截滲墻工程施工質(zhì)量控制

王 平，劉福成，張朝暉

（1.松遼水利水電開發(fā)有限責(zé)任公司，吉林 長春 130061；2.中國水利水電第一工程局有限公司，吉林 長春 130062；3.中國水利水電第六工程局有限公司，遼寧 丹東 118200）

1 工程概況

哈達(dá)山水利樞紐(一期)防護(hù)區(qū)工程是對原二松堤防進(jìn)行加高培厚，基礎(chǔ)防滲采用全封閉截?cái)嗍降膹?fù)合防滲體，即上部為水泥土截滲墻，下部為高噴截滲墻，中間為旋擺高噴搭接。截滲墻總長度12550 m。其中：水泥土截滲墻120000 m2；鉆孔160000 m；擺噴64000 m；旋噴5400 m。

截滲墻地層構(gòu)造自上而下主要為中砂層、礫質(zhì)粗砂層、細(xì)礫層、砂礫卵石含少量粘性土層及粉砂質(zhì)泥巖。

2 施工技術(shù)指標(biāo)及施工參數(shù)

2.1 水泥土截滲墻設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)

墻體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.0 MPa；滲透系數(shù)不大于i×10-6cm/s（1≤i≤5）；滲透破壞比降不小于100；設(shè)計(jì)允許滲透比降為50；成墻最小厚度（有效厚度）不小于20 cm。

2.2 高噴截滲墻設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)

擺噴最小厚度不小于13 cm；滲透系數(shù)不大于i×10-6cm/s（1≤i≤5）；墻體抗壓強(qiáng)度：2～5 MPa；滲透破壞比降不小于200。

2.3 確定施工參數(shù)

根據(jù)設(shè)計(jì)試驗(yàn)任務(wù)書，完成了3個(gè)試驗(yàn)，即：水泥土截滲墻、高噴圍井、水泥土截滲墻與高噴截滲墻搭接試驗(yàn)，經(jīng)過施工單位、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主和專家組的共同討論研究，確定了截滲墻的施工工藝及各項(xiàng)施工參數(shù)。

1）水泥土截滲墻施工參數(shù)。水泥摻量為13%；水灰比1.8∶1；平均下沉速度為0.5 m/min；平均上提速度為0.9 m/min；漿液壓力不小于0.5 MPa。

2）高噴截滲墻施工參數(shù)。噴嘴直徑1.7～2.0 mm；提升速度：擺噴在中砂、礫質(zhì)粗砂層提速為15 cm/min，細(xì)礫層為10 cm/min，泥巖層為8 cm/min；旋噴提升速度為8 cm/min；擺速（細(xì)礫層、泥巖）10次/min，（中粗砂）15次/min；旋噴轉(zhuǎn)速 8轉(zhuǎn)/min；水泥漿泵壓力 0.4～1.0 MPa，空壓機(jī)工作壓力 0.6～0.8 MPa，高壓水泵壓力 35～40 MPa。

3）該工程截滲墻結(jié)構(gòu)形式采用上部水泥土截滲墻和下部高噴截滲墻相結(jié)合的復(fù)合防滲體設(shè)計(jì)方案。水泥土截滲墻采用三頭攪拌樁機(jī)“二噴二攪”一次性成墻的施工方式；高噴截滲墻采用擺噴對接結(jié)構(gòu)形式，孔距1.3 m，分兩序施工，Ⅰ序孔擺角60度，Ⅱ序孔擺角30度，墻體深入泥巖0.5 m。水泥土截滲墻與高噴截滲墻搭接處采用擺噴和旋噴，旋噴高度為0.6 m，為了減少鉆孔的工程量擺噴和旋噴采用同孔施工。

2.4 施工質(zhì)量檢查

水泥土和高噴截滲墻施工完成后按照設(shè)計(jì)技術(shù)要求采用開挖、鉆孔取芯、無損檢測3種方法對墻體進(jìn)行質(zhì)量檢查。

3 水泥土截滲墻施工過程及質(zhì)量控制

3.1 施工程序

1）施工平臺(tái)修筑。為滿足樁機(jī)在施工過程中平穩(wěn)、牢固、移動(dòng)的要求，在截滲墻軸線兩側(cè)修筑10 m寬，0.5～1.0 m高的施工平臺(tái)。

2）施工測量。施工平臺(tái)修筑完成根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對水泥土截滲墻軸線進(jìn)行測量放樣。

3）導(dǎo)溝開挖。沿著水泥土截滲墻軸線開挖導(dǎo)溝，導(dǎo)溝寬和深均為0.5 m左右。

4）水泥土截滲墻施工。采用三頭攪拌樁機(jī)“二噴二攪”一次性成墻的施工方式，水泥土截滲墻成墻施工工藝流程見圖1、圖2。

3.2 漿液性能控制

水泥漿液按試驗(yàn)確定的水灰比1.8∶1進(jìn)行配制，經(jīng)計(jì)算漿液理論比重為（1.32±0.02）g/cm3，要求施工單位現(xiàn)場對每罐漿液用比重計(jì)進(jìn)行量測，并作記錄，不合格漿液禁止使用。監(jiān)理人員對現(xiàn)場檢測記錄進(jìn)行檢查，對每組樁漿液進(jìn)行量測并在巡視過程中對漿液隨機(jī)抽查。

3.3 水泥土截滲墻施工工藝控制

3.3.1 單組樁長的確定

單組樁長=樁機(jī)攪拌軸軸距×2+樁間距

3.3.2 施工參數(shù)表審查

1）審查施工單位上報(bào)的水泥土截滲墻軸線測量放樣成果單，現(xiàn)場對測量放樣進(jìn)行校驗(yàn)。

2）為了保證水泥土截滲墻施工控制的精確性，要求施工單位上報(bào)詳細(xì)的施工參數(shù)表，包括如下參數(shù)：實(shí)測地面高程、設(shè)計(jì)墻頂高程、設(shè)計(jì)墻底高程、樁深、單組樁長、樁號(hào)。重點(diǎn)審查每種設(shè)備單組樁長。

3.3.3 樁機(jī)就位

圖1 水泥土截滲墻成墻施工工藝流程圖

圖2 水泥土截滲墻二噴二攪成墻流程圖

1）施工生產(chǎn)前，要求施工單位機(jī)組負(fù)責(zé)人、各操作工和質(zhì)檢人員必須上崗到位。每天開機(jī)生產(chǎn)前，要求對施工設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理或更換備品。

2）樁機(jī)移動(dòng)至施工的樁位，利用樁機(jī)上的大F型樣架對應(yīng)事先確定并測量放好的樁機(jī)移位距離點(diǎn)位進(jìn)行移位對點(diǎn)控制。要求每組樁檢查大F型樣架對應(yīng)移位距離測量點(diǎn)位對準(zhǔn)情況，偏差不大于2 cm。監(jiān)理人員每組樁進(jìn)行檢查并在巡視工程中隨機(jī)抽查。

3）樁機(jī)鋼架上正面和側(cè)面分別掛有鉛垂，鉛垂高度為5 m，兩側(cè)擺動(dòng)幅度小于2 cm，樁機(jī)傾斜率能保證在0.5%范圍內(nèi)。要求每組樁施工前及施工過程中對樁機(jī)傾斜率進(jìn)行檢查、調(diào)整。

3.3.4 樁機(jī)下沉、提升

樁機(jī)下沉深度按照批準(zhǔn)的施工參數(shù)表中進(jìn)行高程和深度值控制，當(dāng)攪拌樁機(jī)下沉到設(shè)計(jì)深度后，停留在樁底注漿30 s，使?jié){液完全達(dá)到樁端；當(dāng)注漿提升到設(shè)計(jì)樁頂時(shí)，停止提升，攪拌5 s，以保證樁頭均勻密實(shí)。施工停漿面高出設(shè)計(jì)墻頂0.3～0.5 m，在墻體凝固后將高出部分挖除。攪拌樁機(jī)下沉注漿量控制在總漿量的70%～80%，提升注漿量控制在總漿量的20%～30%，回轉(zhuǎn)速度、提升速度偏差控制在5%以內(nèi)，自動(dòng)記錄儀分別記錄下沉和提升時(shí)的注漿量和總漿量。同時(shí)控制總注漿量不少于規(guī)定總漿量，要求每組樁完成后現(xiàn)場打印深度、工作時(shí)間、流量等各項(xiàng)參數(shù)的小票。每天的小票復(fù)印件上報(bào)監(jiān)理部。

3.3.5 檢查攪拌頭直徑

根據(jù)水泥土截滲墻試驗(yàn)成果，要求每完成3組樁對攪拌頭葉片外徑進(jìn)行檢測，偏差控制在3%以內(nèi)。

3.3.6 移位接樁

該組樁施工完成后，樁機(jī)沿水泥土截滲墻軸線方向進(jìn)行移位對點(diǎn)接樁，移位距離根據(jù)單組樁墻長確定。

4 高噴截滲墻施工過程及質(zhì)量控制

4.1 施工程序

1）施工場地平整。對施工場地進(jìn)行平整，以滿足鉆機(jī)和高噴臺(tái)車的施工作業(yè)條件。

2）測量放樣。測量放樣前對已完成水泥土截滲墻軸線的位置進(jìn)行確認(rèn)，結(jié)合水泥土截滲墻實(shí)際施工軸線對高噴截滲墻軸線和鉆孔孔位進(jìn)行測量放樣。

3）鉆孔。按照測量放樣的鉆孔點(diǎn)位進(jìn)行鉆孔，高噴鉆孔采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、泥漿護(hù)壁的方式成孔。

4）高噴施工。高噴截滲墻采用三管法，分兩序施工。高噴截滲墻與水泥土截滲墻搭接部位采用旋擺結(jié)合的施工方式。

4.2 漿液性能控制

高噴截滲墻水泥漿液按試驗(yàn)確定的水灰比1∶1進(jìn)行配制，經(jīng)計(jì)算漿液理論比重為（1.51±0.02）g/cm3，其它同3.3中水泥土截滲墻漿液檢測及控制方法。

4.3 施工設(shè)備

1）該工程共進(jìn)場18臺(tái)套高噴設(shè)備，其中包含6種型號(hào)。

2）檢查施工設(shè)備的配套完整性和完好。重點(diǎn)檢查壓力表、比重計(jì)的率定資料，以及現(xiàn)場數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，擺角、噴嘴方向的準(zhǔn)確性；其他檢查項(xiàng)目包括鉆機(jī)的水平、垂直檢查；鉆桿長度、噴管總長度、水、漿、氣管路的密封性和完好性；臺(tái)車鋼絲繩質(zhì)量，安裝的牢固性；卷揚(yáng)機(jī)、空壓機(jī)、高壓水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況；發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況，功率；電纜、電線的安全性。

3）施工前在設(shè)計(jì)軸線外進(jìn)行試樁試噴，試樁結(jié)果符合施工質(zhì)量要求后方可進(jìn)行正常施工作業(yè)。

4.4 高噴截滲墻施工過程及質(zhì)量控制

4.4.1 確定水泥土截滲墻軸線位置

由于水泥土截滲墻實(shí)際施工軸線與設(shè)計(jì)軸線之間局部存在偏差，為了保證水泥土截滲墻與高噴截滲墻準(zhǔn)確的搭接，對已完成水泥土截滲墻的軸線位置進(jìn)行確認(rèn)，找出水泥土截滲墻實(shí)際施工軸線。

4.4.2 施工參數(shù)表審查

1）由于該工程高噴截滲墻施工中在各地層的提速、擺速不一致，因此對各地層分界要求非常精確。要求根據(jù)原始地面高程測量成果、設(shè)計(jì)地質(zhì)分層圖、水泥土截滲墻實(shí)際施工墻底高程編制詳細(xì)的施工參數(shù)表，包括如下參數(shù)：實(shí)測地面高程、設(shè)計(jì)孔底高程、孔口高程、孔深、水泥土截滲墻底高程、各地層的分界高程、高噴頂高程、高噴底高程。重點(diǎn)審查參數(shù)表中水泥土截滲墻墻底高程不一致的樁位對應(yīng)高噴截滲墻的施工高程參數(shù)，防止出現(xiàn)兩墻搭接不上，墻體出現(xiàn)空洞。

2）由于弧線段高噴截滲墻切線相接，為了保證弧線段高噴截滲墻墻體的有效厚度，弧線段孔間距調(diào)整到1.0 m，高噴孔位必須在本單元內(nèi)均勻布孔。在施工中為便于設(shè)備準(zhǔn)確操作控制，沿軸線外側(cè)還設(shè)有與軸線平行的輔助線。由于高噴分兩序施工，要求一序孔施工和二序孔施工分別進(jìn)行測量放樣。

4.4.3 鉆孔

1）鉆孔深度按施工前批準(zhǔn)的施工參數(shù)表中的高程和深度值進(jìn)行控制，同時(shí)要求現(xiàn)場鉆孔必須取出泥巖芯樣，驗(yàn)證入巖深度。鉆孔深度根據(jù)鉆桿長度和鉆機(jī)機(jī)高進(jìn)行量測，要求對鉆孔深度孔孔檢測，并做好施工記錄。

2）鉆孔施工時(shí)采取預(yù)防孔斜的措施，鉆機(jī)安放要平穩(wěn)牢固。要求鉆機(jī)利用水平尺進(jìn)行調(diào)平，鉆進(jìn)過程中也要對鉆機(jī)的機(jī)架和鉆桿的垂直度進(jìn)行檢查。

3）采用孔斜測量儀對不同型號(hào)的鉆機(jī)鉆孔傾斜率進(jìn)行抽查檢測，檢測結(jié)果均小于0.7%，滿足規(guī)范小于1%的要求。鉆孔點(diǎn)位按照測量事先放好的點(diǎn)位進(jìn)行控制，偏差不大于50 mm。

4.4.4 高噴臺(tái)車就位

高噴臺(tái)車移動(dòng)到施工的高噴孔位，噴管對準(zhǔn)高噴孔，利用輔助線和臺(tái)車上的樣架對臺(tái)車的位置進(jìn)行調(diào)整、固定，保證臺(tái)車軸線與高噴墻軸線或切線重合。在此過程中要求每孔進(jìn)行檢查，監(jiān)理人員也每孔進(jìn)行檢查，并在巡視過程中隨機(jī)抽查。

4.4.5 下噴管

下噴管前，進(jìn)行地面試噴，檢查機(jī)械及管路運(yùn)行情況。為防止噴嘴堵塞，采用包扎膠布的方法進(jìn)行防護(hù)。當(dāng)噴管下降至墻底設(shè)計(jì)高度時(shí)，根據(jù)噴管的總長度和噴管上標(biāo)定的刻度用尺量測噴管下降后的剩余高度來確認(rèn)下噴管深度，噴漿前孔孔量測，確保起噴高程準(zhǔn)確。

4.4.6 擺噴提升

當(dāng)噴管下到設(shè)計(jì)深度后，送入水、氣、漿，靜噴1 min；待注入的漿液在孔口冒出后，自下而上邊噴射、邊擺動(dòng)、邊提升直到設(shè)計(jì)高程。回漿密度不小于（1.2±0.02）g/cm3。在此過程中，對水、漿、氣的壓力每孔進(jìn)行檢測。噴漿提升過程中根據(jù)高噴截滲墻施工參數(shù)表中各地層的高程對噴管提升后剩余高度進(jìn)行準(zhǔn)確量測，每提升到規(guī)定高程要轉(zhuǎn)換提速時(shí)都要對噴管提升后剩余高度進(jìn)行量測，準(zhǔn)確變換在各地層的提速和擺速。

4.4.7 旋噴搭接施工

水泥土截滲墻與高噴截滲墻搭接處采用擺噴和旋噴的施工方式，當(dāng)擺噴施工完成至高噴截滲墻墻頂設(shè)計(jì)高程（水泥土截滲墻底高程以上0.6 m）時(shí)，用尺量測噴管的剩余高度來確認(rèn)。高噴臺(tái)車原位不動(dòng)，在噴管卡具上更換成旋噴，更換完成后噴管下降0.6 m，此過程采用事先準(zhǔn)備好的0.6 m樣架進(jìn)行量測，要求孔孔量測。

4.4.8 回灌

高噴結(jié)束后，由于孔內(nèi)漿液發(fā)生析水、沉淀和凝固收縮，墻體頂部漿液會(huì)產(chǎn)生下沉。需在噴射孔內(nèi)進(jìn)行靜壓充填注漿，以保證墻頂?shù)母叱獭?/p>

5 施工資料整理

在施工作業(yè)過程中，執(zhí)行三班輪換制對施工全過程進(jìn)行旁站監(jiān)理，及時(shí)檢查施工單位施工記錄的及時(shí)性、真實(shí)性、準(zhǔn)確性和完整性，并填好監(jiān)理檢查記錄表和旁站記錄。

水泥土截滲墻主要檢查漿液質(zhì)量、鉆頭直徑、單元墻長、樁機(jī)移位距離、樁機(jī)垂直度、樁深、自動(dòng)記錄儀記錄數(shù)據(jù)；高噴截滲墻主要檢查漿液質(zhì)量、鉆機(jī)垂直度、鉆孔深度、噴嘴直徑、噴嘴方向、擺角，水、漿、氣壓力，提速、擺速、轉(zhuǎn)速等各項(xiàng)指標(biāo)。

6 成墻質(zhì)量檢查

1）鉆孔取芯檢查。該工程共取芯樣86組，其中高噴截滲墻44組，水泥土截滲墻42組，通過所取芯樣外觀描述對墻體的完整性、均勻性，連續(xù)性進(jìn)行評價(jià)，利用芯樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)、允許比降等室內(nèi)試驗(yàn)。所取86組芯樣抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)、允許比降均能滿足設(shè)計(jì)要求。

2）開挖檢查。對水泥土截滲墻進(jìn)行開挖檢查，共 26處，深度 2.5～4 m、長度 3～4 m，通過開挖外露墻體的外觀完整性、均勻性和連續(xù)性進(jìn)行描述，對墻體厚度和垂直度進(jìn)行量測，26處開挖點(diǎn)墻體的外觀完整性、均勻性和連續(xù)性及墻體厚度和垂直度均能滿足設(shè)計(jì)要求。

3）無損檢測。采用雷達(dá)探測法對水泥土截滲墻墻體檢測，其中有3處存在異常。分別為：防護(hù)墻0+082，深5.5～6.0 m，水泥土較破碎；防護(hù)墻6+512.5，深9.5～12.2 m，水泥土較破碎；哈瑪右堤0+453，深3.0～4.0 m，水泥土較破碎。異常處經(jīng)過鉆孔取芯驗(yàn)證進(jìn)行復(fù)核，根據(jù)鉆孔取芯驗(yàn)證結(jié)果，各孔所取芯樣基本完好，墻體未發(fā)現(xiàn)松散、離析和脫空現(xiàn)象。采用高密電法檢測高噴截滲墻墻體的連續(xù)性及墻體的實(shí)際深度，局部小范圍內(nèi)存在電阻率異?，F(xiàn)象，經(jīng)對部分電阻率異常區(qū)域進(jìn)行鉆孔取芯驗(yàn)證，高噴截滲墻墻體未發(fā)現(xiàn)明顯的松散、離析和脫空等現(xiàn)象。結(jié)果均能滿足設(shè)計(jì)要求。

通過以上3種方法對水泥土截滲墻和高噴截滲墻墻體質(zhì)量進(jìn)行檢測，結(jié)果均能滿足設(shè)計(jì)技術(shù)要求及規(guī)范要求。