土石子圍堰中塑性混凝土防滲墻施工質(zhì)量控制

宋祖妹 陳振華

(中國水利水電第十六工程局有限公司 福建福州 350003)

土石子圍堰中塑性混凝土防滲墻施工質(zhì)量控制

宋祖妹 陳振華

(中國水利水電第十六工程局有限公司 福建福州 350003)

塑性混凝土防滲墻施工技術(shù)憑借其良好的應(yīng)用效果，被廣泛應(yīng)用在水利水電工程施工中，并發(fā)揮著重要的作用。福建閩江水口壩下水位治理與通航改善工程的上下游橫向子圍堰，由于最大防滲深度超過10m，且河道束窄后航道流速超過5m/s，采用了塑性混凝土防滲墻施工技術(shù)，經(jīng)鉆孔及壓水檢查，防滲墻施工質(zhì)量可控。在塑性混凝土防滲墻施工中，快速成孔順利施工，保證防滲墻入巖深度，控制孔斜保證防滲墻體型精度，保證塑性混凝土質(zhì)量，保證槽孔間接合部位處理質(zhì)量，是質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)。

水利水電工程；土石圍堰；塑性混凝土防滲墻；施工質(zhì)量控制

0 引言

水利水電建筑工程施工中，圍堰防滲質(zhì)量的好壞直接影響整個(gè)工程后期的進(jìn)展，是保證工程施工和人員安全的前提。防滲墻被廣泛地應(yīng)用在水利水電工程建設(shè)中，這種防滲方式能有效地對松散且透水的地基進(jìn)行防滲處理。

防滲墻種類主要有樁柱式防滲墻、槽板式防滲墻、板樁灌注防滲墻、泥漿槽防滲墻[1]。

樁柱式防滲墻主要是通過鉆機(jī)或者其他方法在堰體上鉆孔，再采用混凝土和套管進(jìn)行孔洞的回填。

槽板式混凝土防滲墻使用型號較大的沖擊鉆或者其他工具進(jìn)行槽孔的挖掘，用泥漿對槽孔進(jìn)行加固處理，檢測槽孔合格后再向槽孔中回填混凝土。

板樁灌注防滲墻采用震沖的方法將鋼板樁壓入地基，通過鋼板樁邊緣的小鋼管向堰體輸入防滲材料，同時(shí)提出鋼板。

泥漿槽防滲墻在施工時(shí)主先挖掘溝槽，并用泥漿等材料進(jìn)行溝槽加固，再采用粘性土、砂礫石材料的混合體進(jìn)行回填。

福建閩江水口壩下水位治理與通航改善工程的上下游橫向子圍堰，采用了塑性混凝土防滲墻施工技術(shù)。本文結(jié)合其施工實(shí)踐，論述塑性混凝土防滲墻施工質(zhì)量控制。

1 工程概況

水口壩下工程位于福建省閩江干流閩清縣境內(nèi)，上距水口水電站約9.0km，距閩清縣城約5.0km，距福州約71.0km。工程主體建筑物由擋水建筑物、泄洪消能建筑物和通航建筑物等組成。

工程施工采用二期導(dǎo)流方式。一期施工圍右河床，由左河床過流。為修建上、下游橫向圍堰及一、二期導(dǎo)流共用的縱向混凝土圍堰，需修建子圍堰。

子圍堰導(dǎo)流階段設(shè)計(jì)流量為3979m3/s。上游橫向圍堰堰頂設(shè)計(jì)高程為10.5m高程，下游橫向圍堰堰頂高程為8.0m高程。

子圍堰投標(biāo)方案是采用分層填筑方式，首先在低高程(4.5m～5.5m)進(jìn)行戧堤石碴、中間砂礫料和背水面防護(hù)石碴填筑,之后再進(jìn)行4.5m～5.5m以上堰體加高。堰體防滲則采用在砂礫料填筑區(qū)進(jìn)行高噴灌漿。

由于水口電站水庫無法在汛末調(diào)控流量至1900m3以下，而使子圍堰戧堤遠(yuǎn)高于5.5m高程，且進(jìn)占時(shí)水流流速較快，從而所用拋填進(jìn)占石料多為料徑較大的爆破開采石料。由于堰體材料中有較多的大塊石，高噴灌漿施工鉆孔易塌孔。且因河道束窄導(dǎo)致縱向子圍堰迎水面水流流速較快，超過5m/s，同時(shí)防滲深度較大，多段超過40m，高噴灌漿施工難以保證成墻防滲效果。

因此，在右岸一期圍堰上、下游橫向子圍堰進(jìn)占后，對圍堰結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)修改，上下游橫向子圍堰采用塑性混凝土防滲墻防滲，其后縱向子圍堰也擬采用塑性混凝土防滲墻。

上下游橫向子圍堰的塑性混凝土防滲墻厚度80cm，嵌入基巖50cm，上游橫向子圍堰防滲墻軸線長259m，防滲墻最大深度45.59m，下游橫向子圍堰防滲墻軸線長223m，防滲墻最大深度為34.92m。防滲墻工程量約1.2萬m3。

縱向子圍堰的塑性混凝土防滲墻厚度主要取60cm，防滲墻最大深度約為40m，一般約在20m以內(nèi)。

2 塑性混凝土防滲墻施工工藝

2.1塑性混凝土防滲墻的工藝流程

其工藝流程主要有3個(gè)工序：開挖澆筑導(dǎo)向槽、造孔成槽和澆筑成墻。

2.2造孔成槽

(1)槽位測量放樣；

(2)防滲墻成槽采用兩鉆一抓法。先采用沖擊鉆機(jī)結(jié)合泥漿護(hù)壁造孔，必要時(shí)對漏漿或塌孔現(xiàn)象進(jìn)行回灌返鉆處理；

(3)再在兩孔間采用全自動(dòng)電腦控制液壓GB34型抓斗銑挖成槽。

2.3澆筑成墻

(1)在護(hù)壁泥漿中，沉放鋼筒，作為左右兩側(cè)端面模板；

(2)采用膨潤土或粘土，混合水泥、砂石，拌和；

(3)采用導(dǎo)管，在護(hù)壁泥漿中澆筑水下混凝土，并排出泥漿；

(4)拔起左右兩側(cè)端面模板；

(5)采用多極鋼刷，在兩側(cè)端面刷毛；

(6)左右兩側(cè)續(xù)澆形成連續(xù)墻。

3 泥漿和塑性混凝土質(zhì)量控制

3.1各工序使用的泥漿指標(biāo)

各工序使用的泥漿指標(biāo)如表1所示。

表1 泥漿質(zhì)量控制指標(biāo)

3.2塑性混凝土配合比

水泥采用南平金牛P.O42.5，粉煤灰采用福建華能Ⅱ級灰，砂為閩江天然河砂，碎石為5mm～20mm的閩江河道卵石軋制碎石，外加劑為石家莊長安育才的GK-4A緩凝高效減水劑。塑性混凝土配合比如表2所示，配合比試驗(yàn)成果如表3所示。

表2 圍堰塑性混凝土配合比

表3 塑性混凝土配合比試驗(yàn)成果

4 塑性混凝土防滲墻施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1做好土石圍堰填筑質(zhì)量控制

做好土石圍堰填筑質(zhì)量控制，認(rèn)真控制防滲墻部位的填筑料料徑，確保沖擊鉆機(jī)造孔時(shí)避免或減少孔內(nèi)漏漿或塌孔現(xiàn)象，避免或減省回灌返鉆處理，保證塑性混凝土防滲墻高效保質(zhì)順利施工。

4.2做好導(dǎo)向槽

確保導(dǎo)向槽部位土石圍堰的壓實(shí)度，并確保導(dǎo)向槽的整體性和剛度符合防滲墻施工使用要求。

4.3避免并防止槽孔傾斜

抓斗采用自動(dòng)糾偏系統(tǒng)，控制孔斜。造孔過程中進(jìn)行跟蹤監(jiān)視，確保成槽機(jī)懸吊機(jī)具的鋼絲索必須在導(dǎo)向槽中心線上成鉛直狀態(tài)，不能松弛。同時(shí)，在成槽過程中，對垂直度進(jìn)行跟蹤觀測，采用三角型相似的方法檢測孔斜，做到隨挖、隨測、隨糾，一般要求確保達(dá)到4‰的垂直度要求。

4.4落實(shí)泥漿使用質(zhì)量把關(guān)

新的泥漿拌制后，需進(jìn)行泥漿性能檢測，合格后方可使用。在成槽過程中，對泥漿質(zhì)量每班多次定期檢查，抽檢泥漿性能指標(biāo)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。在清底結(jié)束后，進(jìn)行泥漿性能檢測，如不合格進(jìn)行換漿處理。對回收泥漿進(jìn)行檢測，如性能指標(biāo)嚴(yán)重惡化，則需作廢漿處理。

4.5規(guī)范抓斗成槽作業(yè)

抓斗出入導(dǎo)向槽口時(shí)要輕提慢放，防止泥漿掀起波浪，影響先行幅防滲墻導(dǎo)向槽下面的土層穩(wěn)定。抓斗上升時(shí)，需不斷向槽內(nèi)補(bǔ)充合格護(hù)壁泥漿，抓斗上升速度與泥漿補(bǔ)充速度相適應(yīng)，并保持泥漿液面在導(dǎo)向槽頂面以下30cm以內(nèi)，避免出現(xiàn)槽內(nèi)泥漿下降過快而產(chǎn)生塌孔現(xiàn)象。

4.6認(rèn)真判斷入巖深度

基巖面深度的準(zhǔn)確鑒定，是保證整個(gè)防滲墻嵌巖深度的關(guān)鍵。由于地質(zhì)條件復(fù)雜，槽孔鉆進(jìn)過程中可能會(huì)遇到與該段基巖礦物成分類似或完全相同且體積較大的漂石，有時(shí)會(huì)讓人誤認(rèn)為已到基巖面，而停止鉆進(jìn)，造成防滲墻中下方還是強(qiáng)透水層的“吊簾”現(xiàn)象的發(fā)生，形成滲漏通道，影響墻體質(zhì)量。

4.7保證清孔工作質(zhì)量

清孔不徹底，槽底的落淤物不能被徹底掏出，會(huì)造成基巖與防滲墻體分離，形成透水帶。同時(shí)，泥漿未被完全置換出來，大量鉆渣或離析的泥漿在澆筑混凝土過程中很可能進(jìn)入混凝土防滲墻中，影響墻體質(zhì)量。采用反循環(huán)與抽砂筒法相結(jié)合的施工方法進(jìn)行孔底清淤，施工時(shí)可將膠凝材料系于鉆頭底部，放至孔底后進(jìn)行鉆打，經(jīng)過一定時(shí)間膠結(jié)材料把細(xì)砂膠結(jié)在一起，用抽砂筒進(jìn)行抽砂，使細(xì)砂成份被抽出，清理后檢查，使孔底落淤淤積厚度在10cm以內(nèi)，從而保證混凝土與基巖有效連接。

4.8做好相鄰槽段間接頭處理

工程前期，采用圓形鎖扣管澆筑形成接頭，在開挖槽端緊靠土壁安放接頭管，待混凝土澆灌后，逐漸拔出鎖扣管，在澆筑段端部形成半圓形的混凝土接縫面，稍作拉毛，可具有良好的結(jié)合效果。工程后期受施工時(shí)限等多方面的限制，對接頭孔混凝土采用二次鉆鑿，直接鉆孔形成接合槽。根據(jù)混凝土試塊的凝結(jié)情況和初凝時(shí)間，合理地控制鎖扣管的起拔時(shí)間或混凝土二次鑿除時(shí)間。在二期槽段澆筑混凝土前用自制的多極鋼刷對孔壁連接位置進(jìn)行長時(shí)間的刷洗，直到刷子鉆頭上不帶泥屑為止，防止接頭處夾泥而發(fā)生滲漏。

4.9控制混凝土澆筑質(zhì)量

做好出機(jī)口混凝土性能指標(biāo)檢測，確保符合設(shè)計(jì)要求。嚴(yán)格按規(guī)范要求下設(shè)導(dǎo)管，在澆筑過程中控制下料速度和各導(dǎo)管的下料量，使槽段內(nèi)混凝土上升速度和高度基本一致，避免局部混凝土夾泥。必須控制導(dǎo)管拆卸速度和埋設(shè)深度，要隨時(shí)用探錘測量混凝土面實(shí)際標(biāo)高，計(jì)算混凝土上升高度，導(dǎo)管下口與混凝土相對位置，避免導(dǎo)管提脫，防止墻體混凝土出現(xiàn)骨料集中和斷樁現(xiàn)象。混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，因故中斷時(shí)不得超過40min，流動(dòng)性及和易性不合格的混凝土不得進(jìn)入槽孔。

5 結(jié)語

截止目前，水口壩下工程上下游橫向子圍堰和縱向子圍堰已完成進(jìn)占填筑，其中橫向子圍堰塑性混凝土防滲墻進(jìn)行了鉆孔取芯和壓水檢查，總體而言塑性混凝土防滲墻的施工質(zhì)量是可控的。

塑性混凝土防滲墻屬重要隱蔽工程，現(xiàn)場質(zhì)量管控有一定難度，關(guān)鍵之一是針對大塊石堆填區(qū)不良地層，確保施工過程中的泥漿質(zhì)量，保持護(hù)壁效果，必要時(shí)可先回灌固結(jié)后再鉆進(jìn)。關(guān)鍵之二是強(qiáng)化入巖情況的分析檢查，確保防滲墻嵌入基巖。

相關(guān)質(zhì)量控制實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可供類似工程參考。

[1] SL174-2014 水利水電工程塑性混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國水利出版社，2014.

Researchonthequalitycontrolfortheplasticconcretecut-offwallusedinearth-rockcofferdam

SONGZumeiCHENZhenhua

(Sinohydro Bureau 16 Company Limited,Fuzhou 350003)

The plastic concrete cut-off wall technology is widely used and plays a key role in water conservancy and hydropower projects on the strength of its outstanding effect.Given the maximum cut-off depth over 10m and the contracted waterway flow speed over 5m/s, this technology was adopted in the upstream and downstream horizontal sub-cofferdam of Fujian Minjiang Shuikou Dam Level Governance and Traffic Improving Project .The cut-off wall construction quality is controllable by drilling and injection test.The key construction quality control points including quick drilling, sufficient depth into rock, controlling hole inclination to ensure the accuracy of cut-off wall, ensuring quality of plastic concrete and joints between holes were mainly discussed in the paper.

Water conservancy and hydropower engineering；Earth-rock cofferdam；Plastic concrete cut-off wall；Construction quality control

TV544

A

1004-6135(2017)10-0061-03

宋祖妹(1975.1- )，女，高級工程師。

E-mail:245241751@qq.com

2017-07-06