低彈模混凝土防滲墻施工技術探討

潘才發(fā)

(福建省水利水電工程局有限公司， 福建 泉州　362000)

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低彈模混凝土防滲墻施工技術探討

潘才發(fā)

(福建省水利水電工程局有限公司， 福建 泉州362000)

水利工程加固施工中，低彈?；炷练罎B墻的運用日益廣泛。本文以實際工程為例，對水庫加固工程中低彈?；炷练罎B墻的施工技術進行分析探討，并對低彈?；炷练罎B墻的材料、機械要求、工藝流程、施工操作、施工監(jiān)測和質量控制等進行闡述，以期為類似工程提供參考。

低彈?；炷?； 防滲墻； 沉槽； 清孔； 澆筑

1　工程介紹

后井水庫位于漳浦縣杜潯鎮(zhèn)過洋村，所在河流為鹿溪支流的龍?zhí)断?，主河道長9.4km，總庫容2188.14萬m3，設計灌溉面積3.4萬畝，有效灌溉面積2.3萬畝。該水庫為中型水庫，屬Ⅲ等工程，大壩等主要永久性建筑物級別為三級。大壩為均質土壩，最大壩高28.1m，壩頂長287m，壩頂寬度5.2m，壩頂高程64.00m。

大壩采用低彈?；炷练罎B墻結合帷幕灌漿防滲，低彈?；炷练罎B墻全長337m，從左岸延伸至右岸，樁號0-050～0+287，墻體厚0.6m。防滲墻墻頂高程：左壩肩防滲墻墻頂高程62.50m；大壩壩體防滲墻布置在上游側擋土墻(防浪墻)下，墻頂高程61.50m。防滲墻底部嵌入基巖的深度：左壩肩及左岸壩段，樁號0-050～0+061.9，深入到強風化巖底板；河床段壩基強風化巖深度小于3m時，樁號0+061.9～0+169.4，深入弱風化巖0.5m；右岸壩段強風化巖深度大于3m時，樁號0+169.4～0+287，深入強風化巖3m。最大的防滲墻高度為26.05m。

2　工作原理與特征

在水利水電工程中，通常將混凝土防滲墻的厚度定為60～100cm，比較單薄。因為混凝土防滲墻深埋在地基中，要求墻底嵌入到基巖或不透水層中一定深度，防滲墻的頂部要與壩體防滲設施連結在一起，墻后地基承擔了全部水平荷載，與彈性地基上的薄板相似，與一般起承重或擋土作用的地下連續(xù)墻相比，其工作條件不同，所以采用墻體材料的標準也有差別。隨著施工技術的不斷進步和發(fā)展，高強混凝土和低強度低彈模高抗?jié)B混凝土這兩類混凝土會成為主要的防滲墻墻體材料。由于低彈?；炷练罎B墻與普通混凝土防滲墻相比彈性模量較低，適應不均勻受力及變形的能力較強，能夠很好地改善墻體的應力狀態(tài)，因此在進行除險加固和覆蓋層基礎上的混凝土面板堆石壩工程中，可以節(jié)省大量的投資成本，同時低彈模混凝土防滲墻施工具有工期短、工作面狹窄等特點。

3　施工材料與機械

塑性混凝土屬于混合性材料，主要是將水泥、水、黏土、膨潤土、石子、沙等原材料攪拌在一起，進行漿體澆筑凝結后形成的。選擇組成材料時，通常要滿足以下要求:?選擇32.5級的復合硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥作為組成材料，此外粉煤灰硅酸鹽水泥也可是備選對象；?石英含量較高、顆粒飽滿、具有平滑篩分曲線的河沙可作為細骨料(沙)的選用對象，人工沙也可選擇，細度模數(shù)在2.4～2.8之間；?粗骨料(石子)的粒徑要從大到小連續(xù)排列，但最大的粒徑應小于40mm[1]，條件允許的情況下，最好選擇最大粒徑在20～31.5mm間的一級骨料，用二級配骨料時，小石與中石的比例需大于4∶6，應該選擇有機鈉基膨潤土，黏土的黏粒含量大于50%；?成槽使用液壓抓斗的方式進行施工，為了保證成槽的垂直度，在成槽機械上設有隨機檢測糾偏裝備。

4　主要施工工藝

4.1混凝土防滲墻施工工藝流程

混凝土防滲墻施工工藝流程見圖1。

圖1　混凝土防滲墻施工工藝流程

4.2劃分槽段與成槽工藝

防滲墻施工分一期槽和二期槽兩個階段。根據(jù)設計圖紙的要求，成槽工藝采用“兩鉆一挖法”[2]。根據(jù)設計劃分槽段，對比設計深度與實際深度。一期槽、二期槽的確定以地層情況、墻深度、成槽方法和澆筑強度為依據(jù)，確定為6.0m。

施工時，分兩期開展挖槽、澆筑混凝土工作，施工方法是跳孔法，即先對一期槽孔進行造孔和混凝土澆筑操作，一期完成后再對二期進行同樣的操作。

為使墻段的連接質量得到保障，采用“接頭管法”進行墻段連接施工。即在一期槽孔澆筑前，于槽兩端下設鋼管，待混凝土初凝后，按一定速度將其拔起，形成接頭孔。二期槽孔澆筑混凝土時，接頭孔靠近一期槽孔的側壁形成圓弧形接頭，墻段形成有效連結，見圖2。

圖2　低彈?；炷练罎B墻平面圖 (單位：mm)

4.3成槽的工藝技術

分段進行防滲墻施工操作。以地層特點為依據(jù)，確保防滲墻成槽施工的方法為“兩鉆一抓”法，用沖擊鉆機鉆鑿主孔，鑒定完終孔后，兩個主孔之間的副孔用液壓抓斗(沉槽機)抓取，再將其移動到巖石頂面，根據(jù)規(guī)定的孔深用沖擊鉆機鑿除巖石部分。槽孔的施工主要分兩期，完成一期槽孔的施工后再進行二期槽孔的施工。在同一個槽孔中，主孔要用沖擊鉆機進行施工，鉆到終孔規(guī)定的深度后，驗收單孔孔形，孔位出現(xiàn)的偏差應小于3cm，孔斜率應小于0.4%。驗收合格后，副孔采用抓斗抓挖，在抓斗不方便操作的卵石層地方，副孔要用沖擊鉆機進行鉆劈。主孔應避免在進行抓斗造孔時出現(xiàn)偏斜情況[3]。兩鉆一抓的主、副孔劃分和成槽工藝見圖3。保證副孔長度不大于抓斗的最大開度，通常規(guī)定其要小于抓斗最大開度的2/3，否則抓取較困難，易出現(xiàn)漏抓的情況。如果地層是黏土或沙土層，為提高主孔鉆進的效率，要選用回轉鉆機操作。

1—用沖擊鉆機鉆鑿的主孔；2—副孔，用抓斗挖掘；3—抓斗圖3　鉆抓法成槽工藝

4.4泥漿護壁功能

固壁采用優(yōu)質的膨潤土泥漿。固定式泥漿攪拌站應建立在大壩下游，可以進行集中制漿，制漿站設置ZJ-400型的高速攪拌機和儲漿池(容積為6.0m×4.0m×2m)；用2PN、3PN泥漿泵將儲漿池內的泥漿送到施工槽內。進行澆筑混凝土操作時，回收孔內泥漿需要采用插入式泥漿泵。

4.5清孔換漿工作

造孔工作完成后，應全面檢查造孔質量。各項檢查均符合要求后，才可以清孔換漿。該工程用掏撈法進行清孔換漿。掏撈換漿時用撈沙桶反復清理各個單孔，直到孔底淤積厚度符合標準之后再停止。完成清孔換漿工作1h后再次檢查，需要符合下列清孔標準：

a.孔底淤積的厚度小于10cm。

b.如果使用黏土泥漿，孔內泥漿的密度保持小于1.30g/m3，黏度應小于30s，含砂量應小于10%。

c.二期槽孔清孔換漿工作完成前，接頭混凝土孔壁上的泥皮需清理干凈。用鋼絲刷子鉆頭分段刷洗，直到刷子鉆頭上沒有泥屑，孔底淤積沒有增加為止，完成清孔工作后，在4h內開始澆筑混凝土。

4.6澆筑泥漿下混凝土

混凝土澆筑是關鍵工序。當檢驗成槽清孔符合要求后，進行槽孔混凝土灌注工作，澆筑方法使用直升導管法，連續(xù)澆筑，不能出現(xiàn)中斷。依據(jù)槽孔的具體長度，在每個槽孔處設置2 ～3根導管，可以保證混凝土面的均勻升高，導管與孔端的距離大約為1m，用相同的距離分布導管[4]。進行混凝土澆筑工作前，將可浮起的隔離塞球放在導管內，為了保證施工質量，開澆時將適量的水泥砂漿注入其中，然后再注入足夠的混凝土，若球浮出漿面就可以進行回收工作，管底口被混凝土全部包住后，繼續(xù)進行混凝土的澆筑作業(yè)。

4.7墻段連接工作

用騎縫孔進行防滲墻槽段的連接，孔徑和孔深分別為21.9cm和8m，只有完成墻身混凝土澆筑工作28d后，才能進行騎縫孔處理工作。回填騎縫孔之前需要先洗孔，將C15細骨料膨脹混凝土回填到孔內，保證回填的密實度。

5　施工后全面檢查質量

與常規(guī)混凝土防滲墻一樣，塑性混凝土防滲墻也需要檢查檢測混凝土的質量和墻體質量，但它們采用的檢查方法不同。因為塑性混凝土的強度不高，鉆孔取芯的方法不適用于從混凝土上取芯，只能在混凝土澆筑時，現(xiàn)場取得成型試件，防滲墻的實際性能指標被試件的試驗結果所取代[5]。檢査混凝土防滲墻成墻質量時，鉆孔取芯法、超聲波法和地震透射層析成像(CT)法、注水試驗法是最常用的方法。無損檢測方法是檢查塑性混凝土的最佳方法，包括超聲波、地震透射層析成像(CT)法等，防滲墻的連續(xù)性、接頭孔的連接質量都可以用這些方法檢測。

6　結　論

綜上所述，低彈模混凝土防滲墻施工具有施工成本低廉、和易性良好、質量穩(wěn)定、耐久性佳等優(yōu)點[6]。本文以實際工程為例對低彈?；炷练罎B墻的施工技術進行了探討，工程施工后效果良好，可以達到混凝土的抗?jié)B要求。

[1]關志誠.土石壩基礎混凝土防滲墻關鍵技術指標選擇[J].水利水電技術,2009(5):31-34.

[2]李金玉，曹建國.水工混凝土耐久性的研究和應用[M].北京:中國電力出版社，2004.

[3]黃榮衛(wèi).低彈?；炷练罎B墻在土石壩工程中的應用[J].大壩與安全，2006(3):50-52.

[4]蔚高洋.低彈?；炷练罎B墻在某土石壩加固中的應用[J].浙江水利科技，2006(2):37-39.

[5]涂葵陽,盛麗娟.塑性混凝土防滲墻技術在福山水庫大壩除險加固工程中的應用[J].水利建設與管理,2006(1):56-57.

[6]夏建軍,劉承.對水能資源管理的若干認識[J].中國水能及電氣化,2007(11)：16-20.

Discussion of low elastic modulus concrete cut-off wall construction technology

PAN Caifa

(FujianWaterConservancyandWaterPowerEngineeringBureauCo.,Ltd.,Quanzhou362000,China)

Low elastic modulus concrete cut-off wall is used more and more widely in the reinforcement construction of water conservancy projects. In the paper, actual project is adopted as an example. Construction technology of low elastic modulus concrete cut-off wall in reservoir reinforcement project is analyzed and discussed. Low elastic modulus concrete cut-off wall material, mechanical requirements, technological process, construction operation, construction monitoring, quality control, etc. are expounded so as to provide reference for similar projects.

low elastic modulus concrete; cut-off wall; sediment tank; hole cleaning; casting

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.01.003

TV543

B

1005-4774(2016)01-0005-03