羅嗣松

(葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司，四川成都 610091)

1 概述

崔家營(yíng)航電樞紐工程廠房門機(jī)檢修平臺(tái)緊臨安裝場(chǎng)左側(cè)布置，左右長(zhǎng)40 m，上下游長(zhǎng)30.5 m，其下游為開關(guān)站。廠房門機(jī)檢修平臺(tái)的基礎(chǔ)防滲結(jié)構(gòu)布置有11～34 m 高程的帷幕灌漿和32～57.1 m 高程的塑性混凝土防滲墻。塑性混凝土防滲墻與上部混凝土箱型結(jié)構(gòu)采用粘土夯實(shí)處理銜接(粘土施工厚度為1.5 m，底寬4 m，頂寬7 m)。垂直水流向防滲墻軸線樁號(hào)為B0-25.99;順?biāo)飨蚍罎B墻軸線樁號(hào)為A0+815.15。防滲墻厚度為60 cm，左岸土石壩江心洲段本次施工縱向圍堰以右部分共施工8個(gè)槽段，范圍從A0+815.15～A0+863.15，防滲墻軸線樁號(hào)為B0+2.69，防滲墻設(shè)計(jì)底高程為34 m，墻頂高程為63 m，墻厚60 cm。防滲墻布置詳見圖1。

圖1 防滲墻布置圖

廠房門機(jī)檢修平臺(tái)及左岸土石壩江心洲段防滲墻均位于江心洲，江心洲原地形屬高漫灘，其覆蓋層為粉質(zhì)粘土、壤土、砂壤土、砂、砂礫石、泥質(zhì)礫石等，覆蓋層總厚度為17～40 m，其基巖面埋深為19～28 m，出露高程低于37.5 m。廠房安裝場(chǎng)所揭露的地質(zhì)情況反映基巖出露高程為34 m以下。地勘鉆孔壓水試驗(yàn)表明:相對(duì)不透水帶(q＜5 Lu 線下限)埋深為25～65 m。

2 防滲墻技術(shù)要求

2.1 配合比

配合比及混凝土拌和物性能應(yīng)滿足以下要求:

(1)入槽坍落度18～22 cm;

(2)擴(kuò)散度34～40 cm;

(3)坍落度保持15 cm 以上的時(shí)間應(yīng)不小于1 h;

(4)初凝時(shí)間不小于6 h;

(5)終凝時(shí)間不宜大于24 h;

(6)混凝土密度不小于2 g/cm3;

(7)膠凝材料總用量不少于240 kg/m3，其中水泥用量不宜小于80 kg/m3，膨潤(rùn)土用量不宜小于40 kg/m3，水泥與膨潤(rùn)土合計(jì)用量不宜小于160 kg/m3;

(8)水膠比小于0.65;

(9)砂率不宜小于45%。

2.2 防滲墻技術(shù)指標(biāo)

(1)抗壓強(qiáng)度:R28≥2 MPa;

(2)彈性模量:E ＜1000 MPa;

(3)滲透系數(shù):K ＜i×10-7cm/s，其中i ＜10;

(4)允許滲透坡降:J ＞60。

2.3 槽孔建造

(1)為確定槽孔深度，施工前，沿防滲墻的軸線每隔50 m 或按工程師要求打先導(dǎo)孔。先導(dǎo)孔深度超過設(shè)計(jì)防滲墻底線以下5 m，孔徑滿足鉆孔取芯要求。門機(jī)平臺(tái)段可不打先導(dǎo)孔，利用原帷幕灌漿鉆孔資料確定基巖頂面高程。

(2)建造槽孔前應(yīng)先修筑導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽基礎(chǔ)應(yīng)修筑在碾壓密實(shí)的地基上。導(dǎo)向槽應(yīng)采用混凝土導(dǎo)墻，其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足下列規(guī)定:

①導(dǎo)向墻頂部高出地面100 mm;

②導(dǎo)向墻中心線與防滲墻軸線重合，導(dǎo)向墻內(nèi)側(cè)間距比防滲墻厚度大100 mm，導(dǎo)向墻間凈距允許偏差±10 mm;

③導(dǎo)向墻平面軸線與防滲墻軸線平行，其允許偏差為±15 mm;

④導(dǎo)向墻頂高程允許偏差±20 mm。

(3)應(yīng)保證槽孔壁平整垂直，槽孔寬度不小于設(shè)計(jì)墻厚，孔位允許偏差不大于3 cm，孔斜率不得大于0.4%;遇有含孤石、漂石的地層及基巖面傾斜度較大等特殊情況時(shí)，其孔斜率應(yīng)控制在0.6%以內(nèi)。對(duì)于一、二期槽孔接頭套接孔的兩次孔位中心任一深度的偏差值不大于施工圖紙規(guī)定墻厚的1/3，并應(yīng)采取措施保證設(shè)計(jì)厚度。吊放接頭管(板)的端孔孔斜率應(yīng)按槽孔建造工藝分別控制，同時(shí)應(yīng)保證接頭管板順利吊放和起拔。

(4)槽孔清孔換漿結(jié)束后l h 應(yīng)達(dá)到下列標(biāo)準(zhǔn):

①孔底淤積厚度不大于10 cm;

②使用膨潤(rùn)土泥漿時(shí)，槽內(nèi)泥漿密度不大于1.15 g/cm3，馬氏漏斗粘度為32～50 s，含砂量不大于6%;使用粘土泥漿時(shí)，槽內(nèi)泥漿密度不大于1.3 g/cm3，漏斗粘度不大于30 s，含砂量不大于10%。泥漿取樣位置距孔底0.5～1 m。

(5)清孔檢驗(yàn)合格后，應(yīng)于4 h 內(nèi)開澆塑性混凝土。

2.4 施工質(zhì)量檢測(cè)

墻體質(zhì)量檢查應(yīng)在成墻后28 d 內(nèi)進(jìn)行，檢查內(nèi)容為墻體的物理力學(xué)性能指標(biāo)、墻段連接和可能存在的缺陷。檢查可采用鉆孔取芯、注水試驗(yàn)或其他檢測(cè)方法。檢查孔的位置由工程師指定，數(shù)量按防滲墻軸線每100 m 長(zhǎng)布置一個(gè)檢查孔控制，本次施工共布置2個(gè)檢查孔。

3 施工工藝及方法

3.1 施工方案的選定

(1)防滲墻造孔機(jī)械選用CZ22型鋼絲繩式?jīng)_擊鉆機(jī)，配備“十字”鉆頭鉆進(jìn)，副孔采用鉆劈法，槽孔連接采用套打——鉆套接法，槽段長(zhǎng)度一般為6 m(均不包括套接段)，主孔1 m，副孔1.7 m，分兩期槽段施工。

(2)劃分施工槽段:門機(jī)平臺(tái)上游段防滲墻軸線長(zhǎng)39 m，每6 m 為一個(gè)槽段，最后一個(gè)槽段為3 m，可劃分為7個(gè)槽段施工;順流向段為23.3 m，可劃分為4個(gè)槽段施工，共11個(gè)槽段。施工方法為二期槽段分期施工法，接頭處套接30 cm。左岸土石壩江心洲段防滲墻本次施工縱向圍堰以右部分，共施工8個(gè)槽段。

(3)根據(jù)劃分的槽段長(zhǎng)度，確定主孔鉆孔數(shù)量，按照先施工主孔、后劈打副孔的順序施工。主孔采用十字圓形鑄鋼鉆頭依次施工，然后用鼓形鉆頭將剩余土體劈打修平。形成槽孔后，用鉆機(jī)上下拉動(dòng)槽頭刷清理槽壁至符合規(guī)范要求。成槽必須做到:槽形規(guī)范、槽寬合格、槽底和槽壁沒有探頭石和小墻。本地層為砂礫石地層，優(yōu)先利用當(dāng)?shù)卣惩临Y源制作泥漿。泥漿可由粉碎的粘土加水?dāng)嚢韬蠓胖迷谀酀{池中充分水化制成;也可邊鉆孔邊填粘土造漿。在鉆進(jìn)過程中，鉆渣通過立軸離心式泥漿泵不斷送入孔底的循環(huán)泥漿帶出槽口外，并及時(shí)從沉淀池中撈取堆存，根據(jù)渣樣準(zhǔn)確判斷地層變化以指導(dǎo)施工。堆放的鉆渣則可及時(shí)清運(yùn)出場(chǎng)外，以保持施工現(xiàn)場(chǎng)通暢。配置掏渣桶，在必要時(shí)用于掏抽槽底的鉆渣。

使用鉆機(jī)型號(hào)為CZ22，由鉆頭、機(jī)架、卷?yè)P(yáng)機(jī)三部分組成，鉆頭由5 t 慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引提升，鋼絲繩自由懸掛，無(wú)動(dòng)力下放，掘削的泥土混在泥漿中以正循環(huán)方式排出槽外。下鉆應(yīng)使吊索保持一定張力，引導(dǎo)鉆頭垂直成槽，下鉆速度應(yīng)取決于泥渣的排出能力及土質(zhì)的軟硬程度。

3.2 護(hù)壁泥漿制備工藝

采用自成泥漿護(hù)壁作業(yè)，設(shè)沉淀池、泥漿池及泥漿泵一臺(tái)排泥渣，泥漿池采用2臺(tái)ZJ-400型旋流式高速泥漿攪拌機(jī)，泥漿池體積為360 m3，生產(chǎn)能力為20 m3/h，安設(shè)供漿泵輸漿管送至施工部位，泥漿站內(nèi)設(shè)置2臺(tái)ZJ-400型旋流式高速泥漿攪拌機(jī)。為滿足使用要求，泥漿池的容積一般應(yīng)為一個(gè)單元槽段挖掘量的1.5～2倍。泥漿應(yīng)調(diào)至均勻，一般新配泥漿密度應(yīng)控制在1.01～1.15 t/m3，循環(huán)過程中將泥漿控制在1.25～1.3 t/m3之間;遇松散地層時(shí)，泥漿密度可適當(dāng)加大;澆筑混凝土?xí)r，將槽內(nèi)泥漿控制在1.15～1.25 t/m3之間。在成槽過程中，要不斷向槽內(nèi)補(bǔ)充新泥漿，使其充滿整個(gè)槽段。泥漿應(yīng)保持高出地下水位0.5 m 以上，亦不應(yīng)低于導(dǎo)墻頂面0.3 m。在同一槽段鉆進(jìn)遇到不同地質(zhì)條件和土層時(shí)，要注重調(diào)整泥漿的性能和配合比，以適應(yīng)不同土質(zhì)情況，防止塌方。

3.3 成槽驗(yàn)收

按設(shè)計(jì)要求的槽深施工完畢，申請(qǐng)驗(yàn)收。一般的檢驗(yàn)指標(biāo)為槽寬、槽深及垂直度。檢驗(yàn)方法:除采用儀器測(cè)量方法外，比較簡(jiǎn)單而又適合現(xiàn)場(chǎng)使用的檢驗(yàn)方法為探籠法。根據(jù)槽段長(zhǎng)度、槽寬尺寸用合適直徑的鋼筋焊制成矩形籠體。檢驗(yàn)時(shí)，利用鉆機(jī)吊起探籠，下入槽內(nèi)至槽底，應(yīng)達(dá)到籠體上下自如而不掛槽壁，且軸線偏差不超標(biāo)，方可轉(zhuǎn)入下一道工序施工。

3.4 清孔掏渣

清孔換漿指的是在混凝土澆筑前清除槽內(nèi)漿液中懸浮的鉆渣和槽底的沉渣。施工方法:利用新鮮合格的漿液，逐步置換槽內(nèi)帶浮渣的漿液，在置換的同時(shí)即可清出浮渣。較適合施工現(xiàn)場(chǎng)的換漿方式則是直接利用泥漿泵循環(huán)漿液，將槽內(nèi)浮渣和槽底沉渣帶出槽外清出，直至漿中無(wú)明顯的粒狀碎屑?？椎子俜e厚度不大于10 cm;使用膨潤(rùn)土泥漿時(shí)，槽內(nèi)泥漿密度不大于1.15 g/cm3，馬氏漏斗粘度為32～50 s，含砂量不大于6%;使用粘土泥漿時(shí)，槽內(nèi)泥漿密度不大于1.3 g/cm3，500/700 mL 漏斗粘度不大于30 s，含砂量不大于10%，泥漿取樣位置距孔底0.5～1 m。清孔換漿達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)后，應(yīng)經(jīng)工程師檢驗(yàn)確認(rèn)。

3.5 導(dǎo)管布置

每槽段內(nèi)下入兩套導(dǎo)管，兩導(dǎo)管間距不宜大于3 m，每根導(dǎo)管距槽頭不宜大于1.5 m。導(dǎo)管的選用應(yīng)與混凝土澆筑強(qiáng)度和混凝土面上升速度相匹配。導(dǎo)管分節(jié)長(zhǎng)度:底節(jié)宜為2500～4000 mm，中間節(jié)為1000 mm，漏斗下配管長(zhǎng)度宜為1000 mm。另外，還需設(shè)置長(zhǎng)度小于1000 mm 的調(diào)節(jié)管。制作的導(dǎo)管內(nèi)徑一致，內(nèi)壁光滑圓順。導(dǎo)管安裝應(yīng)豎直，接頭連接緊密，不漏水。每根導(dǎo)管均置于槽寬的1/2處，下端高出槽底0.4 m。

下料漏斗容量須滿足開澆混凝土封底并達(dá)到埋管1 m 以上的要求。在漏斗容量不能滿足開澆量要求時(shí)，必須增設(shè)儲(chǔ)料斗。

4 澆筑混凝土

一個(gè)槽段混凝土的首次灌注量應(yīng)按導(dǎo)管埋人混凝土內(nèi)的深度不小于1 m 計(jì)算，首次灌注量不小于3 m3。防滲墻澆筑采用直升導(dǎo)管法進(jìn)行泥漿下的混凝土澆筑并應(yīng)符合下列要求:

(1)導(dǎo)管內(nèi)徑為200～250 mm;導(dǎo)管的連接和密封必須可靠，管節(jié)接頭采用快速連接方式;在每套導(dǎo)管的頂部和底節(jié)導(dǎo)管以上部位設(shè)置數(shù)節(jié)長(zhǎng)度為0.3～1 m 的短管;開澆前，導(dǎo)管底口距槽底距離應(yīng)控制在150～250 mm 范圍內(nèi)。

(2)開澆前，導(dǎo)管內(nèi)放入可浮起的隔離球或其他適宜的隔離物。開澆時(shí)，先注入足夠的混凝土，擠出塞球并埋住導(dǎo)管底端。

(3)導(dǎo)管埋入混凝土深度不小于1 m，不大于6 m。

(4)當(dāng)槽孔內(nèi)有兩套以上導(dǎo)管時(shí)，導(dǎo)管中心距不大于4 m;采用一級(jí)配混凝土?xí)r，導(dǎo)管中心距可適當(dāng)加大，但不得大于5 m。

(5)導(dǎo)管中心距槽孔端部或接頭管壁面的距離為1～1.5 m。

(6)當(dāng)槽底高差大于0.25 m 時(shí)，將導(dǎo)管置于控制范圍的最低處。

(7)塑性混凝土的澆筑應(yīng)保證連續(xù)進(jìn)行，若因故中斷，中斷時(shí)間不超過40 min。

(8)混凝土面的上升速度不小于2 m/h 并應(yīng)均勻上升，高差控制在0.5 m 以內(nèi)。

(9)至少每隔30 min 測(cè)量槽孔內(nèi)混凝土面深度，每隔2 h 測(cè)量一次導(dǎo)管內(nèi)混凝土面深度，并及時(shí)填繪混凝土澆筑指示圖。

(10)槽孔口應(yīng)置蓋板，避免混凝土由導(dǎo)管外撒落至槽孔內(nèi)。

(11)防止混凝土將空氣壓入導(dǎo)管內(nèi)。

(12)混凝土澆注完畢后頂面應(yīng)高出施工圖紙規(guī)定的頂面高程50 cm。防滲墻墻體均勻完整，不得有混漿、夾泥、斷墻及孔洞。

(13)澆注結(jié)束時(shí)，及時(shí)拔出導(dǎo)管，清理并沖洗干凈導(dǎo)管、漏斗、儲(chǔ)料斗等澆筑設(shè)備，以備下一槽使用。

5 結(jié)語(yǔ)

通過采取鉆孔取芯、注水試驗(yàn)等檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)得知:防滲墻墻體的物理力學(xué)性能指標(biāo)、墻段連接均滿足質(zhì)量要求，為今后同類工程施工提供了一定的借鑒。