煙寶地水庫主壩混凝土防滲墻施工工藝及質(zhì)量控制

王瓊

摘 要：本文以煙寶地水庫主壩混凝土防滲墻施工為例，結(jié)合早期的研究成果和筆者參與施工的經(jīng)驗(yàn)，將混凝土防滲墻的施工工藝和質(zhì)量等方面進(jìn)行了簡單的分析。煙寶地水庫主壩混凝土防滲墻施工工藝及質(zhì)量是滿足設(shè)計(jì)要求的，為以后相同的工程提供了參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：主壩混凝防滲墻；施工工藝；質(zhì)量控制

1.工程概況

煙寶地水庫位于紅安縣七里坪鎮(zhèn)西北3km的倒水支流四馬河上游，壩址地理位置東經(jīng)114°42′，北緯31°30′，是一座以灌溉、供水為主，兼有防洪、發(fā)電等綜合利用的中型水利工程。復(fù)核水庫總庫容為4439萬m3，調(diào)洪庫容539萬m3。根據(jù)國家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）和《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）的規(guī)定，煙寶地水庫為中型水庫，工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級(jí)別為3級(jí)。

該工程主要項(xiàng)目有主壩混凝土防滲墻工程、主壩帷幕灌漿工程、副壩帷幕灌漿工程、主壩上游壩坡處理工程、主壩下游壩坡處理工程、主壩反濾壩維修工程、主壩壩頂混凝土路面工程、低輸水管封堵工程和副壩防滲處理工程等劃分為十二個(gè)分部工程。

2.水文地質(zhì)條件

大壩位于倒水的支流四馬河上，本區(qū)系大別山中部南麓，多為構(gòu)造剝蝕低丘地貌特征，在河谷兩岸分布有漫灘、階地等剝蝕沖擊堆積地貌。

區(qū)域地層分區(qū)屬昆侖秦嶺大別山分區(qū)桐柏山小區(qū)。工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s，相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ度。

壩區(qū)地下水類型主要有：孔隙水和基巖裂隙水。

（1）第四系松散巖類孔隙水

賦存于第四系松散堆積物中，其巖性為粘土、礫石、砂卵石、塊石等。地下水的補(bǔ)給來源于大氣降水，以孔隙泉水出露，流量一般小于0.05L/S。

（2）基巖裂隙水

壩區(qū)基巖裂隙十分發(fā)育，其類型主要為風(fēng)化裂隙，裂隙水主要賦存于石英片麻巖的風(fēng)化裂隙中。

3.主壩混凝土防滲墻施工工藝

首先采用欣型地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行防滲墻先導(dǎo)孔鉆孔，以確定大壩粘土心墻的軸線位置，判定粘土心墻的滲漏情況，并校核防滲墻設(shè)計(jì)深度和基巖的風(fēng)化程度。在導(dǎo)墻溝的兩側(cè)設(shè)置可以復(fù)原導(dǎo)墻中心線的標(biāo)樁，以便在已經(jīng)開挖好導(dǎo)墻的情況下，也能隨時(shí)檢查導(dǎo)墻中心線。

為了使導(dǎo)墻具有足夠的剛度、良好的整體性，本工程導(dǎo)墻采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，導(dǎo)墻內(nèi)部配置鋼筋，導(dǎo)墻寬度40cm、高度100cm，導(dǎo)墻間距60cm。導(dǎo)墻開挖采用挖機(jī)開挖，人工進(jìn)行修整。

槽段開挖。根據(jù)這個(gè)工程的地質(zhì)條件及挖掘機(jī)的特點(diǎn)，確保工程進(jìn)度，并確保槽壁的穩(wěn)定，施工單元槽段長為6m，接頭形式采用接頭管，本分部施工槽段樁號(hào)0+000～0+100，共完成18個(gè)槽段。先挖槽段兩端的單孔，或者采用挖好第一孔后，跳開一段距離再挖第二孔的方法，使兩個(gè)單孔之間留下未被挖掘過的隔墻，這就能使抓斗在挖單孔時(shí)吃力均衡，可以有效地糾偏，保證成槽垂直度。先挖單孔，后挖隔墻。沿槽長方向套挖，待單孔和孔間隔墻都挖到設(shè)計(jì)深度后，再沿槽長方向套挖，將抓斗挖單孔和隔墻時(shí)成槽的垂直度各不相同而形成的凹凸面修理平整。槽段成槽采用“三抓法”，在導(dǎo)向槽上放樣標(biāo)識(shí)孔位，將抓斗對(duì)正孔位后進(jìn)行垂直造孔。

驗(yàn)槽：開挖到達(dá)基巖面和終孔時(shí)，現(xiàn)場采取巖石樣本保存，經(jīng)監(jiān)理確定巖石的性質(zhì)，并最終確定該施工槽段成槽深度，填寫記錄表，并辦理各項(xiàng)手續(xù)。

驗(yàn)槽結(jié)束后，每隔2.5m埋設(shè)一根帷幕灌漿預(yù)埋管，預(yù)埋管位于防滲墻中軸線，采用Φ120mm鋼管，在埋設(shè)過程中制作鋼筋架將預(yù)埋管固定好，防止偏斜移動(dòng)，保證混凝土澆筑過程中預(yù)埋管的垂直度，預(yù)埋管安裝完畢及時(shí)將管口用木塞封住，防止雜物進(jìn)入堵住預(yù)埋管。泥漿在造孔成槽過程中起固壁、懸浮、攜渣、冷卻鉆具和潤滑的作用，成墻后還可增加墻體的抗?jié)B性能，本工程泥漿采用膨潤土拌制，每立方泥漿配合比為：水950kg、膨潤土130kg 、純堿（分散劑）4 kg、CMC（增粘劑）1kg；新制固壁泥漿性能指標(biāo)密度<1.1g/cm3，泥漿粘度32～50s。

新制泥漿經(jīng)過24h膨化后，利用供漿管輸送至槽孔內(nèi)使用，成槽及槽段澆筑過程中回收的泥漿，經(jīng)凈化后可重復(fù)使用。槽孔孔口泥漿面在成槽過程中保持在導(dǎo)向槽頂面以下30～50cm范圍內(nèi)。

接著進(jìn)行防滲墻混凝土澆筑?；炷练罎B墻是在泥漿下澆筑混凝土，本工程采用剛性導(dǎo)管法進(jìn)行混凝土澆筑，混凝土豎向順導(dǎo)管下落，利用導(dǎo)管隔離泥漿，使其不與混凝土接觸，導(dǎo)管內(nèi)混凝土依靠自重壓擠下部管口的混凝土，并在已灌入的混凝土體內(nèi)流動(dòng)、擴(kuò)散上升，最終置換出泥漿，保證混凝土的整體性。

防滲墻混凝土采用4臺(tái)拌和機(jī)組成的拌合系統(tǒng)生產(chǎn)，配料按試驗(yàn)室提供的配合比采用自動(dòng)進(jìn)料系統(tǒng)計(jì)量，確保稱量準(zhǔn)確。拌合好的混凝土采用混凝土高壓輸送泵運(yùn)送至防滲墻施工現(xiàn)場導(dǎo)管料斗內(nèi)。試驗(yàn)人員隨時(shí)進(jìn)行混凝土流動(dòng)性及和易性檢測，并按規(guī)范要求進(jìn)行試塊制取。

防滲墻混凝土根據(jù)設(shè)計(jì)要求：28天抗壓強(qiáng)度大于7.5N/mm2、抗?jié)B等級(jí)W6、彈性模量1.0×104～2.0×104N/mm2，在有合格資質(zhì)的試驗(yàn)室進(jìn)行混凝土配合比試驗(yàn)作為施工配合比。同時(shí)，按規(guī)范要求，防滲墻混凝土性能還滿足以下要求：入槽坍落度18～22cm，擴(kuò)散度34～40，坍落度保持15cm以上的時(shí)間不少于1h，初凝時(shí)間不小于6h，終凝時(shí)間不大于24h，混凝土密度不小于2100kg/m3。

①清孔換漿

槽段終孔驗(yàn)收合格后進(jìn)行清孔，清孔采用抓斗抓取淤泥和沉淀物，并及時(shí)輸送新鮮泥漿補(bǔ)充。清孔換漿結(jié)束1h后，達(dá)到下列標(biāo)準(zhǔn)：孔底淤積厚度不大于10cm；槽內(nèi)泥漿比重不大于1.15g/cm3，粘度32～50s，含砂量不大于6%，清孔換漿工作可以結(jié)束。

②槽段混凝土澆筑

清孔換漿結(jié)束后，下設(shè)2套混凝土灌注導(dǎo)管，導(dǎo)管內(nèi)徑為300mm，兩導(dǎo)管距離<3.5m，導(dǎo)管距槽端一期槽段為1～1.5m，二期槽段為0.5～1m。導(dǎo)管底部距槽孔底部不大于25cm，當(dāng)槽底高差大于25cm時(shí)將導(dǎo)管置于控制范圍的最低處。

灌注前導(dǎo)管內(nèi)置入可浮起的隔離塞球，灌注時(shí)先注入水泥砂漿，隨即注入足夠的混凝土，擠出塞球并埋住導(dǎo)管底端，避免混凝土與泥漿混合。

灌注過程中每30min測量一次混凝土面，每2h測量一次導(dǎo)管內(nèi)混凝土面，根據(jù)混凝土面上升情況，決定導(dǎo)管的提升長度。導(dǎo)管在混凝土內(nèi)的埋深最小不得小于1.0m，最大不得大于6.0m，在保證埋深的前提下，隨著混凝土面的上升，用吊車提升導(dǎo)管，并將頂部的部分導(dǎo)管拆除。

槽孔內(nèi)混凝土面上升至槽口時(shí)，采用泥漿泵抽出濃漿，并提升導(dǎo)管，減小埋深，增加混凝土的沖擊力，直至混凝土頂面超出設(shè)計(jì)墻頂標(biāo)高0.5m，即可停止?jié)仓纬鰧?dǎo)管。

4.質(zhì)量控制

為保證煙寶地水庫工程質(zhì)量，所有用于這個(gè)工程有關(guān)的材料都必須符合國家有關(guān)規(guī)定的要求，具有材質(zhì)證明或試驗(yàn)證明資料，并于材料使用前報(bào)所在的監(jiān)理工程師同意和備案。

防滲墻砼檢驗(yàn)采用監(jiān)理現(xiàn)場材質(zhì)取樣，自然養(yǎng)護(hù)達(dá)到齡期后送武漢大學(xué)工程檢測中心檢測試塊的抗壓強(qiáng)度、彈性模量、抗剪強(qiáng)度及滲透系數(shù)等。

5.經(jīng)驗(yàn)與建議

混凝土防滲的施工工序很多，曹孔的清理很重要，如果清理不干凈，會(huì)影響后期混凝土的澆注，甚至影響整個(gè)壩體的工程質(zhì)量，所以我們要對(duì)每個(gè)工程過程都要高度重視，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)控，確保工程質(zhì)量。加強(qiáng)施工協(xié)調(diào)，確保工程順利進(jìn)行。積極采用新工藝、新設(shè)備、新方法運(yùn)用到施工中。