水利工程塑性混凝土防滲墻施工技術(shù)的研究

衛(wèi)擁剛+崔曉燕

摘 要： 塑性混凝土防滲墻是在剛性混凝土防滲墻基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種有效的透水體防滲處理技術(shù)。目前，塑性混凝土防滲墻已經(jīng)廣泛應(yīng)用于病險水庫大壩的加固工程。由于塑性混凝土的材料組分多、配合比設(shè)計復(fù)雜、質(zhì)量控制嚴(yán)格，這些都為防滲墻的施工增加了成本。因此開發(fā)組分簡單、造價低、施工方便的塑性混凝土具有一定的工程實際意義。

關(guān)鍵詞： 水利工程；塑性混凝土；防滲墻

混凝土防滲墻是一種有效的處理壩基滲漏和工程除險的防滲技術(shù)，它是在松散透水地基或土石壩（堰）體中連續(xù)造孔成槽，以泥漿固壁，在泥漿下澆筑混凝土或回填其它防滲材料修筑而成的起防滲作用的地下連續(xù)墻。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其施工工藝和防滲材料也有了很大提高和進(jìn)步。由于塑性混凝土的材料組成成分多、配合比設(shè)計復(fù)雜、質(zhì)量控制嚴(yán)格，這些都為防滲墻的施工增加了成本。

一、工程概況

某水庫大壩壩基左岸臺地，壩基主要為重粉質(zhì)壤土和含泥砂卵石層。重粉質(zhì)壤土分布于地表下14.5～23.5m。含泥砂卵石分布在樁號0+217～0+452范圍，一般厚度為3～6.5m，最厚可達(dá)10m，滲透參數(shù)2.6～3。屬弱透水層，水庫蓄水后會沿此透水層產(chǎn)生滲透，應(yīng)采取截滲處理措施。

二、水利工程塑性混凝土防滲墻施工工藝

我國幅員遼闊，河流眾多，水利資源豐富。改革開放以后，我國已建成眾多大、中、小型水庫，這些水庫在我國國民經(jīng)濟基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)中占有重要地位，在防洪、發(fā)電、灌溉、供水及水產(chǎn)養(yǎng)殖等方面創(chuàng)造了巨大的社會效益和經(jīng)濟效益，對促進(jìn)國民經(jīng)濟的發(fā)展、保證人民生命財產(chǎn)的安全和人民生活水平的提高，起到了重要作用。塑性混凝土防滲墻作為水利工程施工的重要內(nèi)容，其施工工藝如下：

1、塑性混凝土防滲墻設(shè)計

依據(jù)工程地質(zhì)堪測資料對帷幕灌漿、挖除換填、防滲墻截滲等工藝在工期、成本、防滲效果等方面進(jìn)行比較，采用防滲墻工藝進(jìn)行截滲施工。防滲墻于樁號0+217～0+452范圍，并插入截滲槽重粉質(zhì)壤土，穿越含泥砂卵石層并深入重粉質(zhì)壤土2m，從而形成一道連續(xù)性的封閉上游滲徑的截滲墻體。墻厚0.6m深4～32m，墻體材料采用塑性砼材料，墻頂設(shè)計一道0。5米厚、寬2m的同種材料的塑性砼蓋板。

2、塑性砼防滲墻工程施工方案

塑性砼防滲墻軸線位置高差22m，在0+320位置軸線向上游偏轉(zhuǎn)6。22〃，為方便形成流水線標(biāo)準(zhǔn)施工，導(dǎo)墻頂應(yīng)做成高程一致的平面，以利護(hù)壁泥漿的循環(huán)使用，依據(jù)現(xiàn)地勢需要做成三個臺階，從高處向低處施工，槽段應(yīng)從轉(zhuǎn)角位置向兩側(cè)劃分，每8m一個槽段；宜先施工單號槽段，然后再施工雙號槽段。對于臺階，應(yīng)先施工高臺階一側(cè)并將二期孔鉆鑿?fù)瓿桑趯⑾乱慌_階施工機械所需的場地開挖平整完畢，即可進(jìn)行施工下一臺階相連的槽段。

3、施工準(zhǔn)備

利用鉆機造空成槽是目前國內(nèi)許多工程普遍使用的防滲墻成孔方式。成槽時先鉆進(jìn)主孔，后劈打副孔，在主副孔鉆完后需要交換鉆機和鉆頭的位置，從上至下把殘余小墻劈掉，從而形成一個完整的等厚度的槽孔（槽段），鉆孔成槽機可分設(shè)槽段施工，也可不分槽段，墻體有一系列連鎖樁柱組成。該法適宜墻體較淺、地質(zhì)較好、工程量較小的防滲墻使用，但沖擊鉆可適應(yīng)不同的地層，控制孔位垂直度，通過沖擊鉆與液壓抓斗相結(jié)合，施工效率可大幅度的提高，對地層的適應(yīng)性較強，除基巖外，一般覆蓋層均能適應(yīng)?，F(xiàn)在經(jīng)常使用的抓斗機械是德國寶峨BS-640型液壓抓斗機，抓斗寬可根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行更換，深度可抓130多米。由于抓斗開槽效率高，施工方便、經(jīng)濟節(jié)約，現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于個大型水利工程中造墻。

根據(jù)該工程地層地質(zhì)情況我們采用BA-640型液壓抓斗成槽機械，采用“兩鉆三抓”成孔方法，按8m一個槽段進(jìn)行施工。

4、施工流程

平整場地→測量放線→導(dǎo)墻制作和槽段劃分→抓挖成槽→中孔槽深垂直度檢查驗收→ 接頭清理（二期）→清孔、換漿、監(jiān)測、驗收→安裝灌注導(dǎo)管→灌漿砼→打槽端偷空（一期→整理資料驗收。

BS-640型液壓抓斗成槽機械自重較大，對施工場地要求較高。施工前需將場地平整，重碾壓實。為控制抓斗方向始終沿著設(shè)計軸線方向進(jìn)行，需先做導(dǎo)墻（又稱導(dǎo)向槽），一般為鋼筋砼結(jié)構(gòu)。抓斗機械開槽過程中及在泥漿下進(jìn)行灌注砼，均需用泥漿護(hù)壁；其泥漿制備、清孔換漿及塑性砼的泥漿下灌注等工藝和我們常見的砼灌注樁施工工藝完全相同，只不過多了一道二期槽接頭孔清理工序。

三、水利工程塑性混凝土防滲墻施工要點

隨著水利工程的發(fā)展以及環(huán)保低碳的時代潮流，普通塑性混凝土不再滿足要求。塑性混凝土由于具有良好的抗?jié)B性能，且能夠很好適應(yīng)地基變形能力，而被作為防滲材料廣泛用于水利工程施工。塑性混凝土防滲墻的應(yīng)用，可有效提升工程質(zhì)量，具體施工要點如下：

1、粘土摻加方法。塑性砼由于摻加了大量的粘土，提高砼的和易性，更適宜泵送施工。粘土摻加方法有兩種：干摻，就是粘土?xí)窀?，過篩磨洗180目，制成50kg標(biāo)準(zhǔn)袋裝，易控制摻加量，易于攪拌；濕產(chǎn)就是配成泥槳以泥漿形式摻入，但需要泥漿池，易污染場地，泥漿摻加量難以控制，一般不予采用。

2、孤石或漂石處理。若地層中存在有大的孤石或漂石，埋藏較淺時，使用重錘擊碎，或先在漂石上打孔然后擊碎；若埋藏較深則用水下定向聚能爆破或水下鉆孔預(yù)寶等方法進(jìn)行專門處理。

3、塌空處理。施工中遇塌孔，可以采用粘土回填槽孔至塌孔位只以上1.5m，用沖擊鉆機帶重錘行市，擠密孔壁。若塌孔較嚴(yán)重可采用直開導(dǎo)管法回填灌注低標(biāo)號砼，待凝固具有一定強度后重新造孔。

4、墻鍛連結(jié)。鉆鑿法是目前被廣泛應(yīng)用的一種連接方法。鉆鑿法施工的接逢質(zhì)量，一是取決于接頭的造孔質(zhì)量，接頭孔的空間位置要盡量與一期槽孔原主孔的位置保持一致；二是取決于二期槽孔施工時的清孔泥漿和對一期墻段端面的刷洗質(zhì)量。

5、清孔檢查。墻段接頭檢查，按SL147-96規(guī)范要求宜用鋼絲刷子鉆頭進(jìn)行分段刷洗，直至刷子鉆頭上基本上不帶泥屑，孔底淤泥量不再增加為止；孔底淤泥的檢查，按SL147-96規(guī)范規(guī)定，清孔換漿1h后，孔底淤泥厚度的檢查一般采用鋼制測錘和測餅進(jìn)行檢查，錘與餅測差即為淤泥厚度，孔底淤泥厚度≦10cm；清孔換漿，孔內(nèi)粘土泥漿的密度≦1.3g/cm3，粘度≦30s，含沙量≦10℅。取樣時必須用專用的泥漿取樣器放入局孔底0.5～1.0m部位取樣，然后用含沙量杯，1006型漏斗進(jìn)行檢測。

四、結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)前，全國范圍內(nèi)的病險水庫除險加固工程正處在集中建設(shè)的高峰時期。加固過程中，對壩體和壩基進(jìn)行防滲處理是大壩加固的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，尤其對于土石壩防滲問題更為突出。防滲處理中，塑性混凝土可以很好地滿足大壩防滲加固的要求，又便于就地取材，且成本低廉，適用范圍廣，其諸多優(yōu)越性能可以在大壩防滲工程中發(fā)揮很好的作用?！?/p>

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