水利建筑工程施工防滲墻技術(shù)研究

阿依努爾.麥麥提

【摘要】在水利工程中，幾乎全部建筑物都會與水直接或間接接觸，因此提高混凝土防滲墻的施工質(zhì)量尤其關(guān)鍵，具體可從優(yōu)選施工材料、優(yōu)化施工工藝等角度加以控制。在本案，筆者結(jié)合混凝土防滲墻的理論知識，舉例探究水利建筑工程施工的混凝土防滲墻技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】水利建筑；防滲墻；質(zhì)量控制

引言

防滲墻是一種連續(xù)地下墻體，即：先用專業(yè)機械設備鉆鑿圓孔或開挖槽孔，再將混凝土澆灌在孔中及回填黏土等，最后再安裝預制混凝土構(gòu)件。目前，常見的混凝土防滲墻類型包括樁柱式、槽板式、板樁灌注及泥漿槽混凝土防滲墻。其中，樁柱式混凝土防滲墻是先用大型沖擊鉆頭等設備鉆鑿孔洞，再回填入水泥混凝土；槽板式混凝土防滲墻是先用抓斗、大型沖擊鉆等設備開挖槽孔，再用泥漿加固槽孔，最后再將水泥混凝土回填入孔中，注意槽孔長度取5-9m；板樁灌注混凝土防滲墻是先采用震沖法將鋼板樁打入地基中，再將小管焊在鋼板樁的邊緣，并在小管底部設置活門，以方便用液壓器等來取出鋼樁，期間可通過小管將防滲材料灌入孔洞中；泥漿槽混凝土防滲墻是先用索鏟等在作業(yè)面開挖寬約1.5-3.0m的溝槽，再用泥漿等加固溝槽，并在開挖深度達到要求標準后回填礫石、砂石和粘性土的混合材料。目前，上述混凝土防滲墻在水利建筑工程中都有所應用。在本案，筆者主要結(jié)合實際案例，探討防滲墻技術(shù)在水利建筑工程施工中的應用。

一、工程概況

XX水利建筑工程由水電站廠房、主壩等組成及大壩整體長7180m、最大高41.5m。其中，主壩的形式主要是瀝青混凝土防滲墻土石壩，壩頂長1676m，左、右副壩是粘土防滲墻土石壩。泄洪建筑物采用的是長875.5m、寬166m的開敞岸坡式溢洪道，泄洪孔共計11個及其單孔寬12m。堰頂高程為199.8m，溢洪道泄流量的極大值為2.03萬m3/s。在這一工程的防滲墻施工中，應將瀝青混凝土防滲墻的中線設在壩軸線上，并保證其到壩軸線的距離<2m，同時在防滲墻的兩側(cè)設寬約3m的砂礫石過渡帶。碾壓式瀝青混凝土防滲墻底部的高程分別為187.7m和188.55m，其中高程<200m的防滲墻墻厚取0.7m，反之則取0.5m；防滲墻頂?shù)母叱虨?18.5m。

二、施工準備

在水利建筑工程防滲墻施工的準備階段，應按要求選擇防滲墻的施工材料。對于碾壓式瀝青混凝土而言，瀝青應具有良好的彎曲變形性能及較大的延伸度。通過試驗，案例工程選用90#重交通道路瀝青。在試驗中，總共選取A、B、C、D四種礦料。其中，A、C料具有質(zhì)地疏松、外觀節(jié)理發(fā)育的特征，其堅固性與壓碎指標比設計限值略高，則不宜用在碾壓式瀝青混凝土施工中；反之，B、D料滿足施工要求。在實際施工中，為了降低材料中針片狀顆粒的含量，建議選用錘式破碎機或反擊式破碎機施工，并采用表1所示的碾壓式瀝青混凝土配合比。

表1 碾壓式瀝青混凝土的配合比

骨料類型 外加瀝青/% 礦粉/% 細骨料/% 粗骨料/%

25-5mm 5-10mm 10-15mm 15-20mm 0.074-25mm

B 6.5 12.3 31.7 14.4 17.6 14.0 10.0

D 6.5 11.1 24.8 20.1 21.0 13.8 9.2

三、施工工藝流程

在案例工程中，混凝土防滲墻施工的工藝流程如下：鉆孔施工→拌制混凝土→澆筑混凝土，具體表現(xiàn)如下：

1、鉆孔施工

在鉆孔施工階段，需要完成的工作內(nèi)容如下：一是從水利工程的客觀實際出發(fā)，合理設置防滲墻中線和高程；二是根據(jù)施工現(xiàn)場的水文地質(zhì)條件、澆筑導管設置及墻體預留孔等，合理劃分槽段；三是在確定孔口高程時，充分考慮施工過程的最高水位等，以保證廢渣、廢水等的順利排放。例如，在鉆劈法鉆孔施工中，先將軸線分成長短不一的槽段，再將相鄰槽段分成兩期，然后再用沖擊式反循環(huán)型沖鉆機或鋼繩沖鉆機分層鉆孔，并在相鄰孔洞深度達標后，反復劈打與主孔相對的副孔，最后再排出泥屑和碎石，注意開孔鉆頭的直徑應大于終孔鉆頭的直徑及合理選擇副孔的長度。

2、混凝土拌制

泥漿的主要材料是粘土。在調(diào)制泥漿時，可加入泥漿料。但在這一過程，需注意下列事項：一是均勻攪拌泥漿料，并注水施工；二是嚴控泥漿中的水分，以保持泥漿的均勻狀態(tài)及優(yōu)化混凝土的配合比；三是不得一并添加水和膨潤土，以免在膨潤土施工中出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。

3、混凝土澆筑

在混凝土防滲墻施工中，混凝土的澆筑方式包括水下導管、直升導管。倘若選擇水下導管方式，則工程施工規(guī)定注意如下要點：一是導管內(nèi)徑可用Φ200-250mm的鋼管，并從工程需求出發(fā)，將長度分成0.3、0.5、1、2m四個檔次，其中主體選取2m，最后再用法蘭盤將導管連接在一起；二是按一段3條的標準，將混凝土澆筑導管布設在防滲墻中心線上，注意兩端頭的間距應控制在1m；三是在澆筑混凝土時，導管口到孔底的距離可取15-25cm，并保證導管的下埋深度<1m及澆筑速度<2m/h。

四、施工質(zhì)量控制

鑒于混凝土防滲墻在水利建筑工程中的重要作用，必須嚴控其施工質(zhì)量，具體措施如下：

1、優(yōu)選鉆孔機械

對于水利建筑工程混凝土防滲墻施工，最為常用的設備當屬鉆孔機械。倘若選用鋼繩沖鉆機，則需先用沖擊鉆頭重復破碎地面至其表層完全粉碎，再用抽砂筒抽出地面表層的全部泥屑和碎石。應用表明，鋼繩沖鉆機的工作效率較低，且耗費的能源資源量也很大。倘若選用沖擊式反循環(huán)型沖鉆機，則需更改出渣方式及通過泵吸連續(xù)出渣，以免鉆機作業(yè)破壞地面的顆粒。應用表明沖擊式反循環(huán)型沖鉆機的工作效率高，但其對施工設備的要求非常嚴格。與上述兩種鉆孔機械相比，倘若在溝槽開挖中運用抓斗挖槽機，則可用斗齒直接切割地面，并在徹底破碎地面的土層厚，抓出泥屑和碎石。因此，建議在案例工程中運用抓斗挖槽機進行鉆孔施工。

2、導墻施工質(zhì)量控制

導墻是建造混凝土防滲墻的重要臨時構(gòu)造物，其承受的是鋼筋籠、混凝土澆筑用導管及鉆機等的荷載作用，因此必須嚴格控制其施工質(zhì)量，具體措施包括：一是嚴控原材料的質(zhì)量，比如選用不銹鋼成分≥Φ8的圓鋼、15≤fcuk（強度）<20MPa的混凝土；二是嚴控導墻的尺寸，即：按拔管機的承載力來控制導墻的厚度，導墻高度取0.8-2m，墻頂高度高出地面的距離≥50mm。

3、鉆孔施工質(zhì)量控制

鉆孔施工是水利工程建筑防滲墻施工的重要步驟，其要求從下列方面來進行質(zhì)量控制：一是按施工要求控制鉆孔的深度，即要求實際鉆孔深度不得比規(guī)定值??；二是嚴控孔的傾斜率、孔位的偏差及孔徑的寬度等，其中對于孔位的偏差，導墻的軸心與孔的軸線偏差約為±3cm，而孔的傾斜率偏差應控制在0.4%，同時在建槽時，應準確定位抓頭的位置，具體可通過保持抓斗與防滲墻軸線的垂直或平行狀態(tài)來控制孔型的質(zhì)量。

4、接頭管下設的質(zhì)量控制

為了提高混凝土的澆筑質(zhì)量，下設位置應與槽孔緊貼在一起，并與接頭管保持垂直。同時，導管下設孔徑應≥200mm及導管到孔的距離<5m、與一期槽兩端相距2m及到二期槽的距離<1m，并與孔底保持30m的距離。

5、混凝土施工質(zhì)量控制

在混凝土拌制前，首先，應按工程施工要求選購原材料，并做好檢驗檢測工作，比如檢測水泥的強度、稠密度和凝結(jié)度等；檢測膨潤土中黏粒的含量、顆粒的組成等；檢測石子的含泥量、針片狀顆粒含量等。其次，應按表1所示的配合比拌制混凝土，并保持混凝土的如下性能標準：擴散度為34-40cm、坍落度為18-252cm。在這一過程中，需要（不）定期檢測料場砂石的含水率，并在含水率<1%時加水，以提高墻體的質(zhì)量及防止墻體材料塌落。

結(jié)語：

綜上，防滲墻技術(shù)的應用是控制水利建筑工程滲漏等缺陷的重要手段，因此應按要求開展防滲墻施工。但在這一過程中，建議注意如下幾點：一是從工程施工的客觀實際出現(xiàn)，優(yōu)化混凝土的配合比和施工工藝；二是在實際施工中，突出對重要施工步驟或施工部位的質(zhì)量控制；三是提高全體參建人員的整體素質(zhì)，并密切參建單位的溝通聯(lián)系。正因施工單位、設計單位等的協(xié)同努力，才保證了案例工程如期保質(zhì)完成，并充分發(fā)揮了水利工程在區(qū)域發(fā)展中的作用。

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