dǎo)管距槽孔兩端或接頭管的距離宜為1.0～1.5m。

3.4混凝土開(kāi)倉(cāng)、入倉(cāng)

混凝土卸入槽口儲(chǔ)料—分料斗由其分流到各個(gè)溜槽內(nèi)流入導(dǎo)管頂部料斗。混凝土開(kāi)澆時(shí)采用壓球法開(kāi)澆。在開(kāi)澆前必須先在導(dǎo)管內(nèi)注入砂漿，并準(zhǔn)備好足夠的混凝土，以便隔離球能夠被擠出，同時(shí)能將導(dǎo)管底端埋入混凝土1.0m以上。

3.5澆筑過(guò)程控制

導(dǎo)管埋入混凝土的深度控制在1～6m之間，以免泥漿進(jìn)入砼和埋深過(guò)大出現(xiàn)筑管。

槽孔內(nèi)混凝土面要均勻上升，高差控制在0.5m以內(nèi)，澆筑速度不能小于4m/h。定時(shí)測(cè)量槽內(nèi)混凝土面及管內(nèi)混凝土面，填寫(xiě)澆筑資料，同時(shí)指導(dǎo)拆除導(dǎo)管。當(dāng)槽孔內(nèi)的深度高低不平時(shí)，從低處澆起，澆到與高的齊平時(shí)，同時(shí)澆筑。

3.6防滲墻工程技術(shù)指標(biāo)與質(zhì)量要求

表4防滲墻工程技術(shù)指標(biāo)與質(zhì)量要求

序號(hào) 檢查項(xiàng)目 檢驗(yàn)方法 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1 造

孔 槽孔中心偏差 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量 ±3cm

2 終孔孔深 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量 不小于設(shè)計(jì)孔深

3 孔斜率 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、計(jì)算 不大于0.4％，特殊情況不大于0.6％

4 槽孔寬度 劇鉆頭直徑 滿足設(shè)計(jì)要求

5 清

孔 接頭刷洗 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量 刷子基本不帶泥屑，孔底淤積不再增加

6 孔底淤積 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量 ≤10cm

7 泥漿密度 比重稱(chēng) ＜1.3g/cm3

8 泥漿粘度 500/700漏斗 ≤30s

9 泥漿含砂量 含砂量器（杯） ≤5％

10 混凝土澆筑 導(dǎo)管間距埋深 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量 符合設(shè)計(jì)要求

11 砼上升速度 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、速度 ≥2m/h

12 砼塌落度 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試 18～22cm

13 砼擴(kuò)散度 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試 34～40cm

14 終澆高程 開(kāi)挖檢查 符合設(shè)計(jì)要求

15 砼性能指標(biāo) 室內(nèi)實(shí)驗(yàn) 符合設(shè)計(jì)要求

16 記錄 綜合檢查 齊全、準(zhǔn)確、清晰 符合設(shè)計(jì)要求

4.防滲墻工程質(zhì)量評(píng)定

4.1工程質(zhì)量評(píng)定依據(jù)

《水利水電工程質(zhì)量評(píng)定規(guī)程》SL175-1996

《水利水電基本建設(shè)工程單元工程質(zhì)量等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》水工建筑工程SDJ2497-91

部頒《水利水電工程施工質(zhì)量評(píng)定表》(試行)

混凝土防滲墻施工規(guī)范（DL/T5148-2001）及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

4.2墻體質(zhì)量檢查

防滲墻工程質(zhì)量檢查按規(guī)范及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，包括原材料檢測(cè)、混凝土現(xiàn)場(chǎng)及機(jī)口取樣檢測(cè)、槽孔地質(zhì)鑒定及孔形驗(yàn)收、成墻后鉆檢查孔取芯、注水試驗(yàn)、孔內(nèi)錄像監(jiān)測(cè)等諸多項(xiàng)目。檢查結(jié)果表明，防滲墻施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

總 結(jié)：防滲墻墻體的剛度大、防滲性能好、可用作剛性基礎(chǔ)、適用于多種地基條件，使其在基礎(chǔ)工程中得到廣泛的應(yīng)用，但護(hù)壁泥漿、墻段的接頭等構(gòu)造問(wèn)題還需要進(jìn)一步優(yōu)化。

作者簡(jiǎn)介：段德生，男（1985）甘肅酒泉人，助理工程師。