馬瑞東（中電建路橋集團(tuán)有限公司，北京　　100048）

滁州市三灣水庫混凝土防滲墻施工工藝分析

馬瑞東
（中電建路橋集團(tuán)有限公司，北京100048）

摘要：混凝土防滲墻是對閘壩等水工建筑物地基中進(jìn)行垂直防滲處理的主要措施之一，對閘壩的穩(wěn)定和安全具有重要作用。本文主要對防滲墻的施工工藝進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：水庫；防滲墻；工藝；分析

1　工程概況

安徽省全椒縣三灣水庫地處長江流域滁河左岸支流—管壩河上游，水庫控制流域面積74.6km2，正常蓄水位43.5m（吳淞高程系），是一座具有灌溉、防洪、供水等綜合利用的中型水庫，總庫容4306萬m3。壩址位于全椒縣西部，距全椒縣城約34km。

大壩為均質(zhì)土壩，全長1360m，壩頂寬4.5m，壩頂高程46.0m，工程始建于1966年，隨時間逐步發(fā)展，雖經(jīng)數(shù)次加固處理，但均未能徹底除險。本次防滲墻除險加固部分，根據(jù)工期安排2013年4月底全部完工。

2　工程施工順序

2.1施工準(zhǔn)備

施工前，要對原始地貌進(jìn)行測繪，建立現(xiàn)場控制點(diǎn)，進(jìn)行場地布設(shè)整體規(guī)劃、地質(zhì)復(fù)勘，實(shí)現(xiàn)“三通一平”等。施工生產(chǎn)用水從水庫中抽取，施工用電利用庫區(qū)系統(tǒng)電，防滲墻施工時布置一臺160kW發(fā)電機(jī)備用。

2.2進(jìn)場道路

進(jìn)場道路要滿足設(shè)備臺車進(jìn)場的要求。必要時，要對施工道路進(jìn)行硬化，鋪設(shè)碎石。

2.3混凝土防滲墻施工

2.3.1施工工藝流程圖

2.3.2主要施工方法簡述

（1）導(dǎo)墻施工；

（2）膨潤土泥漿護(hù)壁；

（3）液壓抓斗機(jī)成槽；

（4）泥漿置換清孔；

（5）直升導(dǎo)管法澆筑混凝土；

（6）接頭管法連接一期二期槽段；

3　主要施工工序

3.1導(dǎo)墻施工

防滲墻施工導(dǎo)墻采用C20鋼筋混凝土澆筑，主筋Φ16，箍筋Φ8，頂寬50cm，底寬50cm，高90cm，槽寬50cm。施工前先進(jìn)行現(xiàn)場清理，平整，然后用全站儀放出防滲墻軸線，并放出導(dǎo)墻范圍，誤差不大于10mm。開挖選用小型挖掘機(jī)開挖，人工輔助清底。采用鋼模板單面立模，插入式振搗器振搗混凝土。導(dǎo)墻頂面做成水平，頂部高出地面不小于5cm，以防止地面的泥漿和水流到槽內(nèi)，污染槽內(nèi)泥漿。導(dǎo)墻模板拆模后，每隔1.5m設(shè)置一道木撐，防止變形。在導(dǎo)墻混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度前，為防止導(dǎo)墻受外力變形，禁止任何大型機(jī)械設(shè)備在旁邊通過。

3.2膨潤土泥漿護(hù)壁

（1）泥漿材料選擇

混凝土防滲墻護(hù)壁泥漿的性能應(yīng)符合SL174-96規(guī)范要求，如粘土泥漿性能指標(biāo)必須滿足密度1.1g/cm～1.2g/cm3、含砂量≤5%、穩(wěn)定性≤0.03；膨潤土泥漿性能指標(biāo)為：濃度＞4.5%、密度＜1.1g/cm3。本工程采用安徽滁州產(chǎn)二級鈣基膨潤土，以及少量的黏性土為輔助材料，必要時加適量的添加劑。配合比見表1。

（2）泥漿拌制

膨潤土泥漿制作選用3PNL型泥漿泵制漿，制漿過程中先往泥漿池加入清水，然后加入膨潤土及外加劑，攪拌時間不小于60s。新泥漿進(jìn)入膨化池以后，需經(jīng)24h水化膨脹，方能使用。泥漿必須經(jīng)過制漿池、沉淀池及儲存池三級處理。

（3）泥漿護(hù)壁

施工時，在槽孔內(nèi)注滿泥漿，使液面高于地下水位。由于泥漿比重較大，可以保證槽內(nèi)泥漿壓力大于地下水壓力，使泥漿滲入槽壁土體中，形成“泥皮”。泥漿所產(chǎn)生的側(cè)壓力通過泥皮作用在內(nèi)壁上，保持槽孔的穩(wěn)定。

3.3液壓抓斗機(jī)成槽

（1）成槽設(shè)備

根據(jù)水庫地層情況和墻體結(jié)構(gòu)型式，本工程采用抓取法成槽施工，設(shè)備型號定為德國寶峨GB34連續(xù)墻液壓抓斗機(jī)。

（2）槽段劃分及成槽方法

三灣水庫壩體混凝土防滲墻分兩期（即兩序）施工，每個一期槽槽段長7.2m，每個二期槽槽段長7.2m。每個一期槽槽段安裝2根混凝土澆筑導(dǎo)管和2根接頭管，二期槽安裝2根混凝土澆筑導(dǎo)管。兩導(dǎo)管的間距不大于4.0m，導(dǎo)管至槽端的距離不大于2.0m。根據(jù)以上要求，三灣水庫防滲墻共劃分182個槽段，其中一期槽90個，二期槽92個。

成槽方法采用地下連續(xù)墻液壓抓斗法，土層和巖層都用抓斗機(jī)。抓斗機(jī)沿導(dǎo)墻內(nèi)壁挖土，嚴(yán)格控制抓斗平面位置和垂直度，密切注意抓斗監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)X、Y軸偏差立即糾偏。挖至風(fēng)化巖石層面，墻底應(yīng)均深入巖1.0m。成孔時注意及時補(bǔ)充泥漿，保持導(dǎo)墻內(nèi)液面穩(wěn)定。經(jīng)終孔驗(yàn)收合格后，方可下導(dǎo)管進(jìn)行混凝土澆筑。

3.4置換泥漿清孔

成槽過程中，會有碎渣石沉積在槽孔底部，為了提高防滲墻底部承載力及抗?jié)B性能，需要對槽底進(jìn)行清理。先用液壓抓斗清除槽底渣石，檢查成槽情況，隨后用洗刷錘清刷一序槽段接頭，至不帶泥屑為止。清槽使用泵吸式反循環(huán)排渣，先將碎渣吸入泵管內(nèi)，最后從管口排出。清理槽孔過程中，應(yīng)不斷向槽內(nèi)輸入泥漿，保持漿液面高度。防止塌孔。清孔最終需要達(dá)到：沉渣厚度≤10cm，孔內(nèi)泥漿比重＜1.25g/cm3，黏度＜30s，含砂率＜10%。

3.5直升導(dǎo)管法澆筑混凝土

（1）混凝土拌和及運(yùn)輸

防滲墻混凝土采用商品混凝土，用混凝土罐車運(yùn)輸，用泵車送至槽口集料斗和導(dǎo)管內(nèi)，并派專人進(jìn)行計(jì)

量和控制。

圖1

表1　膨潤土泥漿配合比

（2）混凝土防滲墻澆筑

本工程防滲墻混凝土采用“直升導(dǎo)管法”進(jìn)行泥漿下澆筑。導(dǎo)管內(nèi)徑為25cm，導(dǎo)管需定期進(jìn)行承壓檢查。按照設(shè)計(jì)槽段的長度，每個單槽澆筑時設(shè)兩套導(dǎo)管。采用汽車吊下放和提升。澆筑時嚴(yán)格按照《水電水利工程混凝土防滲墻施工規(guī)范》（DL/5199-2004）中的規(guī)定，槽孔內(nèi)導(dǎo)管的間距不大于4.0m，導(dǎo)管中心距槽端的距離宜為1.0m～1.5m，開澆前，導(dǎo)管底口距槽底控制在15cm～25cm范圍內(nèi)，槽孔底部高低不平時，要先從低處澆起。

墻體澆筑嚴(yán)格執(zhí)行以下要點(diǎn)：澆筑時控制下料要均勻，導(dǎo)管埋入混凝土的深度不得小于1.0m，不宜大于6m；混凝土澆筑時，混凝土面上升速度不應(yīng)小于2m/h；槽孔內(nèi)混凝土面應(yīng)均勻上升，各處高差控制在0.5m以內(nèi)；至少每隔30min測量一次槽孔內(nèi)混凝土面深度，并及時填繪混凝土澆筑指示圖，在開澆和結(jié)尾時應(yīng)適當(dāng)增加測量次數(shù)；澆筑時槽孔口應(yīng)設(shè)置蓋板，避免混凝土散落槽孔內(nèi)；不符合質(zhì)量要求的混凝土嚴(yán)禁澆入槽孔內(nèi)；混凝土下料時不能過快或滿管澆筑，防止將空氣壓入導(dǎo)管內(nèi)；混凝土澆筑時，及時做好測量、觀察記錄，隨機(jī)在每一個單元槽段混凝土制作試件一組，每五個槽段分別制作抗?jié)B壓力及彈性模量試件各一組。

圖2抓斗成槽順序圖

（3）成槽質(zhì)量檢查

成槽后用“重錘法”檢查，測量槽孔的孔深、孔形、孔斜等參數(shù)。成槽后槽段應(yīng)符合：孔位偏差小于3cm；槽孔寬度不小于400mm；孔斜率不大于4‰。

3.6接頭管法連接一期二期槽段

（1）一、二期槽孔間混凝土套接處理，采用接頭管法，保證槽孔可靠連結(jié)。接頭管直徑Ф400mm，壁厚12mm，節(jié)長度3m～6m，2根接頭管下設(shè)在一期槽孔內(nèi)。

（2）接頭管法施工，混凝土的早期強(qiáng)度不宜過高；其表面平整光滑，管節(jié)之間的連接可靠。

（3）施工工藝：當(dāng)一期槽成槽驗(yàn)收合格后，在槽兩端下接頭管，砼澆筑后，根據(jù)控制時間與起拔力，吊車起拔接頭管。若接頭管固結(jié)，吊車無法拔出時，采用拔管器拔管。

3.7特殊情況處理

（1）導(dǎo)墻嚴(yán)重變形或底部坍塌

破壞部位應(yīng)重新修建導(dǎo)墻，改善槽內(nèi)泥漿性能。

（2）地基嚴(yán)重漏漿

應(yīng)迅速填入堵漏材料，必要時可回填孔槽。

（3）混凝土澆筑時出現(xiàn)質(zhì)量事故

鑿除已經(jīng)澆入孔內(nèi)的混凝土，重新澆筑，在需要處理的墻段上游側(cè)補(bǔ)貼一段新墻。

參考文獻(xiàn)

[1]DL/T5199-2004，水利水電工程混凝土防滲墻施工規(guī)范[S]．

[2]SL378-2007，水工建筑物地下開挖工程施工規(guī)范[S]．

[3]SL174-1996，水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范[S]．

中圖分類號：TV543

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