淺談甘谷城鄉(xiāng)供水大莊工程混凝土防滲墻施工技術(shù)

李欣

研究發(fā)現(xiàn)大壩防滲墻施工環(huán)境，混凝土、泥漿拌和系統(tǒng)的可靠性，混凝土施工工序及施工工藝均對大壩混凝土防滲墻施工質(zhì)量具有重要影響。為提高防滲墻質(zhì)量，本文以甘谷大莊工程防滲墻施工為例，簡述大壩防滲墻施工工藝，以期為類似工程提供參考。

大壩防滲墻;施工工藝及工序;防滲墻質(zhì)量檢測

根據(jù)地質(zhì)勘測報(bào)告，壩基下伏的新近系（N1）粉砂質(zhì)泥巖分布穩(wěn)定，巖體透水性微弱，由現(xiàn)場壓水試驗(yàn)結(jié)果可知：粉砂質(zhì)泥巖壓水試驗(yàn)透水率均為0.10<q<ILu，屬于微透水性，因此是可靠的防滲依托層;第四系洪積層p1Q31黃土狀土水平滲透系數(shù)每秒ix10-4～ix10-6 cm，垂直滲透系數(shù)每秒ix10-4～ix10-6 cm，局部夾有的粉土薄層屬于中等透水性。壩基防滲采用垂直防滲墻方案，考慮土巖分界面巖體性狀差，多為近土狀，透水性偏大，防滲墻宜進(jìn)入粉砂質(zhì)泥巖的深度不小于2m。

防滲墻砼采用自拌砼，使用攪拌車運(yùn)輸混凝土。

泥漿系統(tǒng)布置在大壩背水面，在壩腳的平臺上，結(jié)合壩坡，修建一座泥漿攪拌站安裝2臺1 m的泥漿攪拌機(jī)。在泥漿攪拌站旁用紅磚砌筑貯漿池一座，漿量約200 m;在大壩壩頂，每隔50 m布置泥漿溝池，各泥池便于將工作面上的泥漿溝，泥漿泵和泥漿管道聯(lián)系在一起，工作時(shí)分別作泥漿池和沉淀池使用，如圖1所示。

大壩開挖經(jīng)驗(yàn)收合格后進(jìn)行大壩土方填筑，填筑3 m高后在新填筑的壩基面上進(jìn)行防滲墻施工。

修筑導(dǎo)墻前先對平臺用塊石及石渣料進(jìn)行硬化處理。導(dǎo)墻截面形式采用鋼筋砼倒“L”型斷面。在壩軸線位置填筑3 m后，采用反鏟挖槽立模澆注砼形成;導(dǎo)向槽采用C30鋼筋混凝土澆筑，滿足成槽機(jī)械的施工荷載要求。擬將沖擊鉆機(jī)平行布置在防滲墻軸線上，如圖2所示。

在導(dǎo)墻作業(yè)過程中，導(dǎo)槽寬度為60 cm，導(dǎo)墻壁軸線放樣誤差不能超過0.1 cm，且導(dǎo)墻壁施工要平直，在0.3 cm內(nèi)控制內(nèi)墻墻面平整度偏差，垂直度應(yīng)小于0.5%，頂面平整度為0.5 cm。與施工地面相比，導(dǎo)墻頂應(yīng)高出10～15 cm，至少有一個(gè)溢漿孔設(shè)置在每個(gè)槽段內(nèi)的導(dǎo)墻上。導(dǎo)墻基底應(yīng)緊貼于土面，這樣能避免導(dǎo)墻變形，在拆除導(dǎo)墻兩內(nèi)側(cè)后，每1.5 m處設(shè)置一道木撐，同時(shí)在I、II期槽段澆筑1.2 m厚的磚墻。當(dāng)砼強(qiáng)度未到達(dá)70%時(shí)，導(dǎo)墻附近禁止重型機(jī)械行走。

（1）應(yīng)用“鉆抓法”開展成槽作業(yè)，主要是通過液壓抓斗抓取一些全風(fēng)化巖層與壩體土層，使用CZ-50型沖擊鉆機(jī)鉆劈壩基基巖部分;（2）采用膨潤土、粘土泥漿護(hù)壁;（3）采用抓取法與撈渣桶出渣，在泥漿清孔與置換過程中，主要采取“氣舉反循環(huán)法”;（4）混凝土一般使用砼攪拌車輸送;（5）混凝土需要在攪拌站拌和;（6）澆筑混凝土通常采用泥漿下直升導(dǎo)管法;（7）Ⅰ期與Ⅱ期槽段連接時(shí)則運(yùn)用“接頭管法”;（8）運(yùn)用輔助設(shè)備澆筑混凝土。

先導(dǎo)孔沿防滲墻軸線布置鉆孔，孔距不大于30 m布置一孔。使用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，在接近巖層鉆進(jìn)時(shí)，改換鉆頭與鉆進(jìn)方法，確保巖層位置及巖性的準(zhǔn)確性。初步成果在野外作業(yè)后3 d內(nèi)提交。

粘土泥漿的主要質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到膠體率95%，含砂率小于5%，粘度18～25 s，比重1.10～1.30，若不滿足要求可使用一定添加劑。在施工現(xiàn)場，還應(yīng)通過泥漿性能試驗(yàn)進(jìn)一步明確膨潤土泥漿使用標(biāo)準(zhǔn)，具體可遵循下表制作泥漿。

在作業(yè)中，應(yīng)通過試驗(yàn)來明確拌制泥漿的時(shí)間與方法，并嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)配制泥漿配合比，計(jì)量誤差控制在5%內(nèi)。在防滲墻軸線下設(shè)置泥漿攪制系統(tǒng)時(shí)，需要在泥漿攪拌站設(shè)置兩臺1 m的泥漿攪拌機(jī)，貯漿池容量在200 m，在實(shí)時(shí)施工中，主要通過φ100 mm管線將泥漿輸送至現(xiàn)場各施工位置。

對泥漿護(hù)壁效果、砼施工性能、接頭管法工藝的可靠性以及單元槽孔劃分、生產(chǎn)工效、施工設(shè)備等方案的可行性及施工工藝、參數(shù)予以驗(yàn)證，為防滲墻正式施工做準(zhǔn)備。在大壩防滲墻軸線上合適位置進(jìn)行生產(chǎn)性工藝試驗(yàn)。初步擬定三個(gè)槽孔作為試驗(yàn)段（Ⅰ序槽段長7.5 m，Ⅱ序槽段長7.5 m）。試驗(yàn)段具體位置由業(yè)主、監(jiān)理和設(shè)計(jì)等各方在現(xiàn)場共同確定。

一般而言需要結(jié)合現(xiàn)場砼防滲墻壁結(jié)構(gòu)、抓頭尺寸以及地質(zhì)條件等確定單元槽段劃分，參照我公司在砼防滲墻方面的施工經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為本次防滲墻的單元槽段可劃分為：Ⅰ序槽孔長7.5 m，Ⅱ序槽孔長7.5 m。當(dāng)成槽條件較差時(shí)，槽孔分段長度應(yīng)相應(yīng)減少。

在槽口板砼強(qiáng)度達(dá)到70%以上時(shí)，開始開挖槽孔，先用抓斗在壩身采用“三抓法”抓取土體成槽，到達(dá)基巖后改用沖擊鉆機(jī)鑿巖成槽。

按不同的施工方法進(jìn)行主、副孔劃分。我公司依據(jù)工程地質(zhì)情況與施工質(zhì)量要求來確定主、副孔劃分依據(jù)。本次施工的地質(zhì)情況從整體上來說比較單純，主要是壩體粘性土層和以下的風(fēng)化巖層。因此，壩體部分土層成槽用抓斗抓取，基巖部分采用鉆劈法，用沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)。

進(jìn)入基巖采用沖擊鉆鑿巖。巖面的鑒定，當(dāng)抓入滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，會同監(jiān)理、設(shè)計(jì)及業(yè)主代表進(jìn)行現(xiàn)場確認(rèn)，以便確定終孔深度。首先根據(jù)抓斗抓取槽孔底部的土樣可判別巖土的風(fēng)化程度，一般情況下，基巖的全風(fēng)化類似于土層，可以使用抓斗抓取達(dá)到強(qiáng)風(fēng)化基巖面。沖擊鉆入巖主要可根據(jù)巖樣、進(jìn)尺等現(xiàn)象進(jìn)行判定。

在開展作業(yè)中，應(yīng)定期檢測，觀察泥漿性能變化，并在槽內(nèi)適宜補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)泥漿，確保施工的順利進(jìn)行。每一槽孔的底線在河床段緩坡處應(yīng)最大程度保持水平，每一槽孔的底線在河兩岸陡坡處可選取2～3梯坎型式，并在1 m內(nèi)嚴(yán)格控制相鄰孔終孔高差。同時(shí)，每一槽孔的底線高程在施工前還要繪制剖面圖，為施工提供依據(jù)。

在完成修槽作業(yè)后，對于槽底存在的沉碴，可通過液壓抓斗清除，詳細(xì)檢查成槽情況，并對槽段接頭使用洗刷錘清刷，保證泥屑清洗清干，同時(shí)保持液面高度。

（1）砼攪拌：采用自拌砼，生產(chǎn)率不小于30 m/h。

（2）混凝土運(yùn)輸：為保證運(yùn)至孔口的砼具有良好的和易性，砼運(yùn)輸采用砼攪拌車運(yùn)送砼至孔口。

（3）砼澆筑：澆筑混凝土主要應(yīng)用泥漿下直升導(dǎo)管法，在正式開展作業(yè)前，需要對導(dǎo)管實(shí)施密閉承壓試驗(yàn)，保證作業(yè)開展質(zhì)量。

（4）在1.5 m內(nèi)控制一期槽孔兩端導(dǎo)管距孔端大小，在1 m內(nèi)控制二期槽孔兩端導(dǎo)管距孔端大小，在5 m內(nèi)控制導(dǎo)管間距。如果孔底高差超過2.5 m，應(yīng)按導(dǎo)管控制范圍最低標(biāo)準(zhǔn)放置導(dǎo)管中心。

（5）導(dǎo)管底部與出口距離應(yīng)在導(dǎo)管安裝時(shí)控制在2.5 m內(nèi)，并且每個(gè)導(dǎo)管在開澆前，均放置能浮起的橡膠球球塞。初澆儲料斗容量結(jié)合開澆工藝計(jì)算得出應(yīng)在3 m，砼泵在開澆作業(yè)中應(yīng)同時(shí)供料。

（6）在開展作業(yè)時(shí)，需要將一定的水泥砂漿注入至導(dǎo)管內(nèi)，為了保證導(dǎo)管內(nèi)擠出球塞后，混凝土可以迅速填入導(dǎo)管底部，還需要準(zhǔn)備足夠的混凝土。若槽孔底部不平，存在高低差異，可先從低處開展?jié)仓鳂I(yè)。

（7）連續(xù)澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)按每小時(shí)2 m控制槽孔內(nèi)混凝土面上升速度，直至上升到施工平臺為止。

（8）在混凝土內(nèi)進(jìn)入導(dǎo)管的深度不大于6 m、不小于1 m。槽孔內(nèi)混凝土高差要控制在0.5 m內(nèi)，且保持勻速上升?；炷撩嫘枰?0 min測量一次，導(dǎo)管內(nèi)混凝土面要每2 h測定一次，測量次數(shù)在結(jié)尾與開澆時(shí)應(yīng)合理增加。

（9）將鋼蓋板設(shè)置在澆筑混凝土?xí)r孔口，以免槽孔內(nèi)掉入其他雜物與混凝土，槽孔內(nèi)要嚴(yán)格控制不符合標(biāo)準(zhǔn)的混凝土進(jìn)入。

（10）在作業(yè)時(shí)，要做好相關(guān)觀察與測量數(shù)據(jù)，每一單元槽段砼做一組抗壓強(qiáng)度試件，并且每五個(gè)槽段砼還應(yīng)做彈性模量試件與抗?jié)B壓力試驗(yàn)。在槽口入口處可以對試件進(jìn)行取樣。

（1）每班應(yīng)對混凝土取樣檢查其性能，檢查作業(yè)應(yīng)在開澆前進(jìn)行，共兩次。

（2）墻體材料的控制與檢查：1）墻體材料的性能主要檢查28天齡期的抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B性能;2）抗?jié)B性能的檢查主要檢查抗?jié)B等級;3）對試件數(shù)量予以質(zhì)量檢查：每三個(gè)墻段為一組;每100m成型則為抗壓強(qiáng)度一組;4）在機(jī)口或槽口取樣，作為混凝土成型試件。

（1）一般使用φ6 m接頭管法作為處理I期與II期的槽孔間混凝土套接，提升槽孔連結(jié)的有效性。接頭管節(jié)長度在3～6 m，壁厚0.12 m，直徑為φ6 m，在I期槽孔內(nèi)共設(shè)置兩根接頭管。（2）混凝土早期強(qiáng)度在使用接頭管法過程中不能過高;接頭管表面應(yīng)光滑且平整，外徑尺寸為φ6，以此保障管節(jié)間的連續(xù)有效性。（3）控制拔接頭管過程與相關(guān)工藝?；炷恋凝g期應(yīng)從澆筑導(dǎo)管底口高于此部位后（此點(diǎn)的混凝土已處于靜止?fàn)顟B(tài)后）開始計(jì)算。室內(nèi)試驗(yàn)的條件和結(jié)果往往與實(shí)際情況有很大的出入，因此，在混凝土開澆時(shí)必須取樣成型6～8塊抗壓強(qiáng)度試件，3～4 h后每隔0.5～1.0 h拆模一塊，觀察其凝結(jié)及成型情況。當(dāng)其強(qiáng)度達(dá)到足以承受單人獨(dú)腳在其上站立的程度時(shí)，需要設(shè)定該試塊為最小脫管齡期。

記錄時(shí)要遵循準(zhǔn)確、齊全、清晰的原則。提供各項(xiàng)工程施工中的全部資料。包括施工圖紙、計(jì)劃、報(bào)告、手冊、數(shù)據(jù)及所有文件，清楚易讀的影印件或藍(lán)圖、或打印件。防滲墻單項(xiàng)工程的竣工資料應(yīng)包括下列內(nèi)容：（1）設(shè)計(jì)變更、技術(shù)要求、說明書與補(bǔ)充文件等;（2）重大事故資料、墻體檢驗(yàn)結(jié)果、泥漿試驗(yàn)及墻體材料試驗(yàn)結(jié)果、原材料檢驗(yàn)結(jié)果、工序質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果以及施工原始記錄等;（3）所有相關(guān)專題試驗(yàn)研究報(bào)告;（4）竣工所有剖面及平面圖與相關(guān)報(bào)告;（5）工程建設(shè)大事記等。

The study found that the construction environment of the dam impervious wall， the reliability of the concrete and slurry mixing system， the concrete construction process and construction technology all have an important influence on the construction quality of the dam's concrete impervious wall.In order to improve the quality of the cut-off wall， this article takes the construction of the cut-off wall of the Gangu Dazhuang Project as an example， briefly describes the construction technology of the cut-off wall of the dam， in order to provide a reference for similar projects.

dam cutoff wall; construction process and procedure; quality inspection of cutoff wall