堤防深層防滲墻施工質(zhì)量控制要點(diǎn)——湖北荊江大堤綜合整治工程監(jiān)利姚圻垴段深防滲墻

馮亦佳 翁月嬌

(長(zhǎng)江水利委員會(huì)綜合管理中心， 湖北 武漢 430010)

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堤防深層防滲墻施工質(zhì)量控制要點(diǎn)
——湖北荊江大堤綜合整治工程監(jiān)利姚圻垴段深防滲墻

馮亦佳 翁月嬌

(長(zhǎng)江水利委員會(huì)綜合管理中心， 湖北 武漢 430010)

水利水電工程混凝土防滲墻工程是工程建設(shè)中一項(xiàng)傳統(tǒng)工藝，應(yīng)用較廣，近年來(lái)隨著工藝水平的不斷提高，逐漸發(fā)展并延伸出深層防滲墻，進(jìn)一步擴(kuò)大了防滲工程的應(yīng)用范圍。本文以湖北荊江大堤綜合整治工程為例，分析了深層防滲墻施工質(zhì)量監(jiān)督控制要點(diǎn)和效果，對(duì)深層防滲墻施工技術(shù)、施工措施進(jìn)行探討，為今后監(jiān)督類似工程提供思路。

堤防工程； 深層防滲墻； 質(zhì)量控制

1 工程簡(jiǎn)介

2 工程特點(diǎn)與施工方案設(shè)計(jì)

2.1 工程特點(diǎn)分析

該工程為國(guó)家“十三五”期間部署的172項(xiàng)重大水利工程之一，工程工期緊、施工難度大。堤頂公路為監(jiān)利縣出城交通要道，施工干擾大。堤基土質(zhì)地層存在較厚的粉細(xì)砂層，防滲墻施工易發(fā)生塌孔。防滲墻本身設(shè)計(jì)深度較深，屬于深防滲墻，造墻施工時(shí)垂直度難以保證，下部墻體伸入基巖處易出現(xiàn)分叉，混凝土澆筑過(guò)程中易產(chǎn)生夾泥現(xiàn)象，影響墻體完整性。

2.2 工程施工方案

混凝土防滲墻設(shè)計(jì)提出利用“純抓法”成槽[1]，采取“二序孔”施工，分兩期進(jìn)行，7m為一孔，通過(guò)液壓抓斗先施工Ⅰ期槽孔，后施工Ⅱ期槽孔，接頭搭接采用“接頭管”法。在施工試驗(yàn)段進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)時(shí)，該工藝成槽時(shí)發(fā)生大面積塌孔現(xiàn)象，后經(jīng)參建各方研究，并通過(guò)國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)處理專家技術(shù)討論，將成槽工藝改為“鉆抓法”[2]，槽段的主孔(邊孔)成槽采用沖擊鉆施工，并回填黏土，起到擠密槽段和固壁的作用，副孔成槽采用液壓抓斗抓取。槽段劃分布置見圖1。

圖1 “鉆抓法”槽段劃分布置

2.3 施工程序

Ⅰ期孔施工程序：施工場(chǎng)地平整→導(dǎo)向槽、先導(dǎo)孔施工→水電道路、泥漿站、拌合站制安→沖擊鉆造主孔→抓斗抓副孔→清孔換漿、槽孔驗(yàn)收→下設(shè)接頭管→下澆筑導(dǎo)管→澆筑混凝土→拔接頭管→結(jié)束，轉(zhuǎn)下一槽孔。

Ⅱ期孔施工程序：抓斗抓副孔→刷洗混凝土接頭→清孔換漿、槽孔驗(yàn)收→下設(shè)接頭管→下澆筑導(dǎo)管→澆筑混凝土→拔接頭管→結(jié)束，轉(zhuǎn)下一槽孔。

2.4 施工機(jī)械

為確保工程按計(jì)劃進(jìn)行，投入了充足、性能良好的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行施工。施工機(jī)械設(shè)備的名稱、數(shù)量及進(jìn)場(chǎng)時(shí)間見表1。

表1 投入的主要施工機(jī)械設(shè)備

2.5 施工技術(shù)要求

根據(jù)《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》(SL 174—2014)和《荊江大堤綜合整治工程施工技術(shù)要求》，工程施工中質(zhì)量應(yīng)滿足以下要求：墻體厚度0.6m；墻體深度為入巖不小于0.5m；防滲墻造孔孔位允許偏差不大于0.03m，孔斜率不大于0.4%；槽內(nèi)泥漿密度不大于1.15g/cm3，馬氏漏斗黏度32～50s，含砂率不大于4%；混凝土墻體材料，入孔坍落度為18～22cm，擴(kuò)散度為34～40cm，坍落度保持在15cm以上時(shí)間應(yīng)不小于1h，初凝時(shí)間不小于6h，終凝時(shí)間不大于24h；混凝土的密度不小于2100kg/m3；塑性混凝土防滲墻體滲透系數(shù)k≤n×10-7cm/s(1≤n<10)，單軸抗壓強(qiáng)度為R28≥2～3MPa，允許坡降J允>80。

3 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 質(zhì)量監(jiān)督對(duì)施工質(zhì)量的一般性檢查重點(diǎn)

3.1.1 原材料質(zhì)量控制

塑性混凝土防滲墻原材料有水泥、砂石骨料、膨潤(rùn)土和水。原材料在入場(chǎng)前對(duì)其指標(biāo)進(jìn)行控制，對(duì)廠家提供的出廠合格證及檢驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行嚴(yán)格檢查，并通過(guò)取樣檢驗(yàn)合格后方能入場(chǎng)?；炷翂w材料在投入使用前，委托有資質(zhì)的檢測(cè)單位進(jìn)行混凝土配合比試驗(yàn)，保證墻體材料各項(xiàng)性能指標(biāo)符合施工技術(shù)要求。

3.1.2 工序過(guò)程質(zhì)量控制

各工序質(zhì)量檢查實(shí)行班組初檢、施工隊(duì)復(fù)檢、項(xiàng)目部終檢的“三檢制”。質(zhì)量監(jiān)督單位重點(diǎn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)原始記錄、質(zhì)檢員終檢情況和監(jiān)理單位旁站記錄進(jìn)行檢查。工序質(zhì)量控制的主要檢查項(xiàng)目和內(nèi)容見表2。

表2 各工序重點(diǎn)質(zhì)量檢查項(xiàng)目和內(nèi)容

3.2 深層防滲墻質(zhì)量控制重點(diǎn)

姚圻垴堤段深層防滲墻隱蔽工程施工時(shí)，存在墻體薄、墻體較深、原堤土質(zhì)較差等諸多特點(diǎn)。質(zhì)量檢測(cè)手段一般限于對(duì)其混凝土試塊抗壓、抗?jié)B指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)分析，并輔以實(shí)體注水試驗(yàn)分析墻體滲透性。而針對(duì)這類深層防滲墻而言，目前對(duì)其下部墻體的滲透性和強(qiáng)度檢測(cè)存在技術(shù)難題，因此，這類深層防滲墻施工只能通過(guò)更加嚴(yán)格的工序質(zhì)量和施工過(guò)程質(zhì)量控制，才能保證墻體質(zhì)量。

質(zhì)量監(jiān)督工作開展時(shí)，除按照前文所提到的一般性質(zhì)量控制方法外，應(yīng)結(jié)合深層防滲墻造孔成槽、清孔換漿、混凝土澆筑三道工序依據(jù)深層混凝土防滲墻施工的特點(diǎn)進(jìn)行控制。

3.2.1 造孔成槽質(zhì)量控制重點(diǎn)

a.工序特點(diǎn)。造孔成槽施工，采用的是沖擊鉆機(jī)和液壓抓斗相結(jié)合的“鉆抓法”工藝。目前使用的液壓抓斗造孔(副孔)要求自帶自動(dòng)化的測(cè)深、測(cè)斜裝置，能保證垂直度指標(biāo)要求。但沖擊鉆機(jī)造孔(主孔)時(shí)，沖擊鉆頭不受機(jī)械本身約束，鉆槽和液壓抓斗抓出的槽段間易出現(xiàn)分叉，無(wú)相應(yīng)的控制孔斜率裝置，孔斜率難以控制。

b.質(zhì)量監(jiān)督重點(diǎn)。 對(duì)沖擊鉆形成的鉆槽(主孔)應(yīng)要求在造孔過(guò)程中每間隔5～10m深度使用重錘法測(cè)量孔斜率，保證在孔位不偏斜情況下施工，當(dāng)孔斜率發(fā)生較大變化時(shí)對(duì)沖擊鉆機(jī)進(jìn)行糾偏，主孔孔位形成后布設(shè)測(cè)斜儀進(jìn)一步復(fù)核垂直度，若測(cè)斜結(jié)果不滿足要求應(yīng)在孔內(nèi)充填黏土重新造孔。

3.2.2 清孔換漿質(zhì)量控制重點(diǎn)

a.工序特點(diǎn)。該工程地層復(fù)雜、槽孔深，并且深層防滲墻所需的固壁泥漿用量較一般防滲墻更大，在施工過(guò)程中需選擇適宜的固壁泥漿材料，嚴(yán)格控制泥漿配合比。深槽段清孔是為了保證泥漿的質(zhì)量，清孔方法采取先用抓斗抓取底部淤積，再用“氣舉反循環(huán)法”進(jìn)行泥漿凈化?！皻馀e反循環(huán)法”是借助空壓機(jī)輸出的高壓風(fēng)進(jìn)入排渣管經(jīng)混合器將液氣混合，利用排渣管內(nèi)外的密度差及氣壓來(lái)升揚(yáng)排出泥漿并攜帶出孔底的沉渣，見圖2[3]。

圖2 氣舉反循環(huán)法示意圖

b.質(zhì)量監(jiān)督重點(diǎn)。在主、副槽孔內(nèi)不斷提升排渣管，反復(fù)清孔，采用吊錘測(cè)量槽底淤積厚度不大于10cm。將槽底含砂量較高的泥漿經(jīng)泥漿凈化機(jī)進(jìn)行處理后返回槽孔，直到凈化機(jī)的出渣口不再明顯篩分出砂粒且泥漿指標(biāo)符合技術(shù)要求為止。

3.2.3 混凝土澆筑質(zhì)量控制重點(diǎn)

a.工序特點(diǎn)。防滲墻澆筑時(shí)采用直升導(dǎo)管法澆筑(見圖3)，深墻需要下設(shè)澆筑導(dǎo)管較深，給施工造成很多難題，一方面要避免澆筑時(shí)發(fā)生堵塞，另一方面要保證第一倉(cāng)混凝土不發(fā)生離析并能擠出隔離塞球。

該工程墻段接頭采用了“接頭管”法施工，由于接頭管本身直徑與墻體寬度(接頭孔)存在偏差，槽底清孔時(shí)存在部分淤積，會(huì)影響接頭管整體的鉛直度，使接頭管發(fā)生傾斜，最終混凝土澆筑后下部出現(xiàn)滲透縫隙。

b.質(zhì)量監(jiān)督重點(diǎn)。嚴(yán)格控制混凝土配合比，保證和易性，在澆筑第一倉(cāng)混凝土?xí)r，通過(guò)測(cè)量下設(shè)導(dǎo)管距槽孔底的距離和槽底墻體寬度值，計(jì)算填至導(dǎo)管下沿時(shí)所需的混凝土方量，使第一倉(cāng)混凝土澆筑時(shí)達(dá)到該方量，保證第一倉(cāng)混凝土澆筑時(shí)的連續(xù)性，以掩埋導(dǎo)管底端時(shí)擠出塞球，保證下部墻體連續(xù)。

圖3 直升導(dǎo)管法澆筑

在接頭孔形成后通過(guò)重錘法和測(cè)斜儀量測(cè)孔斜率，下管時(shí)及時(shí)糾偏，使接頭管垂直落位，保證后續(xù)墻體成墻連續(xù)性。

4 施工質(zhì)量監(jiān)督控制效果

墻體澆筑完成后，選取生產(chǎn)性試驗(yàn)段三個(gè)連續(xù)槽段(共計(jì)21m)以及施工過(guò)程中任意兩個(gè)連續(xù)槽段(共計(jì)14m)，檢查其墻體垂直度、泥漿指標(biāo)、墻體連續(xù)性以及抗?jié)B指標(biāo)。

4.1 墻體垂直度

墻體垂直度時(shí)主要通過(guò)分析攻擊鉆生成的三個(gè)主孔的測(cè)斜情況，副孔主要通過(guò)液壓抓斗的自動(dòng)化測(cè)斜裝置進(jìn)行控制(見表3)。

表3 孔斜率測(cè)斜記錄(垂直墻身方向)

4.2 泥漿濃度

泥漿濃度通過(guò)對(duì)每一槽孔清孔換漿后的泥漿進(jìn)行二次測(cè)量，分別測(cè)量泥漿密度、泥漿黏度和泥漿含砂量3項(xiàng)指標(biāo)(見表4)。

表4 泥漿指標(biāo)檢查記錄

4.3 墻體連續(xù)性

墻體連續(xù)性和完整性主要通過(guò)聲波透射法測(cè)量部分墻體接頭質(zhì)量以及通過(guò)注水試驗(yàn)測(cè)量部分墻體滲透系數(shù)，并輔以部分上部墻體開挖檢查情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)(見表5、表6及圖4)。

表5 聲波透射法接頭質(zhì)量完整性檢測(cè)結(jié)果記錄

表6 現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)結(jié)果記錄表

圖4 生產(chǎn)性試驗(yàn)段和兩個(gè)連續(xù)槽孔開挖檢查情況

5 結(jié) 論

防滲墻屬于隱蔽工程，一旦出現(xiàn)任何質(zhì)量問(wèn)題，很難補(bǔ)救，因此，防滲墻施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高，施工質(zhì)量要求十分嚴(yán)格。尤其是地層粉細(xì)砂層極厚、設(shè)計(jì)深度極深等深防滲墻，必須嚴(yán)格監(jiān)督控制其施工過(guò)程質(zhì)量，才能保證工程整體質(zhì)量。

質(zhì)量監(jiān)督代表政府對(duì)工程整體質(zhì)量進(jìn)行強(qiáng)制性監(jiān)督管理，是工程能否順利驗(yàn)收的關(guān)鍵。本文涉及的深防滲墻施工建設(shè)，關(guān)系到荊江大堤總體安全以及周圍大量人口與耕地的防洪安全，在其建設(shè)過(guò)程中，對(duì)墻體垂直度、泥漿指標(biāo)、墻體連續(xù)性等方面進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，對(duì)于深層防滲墻質(zhì)量保證十分重要，有助于提升整體施工控制質(zhì)量。

在姚圻垴堤段深層防滲墻的施工后，參建各方結(jié)合國(guó)家相關(guān)法規(guī)、規(guī)程規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，對(duì)其各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)以及效果綜合評(píng)價(jià)，均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

[1] 蔣振中.薄型抓斗防滲墻施工技術(shù)[J].人民長(zhǎng)江，2002，33(8)：42-44.

[2] SL 174—2014水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)水利水電出版社,2014.

[3] 王滿興，王造根，李學(xué)躍.深層攪拌樁防滲墻在長(zhǎng)江堤防工程中的應(yīng)用[J].人民長(zhǎng)江，2002，33(8)：40-41.

The keys of levee deep cut-off wall construction quality control:The deep cut-off wall of Jianli Yaoqinao section in Hubei Jingjiang Levee Comprehensive Improvement Project

FENG Yijia, WENG Yuejiao

(General Management Center of Changjiang Water Resources Commission of The Ministry of Water Resoures,Wuhan430010,China)

Water conservancy and hydropower engineering concrete cut-off wall project is a traditional process in project construction with wider application. Deep cut-off wall is gradually developed and extended with the constant improvement of process level in recent years, thereby further expanding the application scope of anti-seepage project. In the paper, Jianli Yaoqinao section in Hubei Jingjiang Levee Comprehensive Improvement Project is adopted as an example for analyzing keys and effect in deep cut-off wall construction quality supervision and control. Deep cut-off wall construction technology and construction measures are discussed, thereby providing ideas for supervising similar projects in the future.

levee project; deep cut-off wall; quality control

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.12.017

TV871

A

1005-4774(2016)12- 0064- 06