□任劍飛（安陽(yáng)市彰武南海水庫(kù)工程管理局）

一、引言

塑性混凝土防滲墻具有與土體相似的應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系和破壞形式，在三向受力條件下，強(qiáng)度與圍壓成直線增大，一般情況下，墻體內(nèi)部不產(chǎn)生拉應(yīng)力，不會(huì)因拉應(yīng)力而開(kāi)裂破壞，具有良好的抗?jié)B、抗震性能及耐久性，特別適用于地震較頻繁的地區(qū)和周圍介質(zhì)（地基土）為砂石的地基。此外塑性混凝土中參有大量粘土或膨潤(rùn)土，減少了水泥用量，每立方米可比普通混凝土節(jié)省100～300kg水泥，大大降低了工程造價(jià)，成為水利工程防滲處理的一種常用方法。

二、工程概況

安陽(yáng)市小南海水庫(kù)位于河南省安陽(yáng)市西南35km的海河流域衛(wèi)河支流安陽(yáng)河上，屬大Ⅱ型水庫(kù),水庫(kù)大壩為粘土斜墻堆石體，壩長(zhǎng)394.50m，最大壩高54.10m。

小南海水庫(kù)除險(xiǎn)加固大壩截滲工程采用嵌入式塑性混凝土防滲墻技術(shù),工程施工采用液壓抓槽機(jī)配合沖擊鉆施工工藝。工程共劃分52個(gè)槽段，單孔槽長(zhǎng)8.0m，槽寬0.8m，分Ⅰ、Ⅱ期槽段，先施工Ⅰ期槽孔，后Ⅱ期槽孔，槽段土體采用液壓抓槽機(jī)開(kāi)挖，入巖采用沖擊鉆布孔套打，槽段連接采用拔接頭管（孔深＞15.0m）法和鉆鑿法（孔深＜15.0m）。工程最大墻深44.13m，成墻總面積12737.26m2，水下塑性混凝土澆注10189.81m3。

防滲墻墻體材料為膨潤(rùn)土混凝土，其性能指標(biāo)要求28d抗壓強(qiáng)度為2.3～5MPa，抗壓彈模600～700MPa，滲透系數(shù)1～ 9×10-8cm／s。塑性混凝土施工特性指標(biāo)、配合比經(jīng)河南省水利基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心站南水北調(diào)安陽(yáng)段工程實(shí)驗(yàn)室一系列的試驗(yàn)研究工作，最終確定如下：

表1 塑性混凝土配合比（每m3混凝土材料用量）

表2 該配合比塑性混凝土各項(xiàng)性能指標(biāo)

三、塑性混凝土防滲墻質(zhì)量控制

（一）準(zhǔn)備階段質(zhì)量控制

1.認(rèn)真組織各工作負(fù)責(zé)人及相關(guān)人員一起進(jìn)行圖紙會(huì)審，領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖，明確各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求。

2.檢查各臨建系統(tǒng)（泥漿系統(tǒng)、造孔系統(tǒng)、混凝土澆注系統(tǒng)）是否符合規(guī)范要求，并根據(jù)檢查情況及時(shí)完善。

3.檢查試驗(yàn)檢測(cè)儀器是否齊全。列出清單，并按清單配備混凝土、泥漿檢測(cè)儀器。如塌落度桶、馬氏漏斗、含砂量?jī)x、比重計(jì)、失水量?jī)x等質(zhì)量檢測(cè)儀器。

4.檢查主要施工機(jī)具設(shè)備的完好率，做好液壓抓槽機(jī)、沖擊鉆機(jī)、泥漿泵等施工機(jī)械的維護(hù)保養(yǎng)工作，特別在施工過(guò)程中要經(jīng)常檢查鉆頭的尺寸，已確保滿足施工技術(shù)要求。

（二）施工中質(zhì)量控制

1.槽孔施工質(zhì)量控制

（1）槽孔建造質(zhì)量控制

在槽孔建造過(guò)程中，泥漿具有護(hù)壁、攜砂、冷卻、潤(rùn)滑作用，在地層中進(jìn)行鉆孔或挖槽，可通過(guò)泥漿的壓力防止槽壁坍塌或剝落，并維持挖成的孔型不變，泥漿質(zhì)量好壞直接影響槽孔施工質(zhì)量和工效。因此，在槽孔建造過(guò)程中必須對(duì)泥漿進(jìn)行有效監(jiān)控，泥漿質(zhì)量控制點(diǎn)如下：

①新制膨潤(rùn)土泥漿需存放24h,經(jīng)充分水膨脹后方可使用。儲(chǔ)漿池內(nèi)的泥漿應(yīng)經(jīng)常攪動(dòng)，防止離析沉淀。槽孔內(nèi)泥漿漿液面應(yīng)控制在槽口板頂面以下30～50cm范圍。

②泥漿比重。泥漿比重計(jì)測(cè)量，一般每2h測(cè)定一次，新制泥漿比重一般為1.05左右（膨潤(rùn)土）。

③泥漿pH值。當(dāng)pH值＞12時(shí)，泥漿會(huì)產(chǎn)生分層現(xiàn)象，失去護(hù)壁作用，新制泥漿pH值一般為9.5～12。

④泥漿粘度。粘度是液體內(nèi)部阻止其相對(duì)流動(dòng)的一種特性，新制泥漿粘度用946/1500ml馬氏漏斗測(cè)得，控制指標(biāo)值為30～90s。

⑤泥漿失水量和泥皮厚度。泥漿在槽壁內(nèi)受壓力差的作用，部分水會(huì)滲入土層，這種現(xiàn)象叫泥漿失水，滲失水的多少叫失水量。一般用30min內(nèi)在一個(gè)大氣壓差作用下滲過(guò)一定面積的水量來(lái)表示，單位為ml/30min。泥漿失水時(shí)，在槽壁上形成一層固體顆粒的膠結(jié)物叫泥皮，失水量小則泥皮致密，有利于護(hù)壁。失水量用失水量?jī)x測(cè)得，控制指標(biāo)＜30。

⑥含砂量。含砂量是指泥漿中粒徑＜0.075的固體顆粒含量。含沙量較大，會(huì)影響孔壁形成泥皮的質(zhì)量，使形成的泥皮厚而脆，不利于護(hù)壁。含砂量用含砂量測(cè)量?jī)x測(cè)得，控制指標(biāo)值含砂量≤5%。

（2）槽孔終孔驗(yàn)收質(zhì)量控制

①孔位、孔深、孔斜、槽寬。孔位偏差與設(shè)計(jì)中心位置在任意方向上的偏差≮±3cm；孔深必須滿足設(shè)計(jì)要求（包括嵌巖深度）；槽寬，即設(shè)計(jì)墻厚，采用沖擊鉆造孔，鉆具直徑為墻厚，采用液壓抓槽機(jī)，斗齒寬度為墻厚；孔斜率≮0.4%，含較大漂石等特殊情況，孔斜率可控制在0.6%以內(nèi)。

②整個(gè)槽孔孔壁控制應(yīng)平整，無(wú)梅花孔、探頭石和波浪小墻等。

③基巖面及嵌巖深度。依照防滲墻中心線地質(zhì)剖面圖，當(dāng)孔深接近預(yù)計(jì)基巖面時(shí)，即開(kāi)始取樣，然后根據(jù)巖樣的性質(zhì)確定基巖頂面或?qū)φ张R孔基巖面高程，并參考鉆進(jìn)情況確定基巖面，當(dāng)上述方法難以確定基巖面時(shí)，可采用巖芯鉆機(jī)取巖樣，加以確定和驗(yàn)證；嵌巖深度按設(shè)計(jì)要求和已確定的巖面高程控制；基巖巖樣是槽孔嵌入基巖的主要依據(jù)，必須真實(shí)可靠，并按順序、深度、位置編號(hào)，填好標(biāo)簽，裝箱，妥善保存。

④相鄰兩主孔終孔深度差＞1.0m時(shí)，中間副孔深度與較深主孔之差不得大于相鄰兩主孔之差的1/3；相鄰兩孔終孔深度之差＜1.0m時(shí)，其中間副孔深度應(yīng)取巖樣進(jìn)行基巖鑒定，其終孔深度與較深主孔之差≯1.0m，且副孔孔底高程不得高于兩主孔高程的中間位置。

（3）槽孔清空換漿質(zhì)量控制

清孔驗(yàn)收的目的是檢查槽內(nèi)泥漿質(zhì)量是否滿足清孔規(guī)定要求，以保證墻體質(zhì)量；檢驗(yàn)槽底土渣淤積厚度，是否小于允許標(biāo)準(zhǔn)，以保證防滲墻與基巖的接觸質(zhì)量。槽孔清空換漿質(zhì)量控制指標(biāo)如下：

①對(duì)造孔質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，驗(yàn)收合格后，再進(jìn)行清孔換漿。清孔換漿1h后，孔底淤積厚度≮10cm。

②當(dāng)使用粘土泥漿時(shí)，孔內(nèi)泥漿的密度≮1.30g/cm3,粘度≮30s，含砂量≮10%；當(dāng)使用膨潤(rùn)土泥漿時(shí)，泥漿密度≮1.15 g/cm3，泥漿取樣位置應(yīng)距孔底0.5～1.0m。

③二期槽孔清孔換漿結(jié)束前，采用鋼絲刷對(duì)接頭混凝土上的泥皮進(jìn)行清洗，直至刷頭上基本不帶泥屑，孔底淤積不再增加。

④清孔合格后，應(yīng)于4h內(nèi)開(kāi)澆混凝土。

2.水下塑性混凝土澆注質(zhì)量控制

槽孔混凝土澆注是防滲墻施工的最后一道工序，是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵，在混凝土澆筑中一旦出現(xiàn)問(wèn)題就直接影響工程質(zhì)量，延誤工期，且難以彌補(bǔ)，甚至前功盡棄，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，因此混凝土澆筑時(shí)應(yīng)高度重視，保證混凝土澆筑順利進(jìn)行，確保工程質(zhì)量。

（1）拌和后的混凝土，各項(xiàng)物理性能指標(biāo)應(yīng)達(dá)到實(shí)驗(yàn)室報(bào)告單規(guī)定要求，不符合質(zhì)量要求的混凝土嚴(yán)禁澆入槽孔內(nèi)。

（2）塑性混凝土澆筑采用直升導(dǎo)管法，槽孔內(nèi)使用兩套以上導(dǎo)管時(shí)，間距≯3.5m，一期槽端的導(dǎo)管距孔端或接頭管宜為1.0～1.5m，二期槽端的導(dǎo)管距孔端宜為1.0m，當(dāng)槽底高差＜25cm時(shí)，導(dǎo)管應(yīng)布置在其控制范圍的最低處。

（3）開(kāi)始澆筑混凝土前，導(dǎo)管內(nèi)應(yīng)放入可浮起的隔離球（膠球、排球），然后先注入水泥砂漿，擠出塞球，埋住導(dǎo)管底端，埋住深度≮30cm（根據(jù)實(shí)際槽長(zhǎng)、寬計(jì)算出水泥漿用量）。

（4）澆筑過(guò)程中，導(dǎo)管埋入混凝土的深度≮1m，不宜大于6m?；炷撩鎽?yīng)均勻上升且上升速度≮2m/h，各處高差控制在0.5m以內(nèi)。

（5）至少每隔30min測(cè)繪一次槽孔內(nèi)混凝土面深度，至少每隔2h測(cè)量一次導(dǎo)管內(nèi)混凝土面深度，并及時(shí)繪制混凝土澆筑指示圖，以便核對(duì)混凝土方量。

（6）槽孔口應(yīng)設(shè)置蓋板，避免混凝土散落到槽孔內(nèi)。

（7）混凝土終筑頂面應(yīng)高于設(shè)計(jì)高程50cm，但不宜高于凍土層底部高程。

四、塑性混凝土防滲墻質(zhì)量檢測(cè)評(píng)定

（一）質(zhì)量檢測(cè)

塑性混凝土防滲墻與常規(guī)混凝土防滲墻一樣都需要進(jìn)行混凝土質(zhì)量檢查和墻體質(zhì)量檢測(cè)。檢測(cè)內(nèi)容主要包括：混凝土抗壓強(qiáng)度、抗壓彈性模量、抗?jié)B標(biāo)號(hào)（抗?jié)B系數(shù)）以及墻體的連續(xù)、均勻性。

1.塑性混凝土質(zhì)量檢測(cè)

由于塑性混凝土的強(qiáng)度較低，不宜采用鉆孔取芯的方法對(duì)成墻混凝土進(jìn)行取芯，只能在混凝土澆筑時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)取樣成型試件，用試件的試驗(yàn)結(jié)果代替防滲墻的實(shí)際性能標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)《水利水電工程混凝土防滲墻施工規(guī)范》DL/T5199-2004、《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》SL352-2006、《水利水電工程施工質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》SL176-2007規(guī)范要求，本工程混凝土抗壓試件每槽孔取一組，共取試件52組，抗壓強(qiáng)度最小值2.3Mpa，最大值4.6Mpa，強(qiáng)度平均值為3.2Mpa；混凝土抗?jié)B試件每三個(gè)槽孔取一組，共取試件16組，滲透系數(shù)最小值為2.1×10-8cm／s，最大值為4.7×10-8cm／s，平均值為3.1× 10-8cm／s；混凝土靜力抗壓彈性模量每10個(gè)槽孔取一組試件，共取試件6組，抗壓彈模最小值為600Mpa，最大值為700Mpa，平均值為650Mpa。經(jīng)檢測(cè)，混凝土抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性、抗壓彈模三項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.防滲墻實(shí)體質(zhì)量檢測(cè)

由于塑性混凝土防滲墻屬地下隱蔽工程，對(duì)墻體整體抗?jié)B性、連續(xù)性、均勻性通常采取鉆孔注水試驗(yàn)、小范圍土體開(kāi)挖目測(cè)、無(wú)損檢測(cè)等檢查方法。本工程基建辦委托具有工程質(zhì)量檢測(cè)資質(zhì)的第三方，根據(jù)工程實(shí)際情況，制定了詳細(xì)的檢測(cè)方案。方案確定對(duì)防滲墻滲透系數(shù)采用現(xiàn)場(chǎng)鉆孔注水試驗(yàn)法，對(duì)墻體完整性采用較先進(jìn)地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)法。

（1）墻體滲透系數(shù)

根據(jù)工程施工相關(guān)記錄，結(jié)合監(jiān)理、施工方，選取了墻體可能存在缺陷和墻段連接處作為檢測(cè)部位，為防滲墻軸線0+080、0+140、0+164、0+188、0+240、0+324六個(gè)部位，檢查結(jié)果如下表：

表3 墻體滲透性檢測(cè)

（2）墻體完整性

本工程采用俄羅斯OKO-2型地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行檢測(cè)。雷達(dá)中心頻率為50、250、700MHz，設(shè)置時(shí)窗400ns，采用人工拖拽方式，探測(cè)速度為每秒1～2m，疊加數(shù)為8，掃描速率為400掃/秒，采樣點(diǎn)數(shù)為512。對(duì)介質(zhì)密實(shí)度檢測(cè)，采用42m內(nèi)進(jìn)行局部指數(shù)增益，增益系數(shù)為300。根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)圖像剖面圖顯示，電磁波形均勻、平緩，無(wú)大的凹凸曲線波形，故檢測(cè)墻體連續(xù)、密實(shí)性較好。

(二)工程質(zhì)量評(píng)定

小南海塑性混凝土防滲墻單位工程，共劃分為4個(gè)分部工程，53個(gè)（均為重要隱蔽）單元工程，其中優(yōu)良51個(gè)，優(yōu)良率為96.2%。經(jīng)質(zhì)量監(jiān)督單位認(rèn)定，該單位工程質(zhì)量等級(jí)評(píng)定為優(yōu)良。

五、結(jié)語(yǔ)

本工程從各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，防滲墻施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量控制措施到位，對(duì)防滲墻工程或其他類似工程具有參考和借鑒意義。但由于工程某些工序的特殊性，使防滲墻施工具有不可逆性，工程中仍存在許多問(wèn)題，例如槽孔沖擊鉆套打入巖時(shí)，如何做到小墻殘余量最小而鉆機(jī)效率最高，如何在水下澆筑混凝土?xí)r更加有效的避免墻體夾泥層的形成，如何既準(zhǔn)確又快速判斷基巖巖面，如何有效進(jìn)行復(fù)雜地層成槽等諸多問(wèn)題還需進(jìn)一步總結(jié)提高。

[1]王清友,孫萬(wàn)功,熊歡.塑性混凝土防滲墻.北京:中國(guó)水利水電出版社,2008.

[2]水利水電工程混凝土防滲墻施工規(guī)范DL/T5199-2004.北京:中國(guó)水利水電出版社,2004.