塑性混凝土防滲墻技術(shù)在新城調(diào)蓄水庫工程中的應(yīng)用

常東明，蔣亞濤，趙孟偉

（河南省豫東水利工程管理局，河南 開封 475002）

0 引言

引江濟淮工程是國務(wù)院批復(fù)的《長江流域綜合規(guī)劃》《淮河流域綜合規(guī)劃》《全國水資源綜合規(guī)劃》中明確提出的由長江下游向淮河中游地區(qū)跨流域補水的重大水資源配置工程，也是國務(wù)院要求加快推進建設(shè)的172 項節(jié)水供水重大水利工程之一。引江濟淮工程共分為引江濟巢、江淮溝通、江水北送三大段落，引江濟淮工程（河南段）屬于江水北送的一部分，規(guī)劃建設(shè)范圍涉及河南省7縣2區(qū)共9個供水目標。

新城調(diào)蓄水庫是引江濟淮工程（河南段）中的一個調(diào)蓄水庫，其作用是為商丘市睢陽區(qū)和梁園區(qū)供水調(diào)蓄。初設(shè)批復(fù)該水庫位于睢陽區(qū)董瓦房村北，古宋河右岸。受商丘市城市總體規(guī)劃變化、水質(zhì)保護、與配套工程結(jié)合等方面因素影響，商丘市人民政府提出將新城調(diào)蓄水庫庫址由初設(shè)批復(fù)位置向南調(diào)整約六公里，調(diào)整后新城調(diào)蓄水庫位于路河鎮(zhèn)劉營村北。變更后水庫占地面積不變，水庫規(guī)模不變，正常蓄水位不變，設(shè)計標準不變。變更后死水位比初設(shè)批復(fù)死水位降低0.30 m，即42.20 m。2020 年6 月28 日，水利部以《水利部關(guān)于引江濟淮工程（河南段）后陳樓及新城調(diào)蓄水庫設(shè)計變更報告的批復(fù)》批復(fù)了新城調(diào)蓄水庫變更設(shè)計方案。

由于新城調(diào)蓄水庫庫址發(fā)生重大設(shè)計變更。新城調(diào)蓄水庫的防滲設(shè)計由初設(shè)批復(fù)的開挖重粉質(zhì)壤土換填變更為采用塑形混凝土防滲墻的防滲設(shè)計。變更后新城調(diào)蓄水庫位于商丘市睢陽區(qū)路河鎮(zhèn)劉營村北，東西方向約為820 m，南北方向約為380 m，庫容175 萬m3，庫底高程41.70 m，平均挖深6.80 m。防滲墻沿堤防軸線布置，設(shè)計厚度0.40 m，其深度深入⑤重粉質(zhì)壤土（相對不透水層）深度不小于1 m，墻頂高程49 m。

1 施工條件

1.1 地層巖性

水庫場區(qū)在勘探深度范圍內(nèi)的地質(zhì)巖性主要為輕、重粉質(zhì)壤土、砂壤土、粉細砂等。

1.2 水文地質(zhì)

水庫場區(qū)地下水類型為第四系松散層孔隙潛水和承壓水，潛水主要賦存于壤土層中，下部粉砂層中地下水具承壓性。地下水主要接受大氣降水、側(cè)向徑流及局部河段入滲補給，消耗于蒸發(fā)、開采、側(cè)向徑流及河流排泄。

根據(jù)室內(nèi)滲透試驗結(jié)果，并進行工程類比提出各土層的滲透系數(shù)見表土體滲透性試驗成果。土體滲透性試驗成果見表1。

表1 土體滲透性試驗成果表

2 塑性混凝土防滲墻的施工技術(shù)

2.1 工藝流程

工藝流程圖如圖1。

圖1 工藝流程圖

2.2 施工設(shè)備計劃

根據(jù)類似工程的施工經(jīng)驗，以及目前國內(nèi)塑性混凝土防滲墻施工設(shè)備的使用情況，液壓薄壁抓斗防滲墻施工主要施工機具為：WY-300型液壓薄壁抓斗、塑性混凝土拌合運輸設(shè)備、輔助設(shè)備。

2.2.1 WY-300型液壓薄壁抓斗

基本性能參數(shù)：斗體厚度0.40 m，開斗寬度2.80 m，開斗高度7 m，斗容1 m3，斗重10.20 t。

2.2.2 塑性混凝土拌合運輸設(shè)備

混凝土采用拌和站集中拌制，拌和站采用240全自動混凝土生產(chǎn)線，日生產(chǎn)能力約5 000 m3，能夠滿足塑性混凝土防滲墻澆筑需求。

水平運輸采用9 m3混凝土攪拌運輸車，垂直運輸根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定。

2.2.3 輔助設(shè)備

十六噸汽車起重機四輛，挖掘機四臺，ZL50 裝載機四輛，自卸汽車八輛以及電子配料機、混凝土澆筑平臺、檢測試驗設(shè)備、拔管設(shè)備等。

2.3 測量放線

場地平整后，用全站儀放出防滲墻的軸線和導(dǎo)墻的開挖邊線，開挖邊線上每隔25 m打一根木樁，樁頂高出地面3～5 cm，并用鋼釘標示出中心位置，導(dǎo)墻的開挖邊線用白灰撒出，灰線宜細不宜粗。導(dǎo)墻施工完畢后，再進行槽段的精確劃分，并做標記。

2.4 防滲墻施工平臺

按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定，為保證塑性混凝土防滲墻超灌量，導(dǎo)墻頂部位高程設(shè)計為49.50 m。防滲墻沿堤防軸線布置，防護堤高程49.50 m處堤頂寬9 m，堤后棄土回填平臺寬10 m，滿足施工平臺要求。采用液壓薄壁抓斗成槽，抓斗主機在防護堤背水側(cè)行進，行進方向與防護堤軸線平行。

因?qū)υ诜雷o堤軸線位置，在防滲墻施工完畢后，對C20鋼筋混凝土導(dǎo)墻進行拆除處理。為保證已澆筑防滲墻墻體質(zhì)量不受導(dǎo)墻拆除的影響，采用人工風(fēng)鎬配合小型挖裝機械將導(dǎo)墻拆除，拆除后垃圾運至7#-1#棄渣場。

導(dǎo)墻拆除后，根據(jù)施工要求，對導(dǎo)墻溝槽重新進行回填。為保證堤防回填質(zhì)量，首先將溝槽兩側(cè)邊坡（垂直于防護堤軸線方向）削成坡比不小于1∶3的緩坡，然后從低到高分層回填合格土料至高程49.50 m，再繼續(xù)對回填防護堤至設(shè)計堤頂高程。

液壓抓斗設(shè)備開行及施工平臺布置如圖2所示。

圖2 液壓抓斗設(shè)備開行及施工平臺布置示意圖

2.5 混凝土導(dǎo)墻施工

導(dǎo)墻溝槽由于寬度較小，采用人工開挖，但須謹慎開挖，以避免超挖而超填混凝土。對不能達到要求的地方進行修整，同時對混凝土澆筑作業(yè)面用2.20 kW 蛙夯進行夯實處理。余土采用人工裝1 t翻斗車轉(zhuǎn)運，然后采用1m3挖掘機挖裝10 t自卸汽車運至指定棄渣場。導(dǎo)墻斷面如圖3所示。

圖3 導(dǎo)墻斷面圖

導(dǎo)墻鋼筋在鋼筋加工廠內(nèi)集中加工，運到現(xiàn)場安裝，然后立模板，澆筑導(dǎo)墻混凝土。導(dǎo)墻混凝土在拌和站內(nèi)集中拌制，9 m3攪拌運輸車運至現(xiàn)場，根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況采取合適方式入倉，2.20 kW插入式振搗器振實，人工收面、灑水養(yǎng)護。為使導(dǎo)向槽能及早投入使用，給防滲墻造孔作業(yè)創(chuàng)造施工條件，在澆筑導(dǎo)墻混凝土?xí)r添加早強劑。

2.6 成槽

2.6.1 抓斗成槽

采用WY-300液壓薄壁抓斗設(shè)備配40 cm薄壁抓斗進行防滲墻成槽施工。

2.6.2 槽體開挖

液壓薄壁抓斗入導(dǎo)墻內(nèi)開始抓槽，抓出的土體集中堆放在防護堤背水側(cè)指定位置，嚴禁亂堆、亂放，必要時采用防揚塵措施。渣料基本疏干后及時用1 m3挖掘機挖裝10 t 自卸汽車外棄，防止現(xiàn)場起塵。

2.6.3 自檢

防滲墻開挖深度在12 m左右，抓斗開口高度7 m沒法使用挖斗的自重檢查，用吊車放下一節(jié)接頭管沿鉆孔中心線每5 m（或隨意）測定重物偏離中心的距離。孔斜值計算見圖4。

圖4 孔斜值計算圖

2.7 清孔

清孔采用抓斗進行清理，標準為：槽內(nèi)泥漿密度不大于1.15 g/cm3，馬氏漏斗黏度32-50 s，含砂量不大于6%，孔底淤積厚度小于100 mm。

2.8 墻體灌注

混凝土由拌和站集中拌制，膨潤土采用干摻法。混凝土用9 m3攪拌運輸車運至現(xiàn)場接料斗處，通過導(dǎo)管進行灌注；槽體灌注完成，通過質(zhì)量檢查部自檢合格后，報請監(jiān)理單位驗收；槽體施工完畢后，及時養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于設(shè)計規(guī)定時間。

3 質(zhì)量控制措施

防滲墻工程是重要的隱蔽工程，尤其是塑性混凝土防滲墻的強度、滲透系數(shù)和彈性模量等力學(xué)指標一般不宜通過打孔取芯檢測，為確保施工質(zhì)量，需要進行嚴謹?shù)氖┕げ⒃谑┕み^程中進行有效的質(zhì)量控制。

4 結(jié)語

新城調(diào)蓄水庫地質(zhì)條件較復(fù)雜，采用塑性混凝土防滲墻及帷幕灌漿交叉施工，經(jīng)過近十個月的施工，共完成塑性混凝土防滲墻約2.70 萬m3，導(dǎo)墻混凝土約1 183 m3，導(dǎo)墻溝槽土方開挖約2 276 m3，導(dǎo)墻鋼筋制安約31 t。

引江濟淮工程（河南段）項目的實施，通過引進客水彌補水源，解決水資源缺水、質(zhì)量型缺水、工程型缺水問題，是豫東地區(qū)的現(xiàn)實選擇和根本出路。