水利工程施工中塑性砼防滲墻施工技術(shù)的應(yīng)用淺析

林延均 佛山市三水區(qū)云東海街道水利所

塑性砼防滲墻是當(dāng)前建筑行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的防滲結(jié)構(gòu)之一。從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來看，其柔性更強(qiáng)、彈性模量低，能夠適應(yīng)較大的變形，且具有很好的抗?jié)B性。這使得該結(jié)構(gòu)在地震較頻繁地區(qū)具有十分明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。而在水利工程建設(shè)中，由于滲漏這一問題的發(fā)生會(huì)造成嚴(yán)重的影響，因此，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對塑性砼的研究，使水利工程的穩(wěn)定性得到保障。

1.塑性砼防滲墻的應(yīng)用特點(diǎn)

從制作流程來看，塑性砼主要由黏土、砂及水泥等材料攪拌凝固而成。若想提高混凝土的應(yīng)用效果，可在其中添加膨潤土等外加劑，使其在使用過程中能夠保持良好的極限應(yīng)變能力，這也有助于實(shí)現(xiàn)對墻體應(yīng)力狀態(tài)的優(yōu)化。而從使用情況來看，塑性混凝土的應(yīng)用優(yōu)勢主要有：第一，彈性模量低。與普通型號(hào)的混凝土項(xiàng)相比，塑性砼的初始彈性模量較低，且在施工過程中能夠通過人工的方式對其彈性模量進(jìn)行調(diào)整。第二，彈性模量相對穩(wěn)定，外界圍壓等因素對其彈性模量的影響程度較小。且隨著圍壓作用的不斷增強(qiáng)，墻體自身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度還會(huì)隨之不斷提升，有助于提高墻體的防滲性，對其后續(xù)的安全穩(wěn)定使用具有十分重要的作用。第三，有較強(qiáng)的變形性。在對混凝土的配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，技術(shù)人員往往需要使混凝土的彈性模量與周邊土壤保持一致，避免對其變形性能造成影響。在這種情況下，即便墻體發(fā)生了較大的變形，其內(nèi)部的應(yīng)力也不會(huì)超過限度，這是塑性砼防滲墻在使用過程中最為明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。第四，抗?jié)B性較強(qiáng)。在制作塑性砼的過程中，技術(shù)人員往往會(huì)在其中添加膨潤土、黏土等材料,使其抗?jié)B性得到提升，滲透系數(shù)大多保持在10cm/s左右。此外，隨著使用時(shí)間的不斷延長，塑性砼防滲墻的效用還會(huì)逐漸提升。憑借這一優(yōu)點(diǎn)，該設(shè)施被廣泛用于水利工程、土石壩工程等工程防滲系統(tǒng)的建設(shè)中。

2.水利工程塑性砼防滲墻施工技術(shù)

2.1 墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在防滲墻施工開始前，設(shè)計(jì)人員需要做好墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這是保障防滲墻安全穩(wěn)定使用的前提。具體而言，其應(yīng)當(dāng)對墻體厚度進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，再采取適宜的方式強(qiáng)化其抗?jié)B性。而從抗?jié)B性的提升這一方面來看，由于墻體抗?jié)B性的強(qiáng)弱與其水力梯度有著直接的關(guān)系。因此，在進(jìn)行墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員需對墻體水力梯度進(jìn)行調(diào)查，再通過B≥Hmax/(50～60)這一公式計(jì)算墻體厚度，這對墻體抗?jié)B性的提高具有重要的作用。其中，Hmax防滲墻能夠承受的最大值。而在計(jì)算墻體強(qiáng)度時(shí)，技術(shù)人員需先進(jìn)行的力學(xué)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果完成強(qiáng)度計(jì)算，以便對墻體的力學(xué)性能進(jìn)行研究。且其還需要對環(huán)境影響進(jìn)行考慮，以此為基礎(chǔ)對完成對墻體結(jié)構(gòu)的測算。最終可得，在防滲墻設(shè)計(jì)中，只有對保證材料模強(qiáng)比、極限應(yīng)變值等進(jìn)行因素進(jìn)行妥善處理，墻體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)才能滿足工程需求。

2.2 塑性砼防滲墻配合比設(shè)計(jì)

由于配合比設(shè)計(jì)與防滲墻質(zhì)量有著緊密地聯(lián)系，使得設(shè)計(jì)人員在應(yīng)用防滲墻施工技術(shù)的過程中，需要加強(qiáng)對這一方面的重視，推動(dòng)墻體施工的順利進(jìn)行。具體而言，施工人員可選用熱32.5水泥、二級(jí)鈣基膨潤土等材料，并通過試驗(yàn)對其摻入適量進(jìn)行確定。同時(shí)，在選擇砂石骨料時(shí)，應(yīng)從粒徑、性能等條件出發(fā)，保證該材料的選擇能夠滿足塑性砼防滲墻的設(shè)計(jì)需求。另外，混凝土的初凝時(shí)間大多在8h以上，終凝時(shí)間在48h以上，且防滲墻的設(shè)計(jì)對水泥的依賴較小。在這種情況下，塑性砼與普通混凝土間除了需要添加膨潤土外基本無二，這使得技術(shù)人員必須關(guān)注配合比的確定，防止對塑性砼的使用效果造成影響。

2.3 槽孔建造

根據(jù)行業(yè)規(guī)定，當(dāng)強(qiáng)風(fēng)化巖石嵌入地質(zhì)0.5m左右時(shí)，技術(shù)人員就可以使用沖擊鉆進(jìn)行成槽作業(yè)。此時(shí)若槽段過淺，其也可以使用人工與機(jī)械共進(jìn)的方式進(jìn)行挖槽施工的，再對槽段進(jìn)行合理劃分。在此過程中，管理人員需嚴(yán)格按照“主孔—掃小墻”的順序進(jìn)行分段施工。首先，施工人員利用CZ-8D型號(hào)的鉆機(jī)及鉆頭進(jìn)行施工，在各槽段上分設(shè)4個(gè)小孔，依次進(jìn)行施工。隨后，其需要對墻體進(jìn)行清孔。其次，選擇使用CG-30的鉆，在各個(gè)槽段上分別鉆出3個(gè)小孔，同樣需要對墻體進(jìn)行掃平與清孔工作。同時(shí)，技術(shù)人員還需要在施工開始前對場地進(jìn)行平整，再將C10混凝土澆筑到防滲墻軸線兩側(cè)，設(shè)置好集水井、排水溝等設(shè)施。最后，當(dāng)混凝土澆筑完成的第二天，可選擇全站儀進(jìn)行施工軸線放置，并在此基礎(chǔ)上對孔樁中心、輪廓線等的位置進(jìn)行確定，從而保證后續(xù)施工的順利進(jìn)行。

2.4 護(hù)壁泥漿拌制及回收

在制作混凝土防護(hù)壁的過程中，施工人員需要保證泥漿性能滿足施工規(guī)定，并使其性能指標(biāo)穩(wěn)定在1.1～1.2g/cm之間，含砂量控制在5%以內(nèi)。同時(shí)，泥漿內(nèi)的黏土材料需在使用前進(jìn)行充分的試驗(yàn)分析，保證黏土的顆粒含量在其總量的一半以下，再將塑性指數(shù)控制在20以內(nèi)。另外，若黏土的取料難度較大，則可以選擇二級(jí)鈉基膨潤土作為拌制材料，再在其中添加分散劑，如工業(yè)堿等。另外，對具體的泥漿拌制施工而言，技術(shù)人員需利用高速制漿機(jī)對其進(jìn)行拌制。隨著新漿液向膨化池的不斷涌入，施工人員需以持續(xù)攪拌的方式對漿液進(jìn)行處理，以使?jié){液具有泥漿性能。此外，技術(shù)人員需在儲(chǔ)漿池上部存儲(chǔ)滿足使用性能要求的漿液，對企業(yè)不符合使用需要的廢漿，如含沙量較大的漿液等，需立即處理，并將廢渣堆放到指定位置，防止其對周邊環(huán)境造成污染。

2.5 澆筑混凝土

從實(shí)際建設(shè)過程中，防滲墻的應(yīng)用表現(xiàn)出較為明顯的連續(xù)性，其主要依靠導(dǎo)管內(nèi)外的壓力差，再加上混凝土本身具有流動(dòng)性的特點(diǎn)，使得施工人員可以通過使混凝土在孔內(nèi)發(fā)生流動(dòng)，進(jìn)而提高對槽孔內(nèi)部空間的利用率，這可以推動(dòng)其形成墻體。另外，在澆筑混凝土的過程中，施工人員還需要對澆筑時(shí)間進(jìn)行控制，一般在清孔結(jié)束后的4h之內(nèi)完成。

混凝土的澆筑方法相對較多，當(dāng)前常用的主要有直升導(dǎo)管法等，并利用罐車、泵輸?shù)确绞酵瓿蛇\(yùn)輸。在澆筑過程中，施工人員還需注意以下幾點(diǎn)：其一，在槽孔清孔完成后，需由專業(yè)人員對其進(jìn)行驗(yàn)收。只有其驗(yàn)收合格后才能進(jìn)行澆筑。其二，在距孔底15～25cm處，將短管套在導(dǎo)管底部；其三，按照先淺后深的原則進(jìn)行澆筑；其四，在澆筑結(jié)束后，需對導(dǎo)管是否完整進(jìn)行檢驗(yàn)，防止其出現(xiàn)漏漿的問題。若確有此類問題發(fā)生，施工單位需立即對其進(jìn)行處理，避免對澆筑質(zhì)量造成影響。另外，在具體的澆筑過程中，施工人員還需對導(dǎo)管內(nèi)混凝土的上升速度加以控制，避免速度過快或過慢影響澆筑效果。且其還需對槽孔內(nèi)混凝土面的深度進(jìn)行測量，對測量結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，以在有問題發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)找到原因。

2.6 槽段施工

首先，對槽段進(jìn)行劃分。在施工開始前，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)按照工程標(biāo)準(zhǔn)，將塑性砼防滲墻劃分為若干單元，再在其上鉆孔挖槽，使其形成連續(xù)的槽孔。隨后，技術(shù)人員需要對鉆孔進(jìn)行編號(hào)，再通過間隔分序的施工方式，為后續(xù)施工的有序進(jìn)行提供保障。具體而言，施工人員將奇數(shù)號(hào)槽孔作為主孔，先對其進(jìn)行施工，隨后再對剩余槽孔進(jìn)行施工，使兩者呈現(xiàn)出相間布置的效果。另外，在劃分槽段的過程中，技術(shù)人員必須加強(qiáng)對實(shí)際情況的考慮，并結(jié)合對混凝土攻擊能力的分析，使?jié)仓仙俣缺３衷?m/h以上。

其次，鉆孔成槽。為防止在實(shí)際施工過程中出現(xiàn)事故，施工人員應(yīng)當(dāng)先在主河床部位槽段進(jìn)行試驗(yàn)性施工，以對防滲墻底部高程進(jìn)行確定，為后續(xù)的施工奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，技術(shù)人員還需對施工參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)記錄，明確各土層的實(shí)際情況，從而選擇適宜的鉆進(jìn)速度。而在正式施工的過程中，施工人員需要對鉆機(jī)的位置進(jìn)行確定，并做好孔號(hào)、孔位等信息的核對，以對其具體位置進(jìn)行明確。隨后，利用沖擊鉆成孔的方式處理主孔，對副孔則通過劈打成孔來實(shí)行，且需要對鉆進(jìn)速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，防止對其他鉆孔造成影響。

2.7 槽段澆筑

當(dāng)清孔結(jié)束后，技術(shù)人員需要對孔底的沉渣厚度進(jìn)行檢驗(yàn)，保證其厚度在10cm以下，并做好對成孔質(zhì)量的驗(yàn)收。當(dāng)發(fā)現(xiàn)成孔存在質(zhì)量問題時(shí)，需立即采用必要的糾偏措施，再將導(dǎo)管下放至指定位置，使其與孔底保持15～25cm左右的距離，并對導(dǎo)管的形狀、焊縫質(zhì)量等進(jìn)行檢查，防止在澆筑過程中出現(xiàn)滲漏等問題，對澆筑效果造成影響。一般情況下，技術(shù)人員需采用直升導(dǎo)管法完成澆筑，且施工人員需注意，導(dǎo)管在混凝土中的埋入深度應(yīng)在6m以內(nèi)，避免后期出現(xiàn)難以拔出的問題。此外，技術(shù)人員還需定期對槽孔內(nèi)部的混凝土面標(biāo)高進(jìn)行測量，只有當(dāng)其滿足工程標(biāo)準(zhǔn)要求后才能停止施工。

3.塑性砼防滲墻施工質(zhì)量控制

3.1 加強(qiáng)對方案設(shè)計(jì)的關(guān)注

在正式施工開始前，施工單位需與設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位等共同對項(xiàng)目圖紙進(jìn)行會(huì)審，并對施工方案的可行性加以判斷。同時(shí)，其還需要與設(shè)計(jì)單位做好技術(shù)交底工作，針對圖紙及方案中存在的漏洞進(jìn)行深入研究，并對其進(jìn)行妥善處理，以使水利工程施工得到順利進(jìn)行。另外，施工單位還需要對防滲墻施工所用的工藝、流程進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃，再結(jié)合當(dāng)前的實(shí)際需要確定最終的施工方案。具體而言，施工人員首先利用抓斗挖掘機(jī)在地層中開挖槽孔，再利用膨潤土泥漿來對槽孔護(hù)壁進(jìn)行填筑，提高槽孔的穩(wěn)固性。其次，監(jiān)理單位需要對槽孔的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，只有當(dāng)槽孔的質(zhì)量滿足工程標(biāo)準(zhǔn)后，才能繼續(xù)施工。隨后，施工單位在利用直升導(dǎo)管法來進(jìn)行混凝土的填筑工作，再利用液壓機(jī)完成對接縫位置的澆筑工作，保證槽孔壁的完整性。最后，其還需要在防滲墻基巖下方預(yù)埋鋼銜架，使混凝土的澆筑效果得到保障。

現(xiàn)如今，多數(shù)施工單位在應(yīng)用塑性砼防滲墻時(shí)往往按照施工方案的要求展開作業(yè)，如先將槽段進(jìn)行劃分，在對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際調(diào)查的基礎(chǔ)上結(jié)合自身的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，制定出更加完善的防滲墻施工流程，保證其技術(shù)水平達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。隨后，監(jiān)理單位就需要對該流程進(jìn)行復(fù)核，并將其與現(xiàn)場的槽孔位置及進(jìn)行比較，保證施工方案的合理性。且其還需對施工設(shè)備的使用性能進(jìn)行檢驗(yàn)，只有各方面因素全部滿足工程標(biāo)準(zhǔn)，施工單位才能進(jìn)行作業(yè)。

3.2 對槽孔形質(zhì)量加以控制

首先，做好對孔形質(zhì)量的控制。在施工過程中，施工人員需要以單控中心線為標(biāo)準(zhǔn)開挖槽孔，使其誤差保持在10～30mm以內(nèi)。為達(dá)成這一目標(biāo)。其必須先對槽孔壁面的垂直斜率進(jìn)行控制，絕不能使其出現(xiàn)斜偏現(xiàn)象。同時(shí)，施工人員也可以利用重錘法對槽孔斜率進(jìn)行測量。當(dāng)發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)斜偏現(xiàn)象時(shí)，需立即停工，對槽孔進(jìn)行處理，并對其斜率進(jìn)行二次驗(yàn)證。只有當(dāng)槽孔斜率滿足標(biāo)準(zhǔn)后，才能進(jìn)行后續(xù)施工。

其次，施工人員需按照圖紙要求完成鉆孔取芯，并對槽孔基巖的深度進(jìn)行測量，避免其在施工過程中發(fā)生偏移。且技術(shù)人員還需對鉆孔過程中抽出的孔渣進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果對鉆孔深度進(jìn)行確定。而當(dāng)基巖面存在陡坡槽段的問題時(shí)，就需要使用階梯坎的方式完成鉆孔，并加強(qiáng)對槽孔誤差的控制。最后，施工單位在使用直升導(dǎo)管法進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，需在澆筑開始前對導(dǎo)管的承壓力度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，保證其承壓力滿足澆筑施工的需求。且在混凝土澆筑開始前，還需做好對導(dǎo)管的安裝，保證其底部位置與槽孔底部的距離在250mm以內(nèi)。此外，在澆筑混凝土?xí)r，施工人員需注意絕不能突然停止，應(yīng)保證澆筑過程的連續(xù)性，防止對澆筑效果造成影響。

3.3 塑性砼防滲墻成墻的質(zhì)量管理

當(dāng)防滲墻澆筑完成后，施工單位需對成墻質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。首先，對鉆孔中心線位置進(jìn)行核驗(yàn)，保證相鄰鉆孔的深度誤差在1m以內(nèi)。隨后對槽孔的孔芯實(shí)施力學(xué)實(shí)驗(yàn)測試。其次，對混凝土澆筑槽孔進(jìn)行取樣實(shí)驗(yàn)，對槽孔的抗?jié)B性能、抗壓能力等進(jìn)行檢驗(yàn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量不合格的槽孔段，需將其上報(bào)至監(jiān)理單位，由專業(yè)人員對其進(jìn)行處理，直至其檢驗(yàn)合格后才能進(jìn)行后續(xù)施工。由此，塑性砼防滲墻的效用得以充分發(fā)揮，這對水利工程建設(shè)的順利進(jìn)行有著重要的促進(jìn)作用。

4.結(jié)束語

在當(dāng)前的水利工程建設(shè)中，塑性砼防滲墻對實(shí)際的工程質(zhì)量有著重要的影響。這使得技術(shù)人員需要加強(qiáng)對該設(shè)施的研究，為水利工程建設(shè)的有序進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。由此，本文對水利工程施工中塑性砼防滲墻施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究，通過對塑性砼防滲墻應(yīng)用特點(diǎn)的分析，提出了加強(qiáng)對方案設(shè)計(jì)的關(guān)注、對槽孔形質(zhì)量加以控制等措施，以提高防滲墻的建設(shè)質(zhì)量，為水利工程質(zhì)量的提升奠定基礎(chǔ)。