塑性混凝土防滲墻在朝陽(yáng)溝水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用

□李松濤（河南省山河建設(shè)工程管理有限責(zé)任公司）

塑性混凝土防滲墻在朝陽(yáng)溝水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用

□李松濤（河南省山河建設(shè)工程管理有限責(zé)任公司）

登封市朝陽(yáng)溝水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的壩體和壩基防滲均采用塑性混凝土防滲墻，結(jié)合該工程，文章主要介紹了塑性混凝土防滲墻的施工方法、質(zhì)量控制、特殊情況處理等。防滲墻的實(shí)施大大提高了朝陽(yáng)溝水庫(kù)的防滲能力，保證了水庫(kù)運(yùn)行安全，減輕了防洪壓力，保障了水庫(kù)周邊地區(qū)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。目前大冶鎮(zhèn)以朝陽(yáng)溝水庫(kù)為依托，建設(shè)了朝陽(yáng)溝森林公園、朝陽(yáng)溝集中供水廠，對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了較大推動(dòng)作用。

塑性混凝土防滲墻；水庫(kù)除險(xiǎn)加固；大壩防滲；應(yīng)用

1 工程概況

朝陽(yáng)溝水庫(kù)位于登封市東16km的大冶鎮(zhèn)盆窯村北石淙河中下游，屬淮河流域潁河水系，控制流域面積52km2，總庫(kù)容797萬(wàn)m3，屬?。?）型水庫(kù)。水庫(kù)大壩為均質(zhì)土壩，壩長(zhǎng)328m,最大壩高20.80m。該水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程于2009年11月開工，2010年10月完工，2011年4月通過(guò)竣工驗(yàn)收。

2 工程地質(zhì)情況

朝陽(yáng)溝水庫(kù)大壩壩基巖性主要為第②層Q2eol+d1低液限粘土，第③卵石及第④層石英砂巖。第③層卵石滲透系數(shù)5.79×10-3cm/s，透水性較大，為中等透水；第④層石英砂巖上部為強(qiáng)～中等風(fēng)化，透水率8.50～14.60Lu，局部為中等透水。壩體第①層人工素填土（低液限粘土）滲透系數(shù)4.1×10-5～9.90×10-4cm/s，為弱～中等透水，壩體整體填筑質(zhì)量較差，上、下游壩坡出現(xiàn)多處沉陷塌坑，防浪墻出現(xiàn)多處裂縫。為解決壩體及壩基滲漏問題，經(jīng)方案比選后，該工程壩體及壩基防滲采用C5塑性混凝土防滲墻處理方式，防滲墻軸線平行于大壩軸線，成墻范圍樁號(hào)0-008～0+038和0+046～0+336，長(zhǎng)336m，立面范圍自大壩壩頂路基高程327.6m向下深入石英砂巖層0.4m。

3 塑性混凝土防滲墻施工

3.1 施工方法

成槽采用CZ-22型沖擊鉆機(jī)配合液壓抓斗機(jī)鉆進(jìn)，分Ⅰ、Ⅱ期施工；采用粘土泥漿護(hù)壁；“泵吸反循環(huán)法”或“循環(huán)法”置換泥漿清孔；混凝土攪拌站拌和混凝土；混凝土輸送泵輸送混凝土；泥漿下直升導(dǎo)管法澆筑混凝土；采用“接頭管法”進(jìn)行Ⅰ、Ⅱ期槽段連接；CZ-22型沖擊鉆機(jī)輔助混凝土澆筑。

3.2 槽段劃分

單元槽段的劃分根據(jù)地質(zhì)條件、混凝土防滲墻壁結(jié)構(gòu)，工程槽段劃分：Ⅰ序槽孔長(zhǎng)7.50m，Ⅱ序槽孔長(zhǎng)5.50m，工程共劃分58個(gè)槽孔，墻厚0.60m。

3.3 泥漿固壁

為保證沖擊成槽的安全和質(zhì)量，護(hù)壁泥漿制作的質(zhì)量控制非常關(guān)鍵，是關(guān)系到槽壁穩(wěn)定、沖孔速度、混凝土質(zhì)量、鉆頭磨損及砂礫石成槽的必備條件。工程采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土為主，少量的粘土為輔的泥漿制備材料，造孔用的泥漿材料質(zhì)量控制主要指標(biāo)為：比重1.10～1.30，粘度18～25s，含砂率≤5%，膠體率95%，必要時(shí)加適量添加劑。

3.4 成槽施工工藝

基巖以上以抓斗施工為主，充分利用抓斗造孔功效高的優(yōu)勢(shì)。防滲墻的軸線及高程，依據(jù)施工圖紙?jiān)O(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)加以控制，孔位偏差≤3cm；孔斜率≤4‰，特別是端孔孔斜率≤3‰；遇有含弧石的地層及基巖面傾斜度較大等特除情況時(shí)，其孔斜率應(yīng)控制在6‰以內(nèi)。Ⅰ、Ⅱ期槽孔的接頭孔的2次孔位中心在任意深度的偏差值，≤設(shè)計(jì)墻厚的1/3。在造孔過(guò)程中應(yīng)全程進(jìn)行孔斜控制。成孔深度鑒定，當(dāng)深度滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，會(huì)同監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主代表進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，以確定終孔深度。

3.5 清槽

在成槽過(guò)程中，為把沉積槽底的沉渣清出，需對(duì)槽底進(jìn)行清槽，以提高混凝土防滲墻底的承載力和抗?jié)B能力，提高成墻質(zhì)量。沖擊鉆修槽完畢后，再用洗刷錘清刷一序槽段接頭，直至不帶泥屑為止，清槽使用泵吸法反循環(huán)排渣，將沉渣吸入泵管內(nèi)從管口排出。在清槽過(guò)程中，應(yīng)不斷向槽內(nèi)泵送優(yōu)質(zhì)泥漿，以保持液面高度，防止塌孔，清槽工作直至達(dá)標(biāo)為止。即沉渣厚度≤10 cm，孔內(nèi)泥漿比重<1.25g/cm3，粘度<30s,含砂率<10%要求。

3.6 墻體混凝土澆筑

3.6.1 混凝土拌制

混凝土拌制采用混凝土拌和站集中拌制。拌制混凝土的材料，砂石料均采用級(jí)配良好的材料，最大粒徑≤20mm，其含泥量≤1%；水泥采用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的425MPa普通硅酸鹽水泥；水采用（符合JGJ63-89規(guī)定）朝陽(yáng)溝水庫(kù)庫(kù)水?；炷僚浜媳任泻幽鲜∷窘ㄔO(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心通過(guò)試驗(yàn)確定?；炷涟柚圃谝绾榈肋M(jìn)口拌和場(chǎng)進(jìn)行，混凝土拌制稱量設(shè)備精度準(zhǔn)確，其稱量偏差不超過(guò)SDJ207-82第4.3.2條規(guī)定，并按監(jiān)理人的指示定期校核稱量精度，混凝土拌和應(yīng)符合SDJ207-82規(guī)定，拌和程序和時(shí)間均應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定?；炷凛斔筒捎没炷凛斔捅玫妮斔头椒ā?/p>

3.6.2 混凝土澆筑導(dǎo)管和下設(shè)

一是澆筑混凝土采用泥漿下直升導(dǎo)管法，導(dǎo)管內(nèi)徑25cm，澆筑前，導(dǎo)管進(jìn)行密閉承壓試驗(yàn)；二是相鄰導(dǎo)管間距≤3.50m；三是導(dǎo)管距一期槽孔端的距離為1.00～1.50m，二期槽孔為0.50～1.00m；四是安裝導(dǎo)管時(shí)，導(dǎo)管底部出口與孔底距離≤25cm。

3.6.3 混凝土開澆及入倉(cāng)

要領(lǐng)：一是開澆前每個(gè)導(dǎo)管均下入可浮起的木球隔離球塞；二是初澆儲(chǔ)料斗容量為1.50m3，開澆時(shí)混凝土泵同時(shí)供料；三是開澆前先在導(dǎo)管內(nèi)注入適量的水泥砂漿，并準(zhǔn)備好足夠數(shù)量的混凝土，以使導(dǎo)管中的木球塞被擠出后，能將導(dǎo)管底部埋入混凝土內(nèi)；四是槽孔底部高低不平時(shí)，先從低處澆起；五是混凝土連續(xù)澆筑，槽孔內(nèi)混凝土面上升速度≥2m/h，平均速度為4m/h，并連續(xù)上升至墻頂。

3.6.4 混凝土澆筑過(guò)程的控制方法

一是導(dǎo)管埋入混凝土內(nèi)的深度≥2.00m，不宜大于6.00m；二是槽孔內(nèi)混凝土均勻上升；其高差控制在0.50m以內(nèi)，每30min測(cè)量一次混凝土面，每2h測(cè)定一次導(dǎo)管內(nèi)混凝土面，在開澆和結(jié)尾時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加測(cè)量次數(shù)；三是澆筑混凝土?xí)r孔口設(shè)置鋼蓋板，防止混凝土及其它雜物散落槽孔內(nèi)，同時(shí)嚴(yán)禁不合格的混凝土進(jìn)入槽孔內(nèi)；四是在混凝土澆筑時(shí)，認(rèn)真做好測(cè)量、觀察記錄，每一單元槽段塑性混凝土制作抗壓強(qiáng)度試件一組，每5個(gè)槽段塑性混凝土分別制作抗?jié)B壓力及彈性模量試件各一組，試件在槽口入口處隨機(jī)取樣。

3.7 墻段連接

一、二期防滲墻施工后在一期和二期結(jié)合處采用鉆鑿法施工接頭孔，孔徑為600mm。墻段連接采用雙反弧樁柱法，雙反弧樁柱弧頂間距為墻厚的1.30倍；鉆鑿雙反弧樁孔，鉆頭不得扭轉(zhuǎn)，樁孔孔斜應(yīng)符合SL174-96《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》3.0.12規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，鉆完樁孔后，需用專用的機(jī)具將其兩端槽混凝土上所附泥皮及地層殘留物全部清除。

3.8 特殊情況處理

3.8.1 造孔成槽過(guò)程中如出現(xiàn)塌孔、大壩裂縫現(xiàn)象，需立即處理，對(duì)固壁泥漿配比及造孔手段進(jìn)行調(diào)整，確保孔壁穩(wěn)定，對(duì)施工過(guò)程中產(chǎn)生的裂縫，采用加固措施進(jìn)行處理。

3.8.2 在成槽過(guò)程中，對(duì)固壁泥漿漏失量作詳細(xì)測(cè)試和記錄，當(dāng)發(fā)現(xiàn)固壁泥漿漏失嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)及時(shí)堵漏和補(bǔ)漿，采取措施進(jìn)行處理?，F(xiàn)場(chǎng)備有足夠的堵漏材料，如粘土球、鋸末、水泥和足夠泥漿；適當(dāng)調(diào)整泥漿配比，并適當(dāng)放緩速度，待固壁泥漿漏失量正常后再恢復(fù)正常挖槽，必要時(shí)向泥漿中摻加堵漏劑。

4 防滲墻效果

工程竣工后，共完成混凝土防滲墻面積8238.89m2，河南省水利基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心站對(duì)防滲墻進(jìn)行了檢測(cè)，注水試驗(yàn)共選擇1＃、2＃、3＃3個(gè)孔。檢測(cè)結(jié)論為：滲透系數(shù)在1.13×10-8～2.59×10-8cm/s之間，均滿足設(shè)計(jì)要求，開挖檢查墻體無(wú)夾泥、裂縫現(xiàn)象，成墻質(zhì)量好；用地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)墻段連續(xù)性較好，滿足設(shè)計(jì)要求。

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2013-12-18

李 迪）