振動沉模雙模板防滲墻施工技術的應用

袁星亮

(江西星光建設工程有限公司，南昌 330000)

1 工程概況

峽江水利樞紐工程地處贛江流域峽江縣巴邱鎮上游河段，屬于Ⅰ等水利樞紐工程，蓄水位48.5m，死水位13.7m，防洪水位49.2m，總庫容11.78億m3，防洪庫容5.9億m3，水利樞紐工程涉及吉水、峽江、吉安、吉州、清源等區縣，由7個防護工程和數10片抬田防護工程構成。峽江水利樞紐工程控制流域面積6.38萬hm2，乃贛江流域兼具防洪、發電、供水、航運、養殖、灌溉等功能的控制性樞紐，主要包括泄洪閘、水道河道和堤防工程。振動沉模防滲設置于泄洪閘底部，防滲墻總長度123.5m，墻頂高程3.5m，墻厚18cm，成墻面積共677.9m2，成墻材料主要采用水泥粉煤灰砂漿，28d的抗壓強度等級≥6.5MPa，滲透系數<1.6×10-7cm/s。

2 振動沉模雙模板防滲墻施工

2.1 成墻機理

振動沉模雙模板防滲墻施工技術主要借助振動機械所產生的動力實現空腹模板下沉至設計地層，而后向空腹模板內灌注達到配合比的漿液，在振動模板拔出的過程中在泥漿高壓的作用下，漿液將從模板底部向槽內入注，在拔模的同時灌漿，待模板全部拔出后便會在孔內形成一道水泥砂漿墻體，在連續性的墻體作業結束后，便會形成防滲墻帷幕[1]。該技術省去了傳統防滲墻成墻繁瑣的工藝，有效保證了成墻質量。振動沉模雙模板防滲墻施工技術在通過水利部技術推廣中心的鑒定后，被認定為是達到國際先進水平的施工工藝，并先后獲得國家專利局所授予的發明專利和實用新型專利。實踐證明，該防滲墻施工工藝具有施工效率高、連續性成墻、技術先進、墻體防滲好、性能穩定、造價低等技術優勢。

峽江水利樞紐工程采用振動沉模防滲墻，也就是通過振動錘帶動模板，并使用空腹型鋼模板完成造槽、灌注、振密以及連續造槽、護壁和漿液灌注，最終保證連續防滲墻建造成型。這一過程主要利用振動擠壓成槽工藝，擠密墻體兩側土體，不使用泥漿固壁，僅用灌漿材料就能保證連通墻體洞穴的充填與堵塞，漏水通道和透水層也如此處理，防滲能力得以保證[2]。振動沉模防滲技術對于砂性土、黏性土及淤泥質地層較為適用，防滲墻造墻深度可達到20m，厚度在5-50cm范圍。

2.2 施工程序

峽江水利樞紐工程振動沉模雙模板防滲墻施工首先將薄壁H型空覆膜板通過大功率、高頻率振動錘下沉入土體達設計深度，而后模板起拔過程中進行墻體防滲材料的同時灌注，通過“邊提邊灌”的施工形成防滲板體。為了確保防滲板體之間穩固聯結，預防板體出現垂直分叉，在防滲墻施工中必須使用A模和B模雙模板連續交叉套接，施工程序詳見圖1。

圖1 振動沉模雙模板防滲墻施工程序

1)調整模板

機架調平之后將模板A與孔位對準，并借助模板自重將其刃口壓入土層，再行檢測，并根據監測結果進行模板垂直度的調整。

2)振動沉模

振錘啟動并將A模(先導模板)下沉至設計深度，起到定位與導向的作用；沿著施工軸線將模板B(前接模板)擠密連接，并下沉，發揮延長板墻長度的作用。隨后向已經達到下放設計深度的模板A內腔灌注漿體，注意灌注過程中邊振動邊上拔，待模板拔出地面后，漿體仍留在孔槽內部，最終形成密實的板體。模板內腔漿料面高度必須始終保持一致，以便達到漿體灌注至防滲墻頂全過程的設計高程。再沉再拔模板A，并移動步履式樁基，使模板A就位于B前沿后，互換兩個模板的作用。將上述過程循環往復進行后，最紅完成整體板墻。

3)施工所用主要設備

峽江水利樞紐工程振動沉模雙模板防滲墻施工工藝包括沉模沉墻和制漿輸漿兩個部分，所涉及的主要施工設備詳見表1。

表1 振動沉模雙模板防滲墻施工設備

4)施工技術要求

振動沉模雙模板防滲墻體軸線定位傾斜率≤0.3%，中心立柱和軸線之間的偏差應≤±5cm，傾斜度偏差≤0.3%。模板就位過程中首塊導向板的偏斜率≤0.2%，就位后和軸線之間的距離應≤2cm。漿料拌和時間應至少2min，灌注充盈系數≥1.02，灌注充盈比至少2.0g/cm3，漿料稠度控制在12-14才能達到所需要的流動性和保水性[3]。

3 施工質量控制

3.1 施工過程控制

峽江水利樞紐工程振動沉模雙模板防滲墻施工中的立柱、模板傾斜度控制主要通過經緯儀的架設而實現，在測得模板頂高程后再進行模板底部高程的計算，從而完成對墻底工程的控制。施工過程中對漿料配置的配合比由嚴格設計要求，漿料中水泥、砂石、摻合料均應按照設計要求選用，其中水泥使用P.O.42.5的袋裝水泥，強度復測所通過的抗壓強度為42.1MPa，達到設計規范。摻合料則使用新建牌Ⅱ級粉煤灰，細度模數為2.7、含泥量2.33%的砂石料。

3.2 施工工藝參數

振動沉模雙模板防滲墻體施工設計參數的選取對防滲墻墻體的施工質量及工程造價存在直接影響。根據本工程防滲墻施工的實際情況，采取試驗和綜合分析的方式，對防滲墻施工工藝參數控制標準見表2。

表2 振動沉模雙模板防滲墻施工該工藝參數

原則上防滲墻墻體材料應選用水泥砂漿，水泥砂漿由強度等級42.5的硅酸鹽水泥配制，漿液配比嚴格按照墻體設計物理力學性能參數指標要求以及本工程地質地層實際情況，并經現場試驗得出具體的設計參數值。

3.3 施工質量檢查

為加強振動沉模雙模板防滲墻質量控制，必須對水泥、砂石、外加劑等原材料加強質量檢測，嚴控空腹模板下沉深度、數量及厚度，確保防滲墻深度、長度及厚度尺寸達到工程設計要求，采用比重計、稠度計等加強拌和料用量的定量控制，保證注漿材料配合比、稠度、密度等均達到設計要求。對于具體工程，應選擇分段檢查、針對性檢查以及抽樣檢查等防滲墻墻體質量檢查方式。

本工程結束振動沉模防滲墻施工以后，必須進行開挖檢查及取樣檢測。根據▽6.5m-▽3.0m高程的防滲板墻非頻繁利用段的實際開挖效果來看，已成墻體具有較好的連續性和密實性，暫無搭接等質量缺陷。取樣檢測時，針對所截取的試件進行，檢測結果表明，防滲墻試件抗壓強度達8.7MPa，比設計要求的7.5MPa高。滲透系數為1.68×10-7cm/s，比設計值1.9×10-7cm/s小，所以，防滲墻墻體質量基本達到設計規范要求。

4 應用效果及前景展望

振動沉模雙模板防滲墻墻體外側土體充分壓縮后能與墻體共同發揮防滲作用，防滲效果明顯可見，而且成墻效率高，單價低。工程運行實際表明，振動沉模雙模板防滲墻施工技術在峽江水利樞紐工程泄洪閘底部的應用十分成功，充分顯示出該施工技術與傳統防滲墻施工工藝相比所具有的連續、快速、質量有保證、施工工序簡單、技術先進等技術優勢。至今為止，峽江水利樞紐工程泄洪閘底部振動沉模雙模板防滲墻自建成至今已經經歷了3年汛期洪水的考驗，工程質量可靠有保障，具有顯著的經濟效益與社會效益。

振動沉模雙模板防滲墻施工技術應用過程中，機械設備體積太大，導致造墻深度通常局限在15m以內，所以對于橋梁、水旱閘等對造墻深度有特殊要求的建筑物，防滲墻銜接處應配合使用高壓噴射灌漿的綜合技術，該技術對于砂土、黏性土、淤泥質土等地層具有普遍適用性，對于江河水庫、堤壩、水閘等水利工程垂直防滲效果理想，應大力推廣應用。