淺談巖溶地區(qū)混凝土防滲墻施工及質(zhì)量控制

黃樹(shù)平

(廣東省北江航道開(kāi)發(fā)投資有限公司,廣東 清遠(yuǎn) 511500)

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淺談巖溶地區(qū)混凝土防滲墻施工及質(zhì)量控制

黃樹(shù)平

(廣東省北江航道開(kāi)發(fā)投資有限公司,廣東 清遠(yuǎn) 511500)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，集發(fā)電與通航功能的綜合型航運(yùn)樞紐工程也在不斷發(fā)展。文章以某山區(qū)河道建設(shè)中的船閘工程為例，充分結(jié)合工程特點(diǎn)，提出巖溶地區(qū)防滲墻施工工藝及其質(zhì)量控制方法，有效地預(yù)防本工程基坑滲水問(wèn)題，確保了基坑安全。該工藝及其質(zhì)量控制方法對(duì)類(lèi)似工程有一定的參考和幫助，能更好的推動(dòng)大型航運(yùn)樞紐的發(fā)展。

巖溶地區(qū)；混凝土防滲墻；施工；質(zhì)量控制

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

某船閘工程位于廣東省北江流域，工程內(nèi)容包括新建二線船閘及重建一線船閘，二線船閘有效尺度220m×23m×4.5m，重建一線船閘有效尺度140m×23m×4.5m，一、二線船閘上下游均共用引航道，船閘設(shè)計(jì)通航能力為1000t級(jí)。為保證船閘基坑開(kāi)挖穩(wěn)定，防止基坑涌水，在基坑左岸設(shè)置60cm厚831m長(zhǎng)的C30混凝土防滲墻作臨時(shí)防滲措施，防滲墻頂高程▽35.77，底高程▽10.0，入巖深度≥1m。

1.2 防滲墻施工特點(diǎn)

根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)情況以及地層特點(diǎn)分析，防滲墻施工主要有以下3個(gè)特點(diǎn)：

1)該地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，上層為粉砂層和卵石土層，下層為灰?guī)r，溶溝、溶槽、溶隙發(fā)育強(qiáng)烈，漏漿塌孔問(wèn)題嚴(yán)重，施工難度大。

2)汛期施工水位變化比較大，影響防滲墻成槽穩(wěn)定性。

3)防滲墻距離新建排澇渠約8m，與新建排澇渠施工存在互相干擾情況。

2 施工準(zhǔn)備工作

2.1 技術(shù)準(zhǔn)備

1)收集防滲墻軸線位置及附近的地質(zhì)資料，提前了解施工區(qū)的地層分布和基巖情況。

2)熟悉設(shè)計(jì)的圖紙，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和施工規(guī)范編制切實(shí)可行的施工方案。

3)做好技術(shù)交底、質(zhì)量交底和安全交底。

2.2 機(jī)械和設(shè)備準(zhǔn)備

1)主要機(jī)械和設(shè)備包括沖擊鉆機(jī)、液壓抓斗、強(qiáng)制式拌和機(jī)、混凝土罐車(chē)等。

2)空壓機(jī)、泥漿泵、清孔裝置、水泵、電焊機(jī)等。

2.3 材料準(zhǔn)備

1)混凝土攪拌所用的水泥選用當(dāng)?shù)厮鄰S生產(chǎn)的P.042.5普通硅酸鹽水泥。

2)混凝土攪拌所用的砂、石等材料選用當(dāng)?shù)夭牧?，所備砂石等材料質(zhì)量和數(shù)量滿(mǎn)足施工要求[1]。

3)現(xiàn)場(chǎng)備用足夠數(shù)量的小片石、黃泥和PC32.5R袋裝水泥，用于溶洞處理。

2.4 施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

1)平整場(chǎng)地：采用挖掘機(jī)清理表層土，清表厚度20-30cm。

2)澆筑導(dǎo)墻：導(dǎo)墻采用“┓┏”鋼筋混凝土型式，凈寬比防滲墻厚度大5cm，即650mm，肋厚200mm，單側(cè)導(dǎo)墻寬度1.0m，深度1.2m。施工時(shí)先采用挖掘機(jī)挖槽(105m寬，120cm深)，綁扎A10雙層鋼筋網(wǎng)，現(xiàn)澆C25混凝土。導(dǎo)墻頂面高出地面10cm，且保證泥漿液面高出地下水位50cm。

3)修筑泥漿池：泥漿池布置在防滲墻右側(cè)，每100m布置一個(gè)，每個(gè)泥漿池的容積≥100m3，泥漿池采用沙磚砌筑，砂漿抹面。

3 防滲墻施工

3.1 施工程序及工藝流程

施工工藝流程圖如圖1所示。

圖1 防滲墻施工工藝流程圖

3.2 成槽施工

3.2.1 泥漿系統(tǒng)

1)造孔泥漿的功用是支撐孔壁，懸浮、攜帶鉆渣和冷卻鉆具，造孔時(shí)，孔內(nèi)泥漿面保持在導(dǎo)墻頂面以下30-50cm。

2)黏土泥漿的性能：造孔用泥漿以黏土制漿為主，可選用膨潤(rùn)土制漿。膨潤(rùn)土新漿需經(jīng)24h水化溶脹后使用，泥漿的性能見(jiàn)表1。清孔泥漿回收利用，回收時(shí)將泥漿過(guò)濾，清除石渣和粗顆粒，通過(guò)分級(jí)沉淀，使泥漿性能符合要求。

表1 黏土泥漿主要性能指標(biāo)表

3.2.2 槽段劃分

單元槽段長(zhǎng)度的劃分根據(jù)地質(zhì)條件、抓頭尺寸、混凝土防滲墻壁結(jié)構(gòu)、混凝土供應(yīng)能力等要求確定，本工程單元槽段長(zhǎng)度為7.2m,見(jiàn)圖2。

圖2 槽孔布置示意圖

3.2.3 成槽

成槽工序是防滲墻施工關(guān)鍵工序之一，既控制工期又影響質(zhì)量，根據(jù)地質(zhì)情況，采用液壓抓斗和沖擊鉆配合施工的成槽方法，即上部土層及卵石層中用四鉆三抓法成槽，基巖部分用沖擊鉆成槽。先施工一序槽，后施工二序槽，鉆抓成槽順序見(jiàn)圖3。

圖3 成槽工藝示意圖

4)接頭孔可以采取埋管法，為了便于更加安全的進(jìn)行拔管，當(dāng)混凝土初凝后，即可以轉(zhuǎn)動(dòng)接頭管：混凝土終凝后，就可以直接將接頭管拔出槽孔外。

5)當(dāng)混凝土終凝但強(qiáng)度不高時(shí)，即用鉆鑿法修整接頭孔。

6)單槽造孔結(jié)束后，對(duì)造孔質(zhì)量進(jìn)行全面檢查。

3.2.4 清孔

1)單槽孔造孔結(jié)束后，對(duì)造孔質(zhì)量進(jìn)行全面檢查。

2)清孔換漿可選用泥漿循環(huán)或氣舉法。

3)清孔換漿結(jié)束后1h，達(dá)到下列清孔標(biāo)準(zhǔn)：①孔底淤積厚度≤20cm；②孔內(nèi)泥漿的密度≤1.20g/cm3。

4)清孔合格后，應(yīng)于4h內(nèi)開(kāi)澆混凝土，特殊原因不能按時(shí)澆筑，則在混凝土澆筑前重新清洗。

3.2.5 接頭孔刷洗

1)二期槽孔清孔換漿結(jié)束前，清除接頭混凝土孔壁上的泥皮。

2)清除泥皮時(shí)，用帶有鋼絲刷的鉆頭進(jìn)行分段刷洗。

3)刷洗的合格標(biāo)準(zhǔn)是：鋼絲刷鉆頭不帶泥屑，孔底淤泥不再增加。

3.2.6 混凝土澆筑

1)混凝土拌和及運(yùn)輸：采用3m3強(qiáng)制式混凝土拌和，10m3混凝土灌車(chē)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)。

2)混凝土澆筑：①混凝土澆筑采取直升導(dǎo)管法，進(jìn)行泥漿下混凝土澆筑，導(dǎo)管內(nèi)徑為159mm，外徑為168mm；②槽孔內(nèi)使用兩套導(dǎo)管，間距≤3.5m；一期槽孔導(dǎo)管距孔端1.0-1.5m，二期槽孔的導(dǎo)管距孔端1.0m；當(dāng)槽底高差>25cm時(shí)，導(dǎo)管布置控制范圍最低處；③開(kāi)澆前，導(dǎo)管上方置入隔離塞，隔離塞用砂漿半圓球或塑料浮球；開(kāi)澆時(shí)，注入水泥砂漿，隨即澆入足夠的混凝土，擠出隔離塞埋住導(dǎo)管底端。

3)混凝土澆筑技術(shù)要求：①導(dǎo)管理入混凝土的深度≥1m，≤6m；②混凝土面上升速度≥2m/h；③混凝土面均勻上升，各處高差控制在0.5m以?xún)?nèi)；④每隔30min測(cè)量一次槽孔內(nèi)混凝土面深度，每隔2h測(cè)量一次導(dǎo)管內(nèi)混凝土面深度，并及時(shí)填繪混凝土澆筑指示圖；⑤槽孔口設(shè)置蓋板，避免混凝土散落槽孔內(nèi)；⑥不符合質(zhì)量要求的混凝土嚴(yán)禁澆入槽孔內(nèi)；⑦混凝土終澆頂面一般范圍內(nèi)控制在槽口以下1.0m。

4 防滲墻施工質(zhì)量控制

4.1 成槽質(zhì)量控制

1)抓槽時(shí)施工人員控制抓斗的開(kāi)抓位置，確保抓斗開(kāi)抓位置正確，抓斗升降過(guò)程中不易過(guò)快，確保運(yùn)行平穩(wěn)，避免過(guò)快造成抓斗左右擺動(dòng)影響造孔質(zhì)量。

2)一序槽段先抓兩邊后抓中間，二序槽段先抓中間后抓兩邊。抓槽過(guò)程中，經(jīng)常檢查鋼絲繩中心位置和孔斜率，每2h檢測(cè)一次，若發(fā)現(xiàn)槽孔中心出現(xiàn)偏差時(shí)及時(shí)進(jìn)行糾偏，操作人員啟動(dòng)車(chē)載電腦系統(tǒng)監(jiān)視抓斗斗體本身開(kāi)挖時(shí)的垂直度，若發(fā)現(xiàn)垂直度出現(xiàn)偏差，立即起動(dòng)液壓薄壁抓斗的糾偏系統(tǒng)修正。

3)造孔過(guò)程中，需保持泥漿循環(huán)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定，并對(duì)儲(chǔ)漿池內(nèi)的泥漿進(jìn)行攪動(dòng)，防止泥漿結(jié)塊、沉淀。每隔一段時(shí)間檢查一次性能指標(biāo)，當(dāng)泥漿檢測(cè)不合格時(shí)必須按廢漿處理。

4.2 終孔、清孔控制

1)成槽終孔后，質(zhì)檢員需對(duì)孔深、孔位、孔斜率、槽寬等進(jìn)行檢測(cè)，孔位中心允許側(cè)向偏差≤3cm、孔斜率≤1/150，槽孔深度≥設(shè)計(jì)孔深。清孔時(shí)需將槽底淤積物及沉淀物清除，清孔換漿結(jié)束后1h進(jìn)行檢驗(yàn)，孔底淤積厚度≤200mm，泥漿比重≤1.2g/cm3。

2)在I序孔施工時(shí)在接頭部位需埋設(shè)接頭管，接頭管拔出后接頭孔孔形較好、孔壁光滑、易于刷洗，可以確保接縫施工質(zhì)量，清孔時(shí)采用吊車(chē)吊住刷壁器對(duì)槽段接頭進(jìn)行上下刷動(dòng)，≥5次，以保證槽段之間混凝土結(jié)合良好。

3)嚴(yán)格控制清孔時(shí)間，清孔完成后必須在4h內(nèi)完成混凝土澆筑施工。

4.3 接頭管起拔控制

1)隨時(shí)觀察混凝土的凝固情況，根據(jù)混凝土的凝固情況來(lái)選擇接頭管的起拔時(shí)間，起拔時(shí)間不易過(guò)早，不易過(guò)遲，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。

2)接頭管偏斜時(shí)立即采取糾偏措施，在混凝土尚未凝結(jié)之前通過(guò)垂直向上的起拔力重塑孔型，使接頭管垂直。

3)安排專(zhuān)職人員負(fù)責(zé)接頭管起拔，觀察接頭管的起拔力，避免人為造成堵管。

5 結(jié) 語(yǔ)

1)在巖溶發(fā)充育地區(qū)進(jìn)行混凝土防滲墻施工具有較大難度，成槽過(guò)程中時(shí)刻注意地層情況，首先施工前需根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告提前預(yù)判溶洞位置，在成槽過(guò)程中時(shí)刻關(guān)注泥漿面，發(fā)現(xiàn)泥漿面有下降跡象時(shí)應(yīng)立即進(jìn)行補(bǔ)漿。

2)如果遇到下降速度較快的情況時(shí)，應(yīng)立即采用裝載機(jī)或挖掘機(jī)回填片石、黃泥和袋裝水泥等混合料進(jìn)行充填處理。如出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)先撤離人員和設(shè)備，并快速進(jìn)行回填，確保施工安全。

3)施工過(guò)程中重點(diǎn)把控泥漿比重、成槽垂直度、槽底沉渣和接頭部位處理等，確保施工質(zhì)量。

[1]易芳.芻議混凝土防滲墻施工技術(shù)的應(yīng)用[J].黑龍江水利科技,2015(06):129-130.

1007-7596(2017)04-0144-03

2017-03-16

黃樹(shù)平(1964-)，男，廣東揭陽(yáng)人，工程師。

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