同贛堤槽板式深槽混凝土防滲墻施工技術經驗淺談

雷春華王忠法（.湖南交通職業(yè)技術學院 長沙市 40000；.江西省吉安市峽江水利樞紐同江防護區(qū)工程建設指揮部 吉安市 33600）

同贛堤槽板式深槽混凝土防滲墻施工技術經驗淺談

雷春華1王忠法2
（1.湖南交通職業(yè)技術學院 長沙市 410000；2.江西省吉安市峽江水利樞紐同江防護區(qū)工程建設指揮部 吉安市 331600）

江西省峽江水利樞紐同江防護區(qū)同贛堤防滲墻（以下簡稱防滲墻）深高達76 m，其槽寬80 cm,防滲墻總面積超過11萬m2，該堤地質溶洞比較發(fā)育。根據峽江水利樞紐同江防護工程溶洞處理工程技術要求，施工前應進行地質復勘。文章以槽板式防滲墻施工為例，介紹槽板式防滲墻的施工技術和應用效果，可供類似工程參考。

混凝土防滲墻 先導孔 地質復勘 抓斗

1 工程概況及地質

峽江水利樞紐工程位于贛江中游峽江縣巴丘鎮(zhèn)上游約6.0 km處，控制流域面積6.271×104km2，樞紐總庫容11.87×108m3，總裝機容量360 MW。江西省峽江水利樞紐同江防護區(qū)防滲墻工程主要包含同贛堤防滲墻以及同南河左岸防滲墻，主要工程項目為：同贛堤500 mm（或600 mm）厚防滲墻面積約為80 000 m2；800 mm厚防滲墻面積約為20 000 m2；同南河左岸防滲墻墻厚為500 mm，面積約為13 000 m2。其中深度在25 m以內的有同贛堤樁號0+460～0+930、3+380～3+700及同南河左岸樁號14+020～ 15+400范圍；深度在25 m以上的為同贛堤樁號1+270～3+380范圍。800 mm厚的防滲墻為同贛堤樁號為0+ 970～1+270范圍。

同贛堤堤線位于贛江支流同江河出口的贛江左岸，沿灘地布置，南起楊家塘村，經水南村東、同江河口、菜園村止于同江村北側山地，堤線全長3.703 km。同贛堤防滲墻地質主要為第四系更新統(tǒng)沖積層（alQ2）粘土、礫質土、砂壤土和殘坡積層（elQ2）粘土等，下伏基巖為二疊系（P）灰?guī)r、炭質灰?guī)r和炭系（C）云質灰?guī)r，泥質鈣質粉砂巖，局部灰?guī)r質礫巖。

2 施工布置

2.1 主施工平臺布置

施工現(xiàn)場有成槽機施工、澆注混凝土運輸道路、沖擊鉆施工、起重機拔索扣管施工等，因施工現(xiàn)場交叉施工頻繁，所以主施工平臺所用場地也比較寬（圖1）。

圖1 防滲墻施工平臺布置圖

2.2 混凝土攪拌站場地布置

混凝土攪拌站共設兩個，同江河口以北一個，同江河口以南一個。混凝土攪拌站現(xiàn)場需要砂、石子原材堆放區(qū)域；水泥罐架設區(qū)域；攪拌機架設區(qū)域及混凝土運輸車、鏟車運轉區(qū)域。場地內原材堆放至少存放兩段防滲墻所需材料，才能保證施工不能停頓。

2.3 供水、供電系統(tǒng)

施工現(xiàn)場取水條件非常之便利，直接從河道里架泵抽水。施工用電平時用電網的電。如在澆筑混凝土時電網停電，則啟用備用發(fā)電機。

3 防滲墻施工

3.1 防滲墻的施工程序及方法

防滲墻成槽采用3臺BH-12液壓抓斗、寶峨GB60、寶峨GB34液壓抓斗各1臺成槽機成槽，膨潤土泥漿護壁，導管法灌注水下墻身混凝土；先施工1個或幾個先行槽段，再在先行槽段旁邊施工連接槽段，最后以閉合槽段結束。施工過程中應做好泥漿護壁，并始終保持槽內泥漿面不低于導墻頂面（高程47.0 m）以下0.5 m且高于地下水位2 m以上。

防滲墻施工工藝流程見圖2。

圖2 防滲墻施工工藝流程圖

3.2 防滲墻成槽施工

3.2.1 導墻施工

深度不大于50 m的防滲墻導墻，因頂拔鎖扣管所受壓力不大，所以此段導墻內不設鋼筋，導墻為素混凝土導墻。

深度大于50 m的防滲墻的導墻因頂拔鎖扣管所受壓力大，所以導墻內應設鋼筋。導墻施工工藝流程如下：

平整場地→測量定位→挖槽→打墊層→綁扎鋼筋→立模板→混凝土澆注→養(yǎng)護→拆模加方木橫支撐。

3.2.2 泥漿工程

（1）泥漿配合比。由于在粉砂層、礫石層中成槽難度較大，故護壁泥漿配比及制備主要針對粉砂地層。泥漿主要成分為膨潤泥，加入CMC增粘劑（羧甲基納纖維素，又稱人造漿糊）、純堿等輔助材料，泥漿配合比按規(guī)范及設計技術要求進行配置，在施工中應根據材料的性能、土質情況適當予以調整。

（2）泥漿管理。根據施工規(guī)范、設計招標文件及現(xiàn)場實際地質情況，確定各項指標如下：

比重：1.06～1.12;粘度：25～30;失水量：＜10 cc/ min;泥皮厚度：＜1.5 mm;pH值：8～9。

泥漿處理示意圖見圖3。

圖3 泥漿處理示意圖

3.2.3 成槽施工過程控制及注意事項

（1）成槽施工過程控制。按槽段劃分，分幅跳槽施工，槽段劃分根據預埋灌漿孔，間距2.1 m，確定每段為6.3 m。采用“三抓法”開挖成槽，即每幅連續(xù)墻施工時，先抓兩側土體，后抓中間小墻，如此反復開挖直至設計槽底標高為止。槽段垂直度檢測采用“重錘測量法”，再通過相似三角形計算出槽段的垂直度。

（2）成槽注意事項。

①開挖之前，成槽機下需墊20 mm厚鋼板，成槽機應以最大工作半徑停機，嚴禁“一停三抓”，以減少開挖時導墻內外側壓力。成槽機起重臂傾斜度控制在65°～75°之間，挖槽過程中起重臂只作回轉動作不做俯仰動作。技術人員要準確在導墻上標出開挖槽段尺寸，成槽機的主鋼絲繩必須與槽段的中心重合。

②成槽機必須輕提慢放，嚴格控制成槽速度。開始開挖（6～7）m速度要緩慢，確保成槽垂直度，防止出現(xiàn)沿內或外側開挖使連續(xù)墻偏移中心線。開挖過程中，技術人員要隨時觀察斗臂所在的平面是否與槽段所在的平面垂直，定時觀測斗臂左右偏移情況，時刻注意下沉過程中的速度是否均勻。

③成槽過程中，混凝土罐車及交叉作業(yè)的重型自卸汽車、挖機鏟車等大型機械設備不得在槽段邊緣走動，以確保槽壁穩(wěn)定。

④挖槽時，不斷向槽內注入新鮮泥漿，保持泥漿面不低于導墻頂面以下（0.2～0.3）m。隨時檢查泥漿質量，及時調整泥漿以滿足特殊地層的要求。

3.2.4 清槽換漿

槽段開挖至設計標高并經檢查合格后，即可進行清槽換漿工作。

（1）清槽。采用沉淀法清槽，即在抓斗直接挖除槽底沉渣之后進行，為進一步清除抓斗未能挖除的細小土渣，以吸漿反循環(huán)法吸除沉積在槽底廓的土碴淤泥。

（2）換漿。保證清底換漿1 h后，槽底500 mm高度內泥漿比重不大于1.15，槽底沉渣不超過100 mm。在清槽換漿全過程中，控制好吸漿量和補漿量的平衡，不能讓泥漿溢出槽外或讓漿面落到導墻頂面以下30 cm。

3.3 防滲墻混凝土澆筑

（1）混凝土。地下連續(xù)墻混凝土具有一般水下混凝土澆注的施工特點，坍落度控制在（180～220）mm，粗骨料最大粒徑＜40 mm，含砂率≥45%，具有良好的和易性。滿足設計要求的抗壓強度等級、抗?jié)B性能及彈性模量等指標。

（2）導管布置。灌注混凝土采用內徑為Φ250的快速接頭鋼導管，節(jié)長為2.5m，最下一節(jié)長度為4 m。導管下口距孔底（300～500）mm，不宜過大或過小。

標準槽段設置2根導管（異型槽段每邊1根導管），導管間距2.75 m，導管距槽段端頭為0.75 m。

（3）混凝土澆注。連續(xù)墻澆注必須在清孔完畢后4 h內進行。隨著混凝土面的上升，要適時提升和拆卸導管，導管底端埋入混凝土面以下一般保持在（2～4）m，嚴禁將導管提出混凝土面。灌注水下混凝土的隔水栓采用預制混凝土塞，料斗做成圓錐形。施工中嚴格控制導管提拔速度和混凝土澆注速度，應派專人測量澆注進度，并將澆注信息及時反饋，以便施工控制。

灌注混凝土時，槽段內的泥漿一部分抽回沉淀池，另一部分暫時存放到導墻內。

（4）試件。每澆完1～2車混凝土，應對來料方數和實測槽內混凝土面深度所反映的方數，用測繩校對一次，二者應基本相符。每50 m3混凝土留置1組抗壓試件，每一單元槽段增加留置1組抗壓試件用以檢驗該槽段混凝土70%強度，每5個槽段制作1組抗?jié)B試件。

（5）槽段接頭。槽段接頭采用接頭管。接頭管拔出時間，根據混凝土強度的發(fā)展情況、氣溫和接頭管的埋置深度等而定。一般在混凝土開始澆注后（2～3）h開始拔動，再使管子回落，無異常后可每隔（20～30）min拔出（0.5～1）m。在混凝土澆注結束后（4～8）h內將接頭管全部拔出。

（6）預埋帷幕灌漿管。本工程防滲墻底高程進入強風化巖層（0.5～1.0）m，下接帷幕灌漿，帷幕灌漿與混凝土防滲墻同軸線，帷幕灌漿孔孔距2.1 m，單排布置。壩體部分混凝土防滲墻施工時預埋帷幕灌漿管，預埋管選用直徑130 mm、厚度為3.5 mm的鋼管，預埋管施工采用“導向架”施工工藝。

①鋼管加工。預埋帷幕灌漿管選用Φ108 mm無縫鋼管。鋼管下設到槽底20 cm，為保證鋼管連接后順直，單根鋼管長度以（8～10）m為宜，鋼管連接采用絲扣連接。

②預埋管孔位布置。防滲墻Ⅰ、Ⅱ期槽段均為6.3 m長，帷幕灌漿孔間距2.1 m，每一槽段中布置3個灌漿孔，每一槽段兩端灌漿孔的位置距槽段兩端的距離均為0.75 m。

③預埋管下設。預埋管下設采用預埋管導向架。導向架用槽鋼焊接制作，導向架頂部設牽引鋼絲繩，由卷揚機提升，在防滲墻施工混凝土澆筑時，導向架與混凝土面上升同步提升。

將焊接一體的6根底節(jié)鋼管插入導向架后，再將導向架連同底節(jié)鋼管固定在孔口，孔口設置管夾。待鋼管按設計長度連接完成并下設至槽底后，管夾固定好孔口鋼管，用卷揚起吊導向架慢慢下方至距槽底1.5 m處位置。澆筑混凝土時，導向架隨混凝土面上升同步提升，確保鋼管的位置不發(fā)生變化。

3.4 塌孔事故的處理

對混凝土防滲墻施工中幾種常見事故的預防和處理，本工程主要表現(xiàn)在塌孔處理?；炷练罎B墻的深度一般為十幾米到五十多米，在成槽和澆筑施工過程中，極容易出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。塌孔有孔口塌孔和孔內塌孔。塌孔的槽段主要發(fā)生在砂壤土、砂卵石層及淺層巖溶無填充（空洞）處。處理措施：一是在泥漿拌制過程中，適量加大泥漿比重，并摻入適量膨潤土；二是在塌孔處備好合格的粘土料源。

4 防滲墻質量檢驗

4.1 質量評定

防滲墻進行質量評定477個單元，合格率及優(yōu)良率均為100%。

4.2 混凝土隨機取樣檢查

根據規(guī)范要求，采用了槽孔口混凝土隨機取樣，做抗?jié)B、抗壓等試驗，共計取試塊637組，其中抗?jié)B試塊160組，抗壓試塊477組，標準條件養(yǎng)護28 d做室內試驗?？箟簭姸萊28在（15.3～25.3）MPa，滲透系數K28在（3.6×10-7～5.6×10-7），全部試樣均到達設計標準?；炷练罎B墻質量優(yōu)良。

4.3 開挖檢查

本工程對樁號0+775處進行了開挖檢查，開挖深度8m（開挖高程從47m到39m)。經檢查墻體槽段間混凝土膠結良好，墻體混凝土充填密實。墻體有效厚度，槽段間刷壁干凈，無泥漿殘留，符合設計標準。

4.4 工程重點與難點

同贛堤樁號1+500～2+300為巖溶地質，基巖起伏大，地下巖溶分布復雜。本槽段長6.3 m，液壓抓斗1抓長2.75 m，斗寬為0.6 m，中間小墻為6.3-2.75-2.75=0.8 m，兩爪之間現(xiàn)場實測最大高差達9 m，因此寬0.8 m、高9 m的小墻三角地帶無法抓取干凈，存在滲漏通道。

本工程防滲墻采用跳倉法施工，在Ⅱ序槽與相鄰Ⅰ序槽之間巖面起伏大，在槽段兩側形成滲透通道。本工程在該區(qū)域防滲墻下有溶洞灌漿，接觸段灌漿及灌漿預埋管垂直度的控制對下一道溶洞灌漿施工都顯得尤為重要。

5 結 語

混凝土防滲墻是利用成槽機械借用泥漿護壁作用在地下挖出窄而深的槽，并在其內部通過特殊機具澆筑混凝土材料而形成具有防滲、擋土、承重等功能的連續(xù)地下墻體，該施工技術具有施工成本低、工期短、防滲效果好等優(yōu)點。在水庫堤防加固防滲工程中發(fā)揮了重要作用。

本工程同贛堤及同南河防滲墻處理軸線長度為4 689 m，其中包含防滲墻下溶洞處理長度1 953 m，800 mm槽寬的防滲墻長330 m溶洞灌漿在防滲墻澆筑過程中，灌漿預埋管垂直度的控制對下一道溶洞灌漿施工顯得尤為重要，因同贛堤基礎溶洞發(fā)育充分，造成在防滲墻成槽過程中塌孔數次，現(xiàn)場粘土回填量就多達9 000多m3，使得原有的巖溶空腔充填物發(fā)生了變化，建議在溶洞灌漿處理之前先做先導孔的施工，以比較判別地下溶巖充填物與設計地勘的差異，為溶洞灌漿的施工提供基礎依據。

2016-05-27）

雷春華（1976-），女，湖北荊州人，碩士，講師，目前從事港航專業(yè)的教學工作。