潘才發(fā)

(福建省水利水電工程局有限公司， 福建 泉州　362000)

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低彈?；炷练罎B墻施工技術(shù)探討

潘才發(fā)

(福建省水利水電工程局有限公司， 福建 泉州362000)

水利工程加固施工中，低彈?；炷练罎B墻的運(yùn)用日益廣泛。本文以實(shí)際工程為例，對(duì)水庫(kù)加固工程中低彈?；炷练罎B墻的施工技術(shù)進(jìn)行分析探討，并對(duì)低彈?；炷练罎B墻的材料、機(jī)械要求、工藝流程、施工操作、施工監(jiān)測(cè)和質(zhì)量控制等進(jìn)行闡述，以期為類似工程提供參考。

低彈?；炷?； 防滲墻； 沉槽； 清孔； 澆筑

1　工程介紹

后井水庫(kù)位于漳浦縣杜潯鎮(zhèn)過(guò)洋村，所在河流為鹿溪支流的龍?zhí)断?，主河道長(zhǎng)9.4km，總庫(kù)容2188.14萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)灌溉面積3.4萬(wàn)畝，有效灌溉面積2.3萬(wàn)畝。該水庫(kù)為中型水庫(kù)，屬Ⅲ等工程，大壩等主要永久性建筑物級(jí)別為三級(jí)。大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高28.1m，壩頂長(zhǎng)287m，壩頂寬度5.2m，壩頂高程64.00m。

大壩采用低彈?；炷练罎B墻結(jié)合帷幕灌漿防滲，低彈?；炷练罎B墻全長(zhǎng)337m，從左岸延伸至右岸，樁號(hào)0-050～0+287，墻體厚0.6m。防滲墻墻頂高程：左壩肩防滲墻墻頂高程62.50m；大壩壩體防滲墻布置在上游側(cè)擋土墻(防浪墻)下，墻頂高程61.50m。防滲墻底部嵌入基巖的深度：左壩肩及左岸壩段，樁號(hào)0-050～0+061.9，深入到強(qiáng)風(fēng)化巖底板；河床段壩基強(qiáng)風(fēng)化巖深度小于3m時(shí)，樁號(hào)0+061.9～0+169.4，深入弱風(fēng)化巖0.5m；右岸壩段強(qiáng)風(fēng)化巖深度大于3m時(shí)，樁號(hào)0+169.4～0+287，深入強(qiáng)風(fēng)化巖3m。最大的防滲墻高度為26.05m。

2　工作原理與特征

在水利水電工程中，通常將混凝土防滲墻的厚度定為60～100cm，比較單薄。因?yàn)榛炷练罎B墻深埋在地基中，要求墻底嵌入到基巖或不透水層中一定深度，防滲墻的頂部要與壩體防滲設(shè)施連結(jié)在一起，墻后地基承擔(dān)了全部水平荷載，與彈性地基上的薄板相似，與一般起承重或擋土作用的地下連續(xù)墻相比，其工作條件不同，所以采用墻體材料的標(biāo)準(zhǔn)也有差別。隨著施工技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，高強(qiáng)混凝土和低強(qiáng)度低彈模高抗?jié)B混凝土這兩類混凝土?xí)蔀橹饕姆罎B墻墻體材料。由于低彈?；炷练罎B墻與普通混凝土防滲墻相比彈性模量較低，適應(yīng)不均勻受力及變形的能力較強(qiáng)，能夠很好地改善墻體的應(yīng)力狀態(tài)，因此在進(jìn)行除險(xiǎn)加固和覆蓋層基礎(chǔ)上的混凝土面板堆石壩工程中，可以節(jié)省大量的投資成本，同時(shí)低彈模混凝土防滲墻施工具有工期短、工作面狹窄等特點(diǎn)。

3　施工材料與機(jī)械

塑性混凝土屬于混合性材料，主要是將水泥、水、黏土、膨潤(rùn)土、石子、沙等原材料攪拌在一起，進(jìn)行漿體澆筑凝結(jié)后形成的。選擇組成材料時(shí)，通常要滿足以下要求:?選擇32.5級(jí)的復(fù)合硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥作為組成材料，此外粉煤灰硅酸鹽水泥也可是備選對(duì)象；?石英含量較高、顆粒飽滿、具有平滑篩分曲線的河沙可作為細(xì)骨料(沙)的選用對(duì)象，人工沙也可選擇，細(xì)度模數(shù)在2.4～2.8之間；?粗骨料(石子)的粒徑要從大到小連續(xù)排列，但最大的粒徑應(yīng)小于40mm[1]，條件允許的情況下，最好選擇最大粒徑在20～31.5mm間的一級(jí)骨料，用二級(jí)配骨料時(shí)，小石與中石的比例需大于4∶6，應(yīng)該選擇有機(jī)鈉基膨潤(rùn)土，黏土的黏粒含量大于50%；?成槽使用液壓抓斗的方式進(jìn)行施工，為了保證成槽的垂直度，在成槽機(jī)械上設(shè)有隨機(jī)檢測(cè)糾偏裝備。

4　主要施工工藝

4.1混凝土防滲墻施工工藝流程

混凝土防滲墻施工工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1　混凝土防滲墻施工工藝流程

4.2劃分槽段與成槽工藝

防滲墻施工分一期槽和二期槽兩個(gè)階段。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求，成槽工藝采用“兩鉆一挖法”[2]。根據(jù)設(shè)計(jì)劃分槽段，對(duì)比設(shè)計(jì)深度與實(shí)際深度。一期槽、二期槽的確定以地層情況、墻深度、成槽方法和澆筑強(qiáng)度為依據(jù)，確定為6.0m。

施工時(shí)，分兩期開展挖槽、澆筑混凝土工作，施工方法是跳孔法，即先對(duì)一期槽孔進(jìn)行造孔和混凝土澆筑操作，一期完成后再對(duì)二期進(jìn)行同樣的操作。

為使墻段的連接質(zhì)量得到保障，采用“接頭管法”進(jìn)行墻段連接施工。即在一期槽孔澆筑前，于槽兩端下設(shè)鋼管，待混凝土初凝后，按一定速度將其拔起，形成接頭孔。二期槽孔澆筑混凝土?xí)r，接頭孔靠近一期槽孔的側(cè)壁形成圓弧形接頭，墻段形成有效連結(jié)，見(jiàn)圖2。

圖2　低彈?；炷练罎B墻平面圖 (單位：mm)

4.3成槽的工藝技術(shù)

分段進(jìn)行防滲墻施工操作。以地層特點(diǎn)為依據(jù)，確保防滲墻成槽施工的方法為“兩鉆一抓”法，用沖擊鉆機(jī)鉆鑿主孔，鑒定完終孔后，兩個(gè)主孔之間的副孔用液壓抓斗(沉槽機(jī))抓取，再將其移動(dòng)到巖石頂面，根據(jù)規(guī)定的孔深用沖擊鉆機(jī)鑿除巖石部分。槽孔的施工主要分兩期，完成一期槽孔的施工后再進(jìn)行二期槽孔的施工。在同一個(gè)槽孔中，主孔要用沖擊鉆機(jī)進(jìn)行施工，鉆到終孔規(guī)定的深度后，驗(yàn)收單孔孔形，孔位出現(xiàn)的偏差應(yīng)小于3cm，孔斜率應(yīng)小于0.4%。驗(yàn)收合格后，副孔采用抓斗抓挖，在抓斗不方便操作的卵石層地方，副孔要用沖擊鉆機(jī)進(jìn)行鉆劈。主孔應(yīng)避免在進(jìn)行抓斗造孔時(shí)出現(xiàn)偏斜情況[3]。兩鉆一抓的主、副孔劃分和成槽工藝見(jiàn)圖3。保證副孔長(zhǎng)度不大于抓斗的最大開度，通常規(guī)定其要小于抓斗最大開度的2/3，否則抓取較困難，易出現(xiàn)漏抓的情況。如果地層是黏土或沙土層，為提高主孔鉆進(jìn)的效率，要選用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)操作。

1—用沖擊鉆機(jī)鉆鑿的主孔；2—副孔，用抓斗挖掘；3—抓斗圖3　鉆抓法成槽工藝

4.4泥漿護(hù)壁功能

固壁采用優(yōu)質(zhì)的膨潤(rùn)土泥漿。固定式泥漿攪拌站應(yīng)建立在大壩下游，可以進(jìn)行集中制漿，制漿站設(shè)置ZJ-400型的高速攪拌機(jī)和儲(chǔ)漿池(容積為6.0m×4.0m×2m)；用2PN、3PN泥漿泵將儲(chǔ)漿池內(nèi)的泥漿送到施工槽內(nèi)。進(jìn)行澆筑混凝土操作時(shí)，回收孔內(nèi)泥漿需要采用插入式泥漿泵。

4.5清孔換漿工作

造孔工作完成后，應(yīng)全面檢查造孔質(zhì)量。各項(xiàng)檢查均符合要求后，才可以清孔換漿。該工程用掏撈法進(jìn)行清孔換漿。掏撈換漿時(shí)用撈沙桶反復(fù)清理各個(gè)單孔，直到孔底淤積厚度符合標(biāo)準(zhǔn)之后再停止。完成清孔換漿工作1h后再次檢查，需要符合下列清孔標(biāo)準(zhǔn)：

a.孔底淤積的厚度小于10cm。

b.如果使用黏土泥漿，孔內(nèi)泥漿的密度保持小于1.30g/m3，黏度應(yīng)小于30s，含砂量應(yīng)小于10%。

c.二期槽孔清孔換漿工作完成前，接頭混凝土孔壁上的泥皮需清理干凈。用鋼絲刷子鉆頭分段刷洗，直到刷子鉆頭上沒(méi)有泥屑，孔底淤積沒(méi)有增加為止，完成清孔工作后，在4h內(nèi)開始澆筑混凝土。

4.6澆筑泥漿下混凝土

混凝土澆筑是關(guān)鍵工序。當(dāng)檢驗(yàn)成槽清孔符合要求后，進(jìn)行槽孔混凝土灌注工作，澆筑方法使用直升導(dǎo)管法，連續(xù)澆筑，不能出現(xiàn)中斷。依據(jù)槽孔的具體長(zhǎng)度，在每個(gè)槽孔處設(shè)置2 ～3根導(dǎo)管，可以保證混凝土面的均勻升高，導(dǎo)管與孔端的距離大約為1m，用相同的距離分布導(dǎo)管[4]。進(jìn)行混凝土澆筑工作前，將可浮起的隔離塞球放在導(dǎo)管內(nèi)，為了保證施工質(zhì)量，開澆時(shí)將適量的水泥砂漿注入其中，然后再注入足夠的混凝土，若球浮出漿面就可以進(jìn)行回收工作，管底口被混凝土全部包住后，繼續(xù)進(jìn)行混凝土的澆筑作業(yè)。

4.7墻段連接工作

用騎縫孔進(jìn)行防滲墻槽段的連接，孔徑和孔深分別為21.9cm和8m，只有完成墻身混凝土澆筑工作28d后，才能進(jìn)行騎縫孔處理工作。回填騎縫孔之前需要先洗孔，將C15細(xì)骨料膨脹混凝土回填到孔內(nèi)，保證回填的密實(shí)度。

5　施工后全面檢查質(zhì)量

與常規(guī)混凝土防滲墻一樣，塑性混凝土防滲墻也需要檢查檢測(cè)混凝土的質(zhì)量和墻體質(zhì)量，但它們采用的檢查方法不同。因?yàn)樗苄曰炷恋膹?qiáng)度不高，鉆孔取芯的方法不適用于從混凝土上取芯，只能在混凝土澆筑時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)取得成型試件，防滲墻的實(shí)際性能指標(biāo)被試件的試驗(yàn)結(jié)果所取代[5]。檢査混凝土防滲墻成墻質(zhì)量時(shí)，鉆孔取芯法、超聲波法和地震透射層析成像(CT)法、注水試驗(yàn)法是最常用的方法。無(wú)損檢測(cè)方法是檢查塑性混凝土的最佳方法，包括超聲波、地震透射層析成像(CT)法等，防滲墻的連續(xù)性、接頭孔的連接質(zhì)量都可以用這些方法檢測(cè)。

6　結(jié)　論

綜上所述，低彈模混凝土防滲墻施工具有施工成本低廉、和易性良好、質(zhì)量穩(wěn)定、耐久性佳等優(yōu)點(diǎn)[6]。本文以實(shí)際工程為例對(duì)低彈?；炷练罎B墻的施工技術(shù)進(jìn)行了探討，工程施工后效果良好，可以達(dá)到混凝土的抗?jié)B要求。

[1]關(guān)志誠(chéng).土石壩基礎(chǔ)混凝土防滲墻關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)選擇[J].水利水電技術(shù),2009(5):31-34.

[2]李金玉，曹建國(guó).水工混凝土耐久性的研究和應(yīng)用[M].北京:中國(guó)電力出版社，2004.

[3]黃榮衛(wèi).低彈?；炷练罎B墻在土石壩工程中的應(yīng)用[J].大壩與安全，2006(3):50-52.

[4]蔚高洋.低彈?；炷练罎B墻在某土石壩加固中的應(yīng)用[J].浙江水利科技，2006(2):37-39.

[5]涂葵陽(yáng),盛麗娟.塑性混凝土防滲墻技術(shù)在福山水庫(kù)大壩除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用[J].水利建設(shè)與管理,2006(1):56-57.

[6]夏建軍,劉承.對(duì)水能資源管理的若干認(rèn)識(shí)[J].中國(guó)水能及電氣化,2007(11)：16-20.

Discussion of low elastic modulus concrete cut-off wall construction technology

PAN Caifa

(FujianWaterConservancyandWaterPowerEngineeringBureauCo.,Ltd.,Quanzhou362000,China)

Low elastic modulus concrete cut-off wall is used more and more widely in the reinforcement construction of water conservancy projects. In the paper, actual project is adopted as an example. Construction technology of low elastic modulus concrete cut-off wall in reservoir reinforcement project is analyzed and discussed. Low elastic modulus concrete cut-off wall material, mechanical requirements, technological process, construction operation, construction monitoring, quality control, etc. are expounded so as to provide reference for similar projects.

low elastic modulus concrete; cut-off wall; sediment tank; hole cleaning; casting

10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.01.003

TV543

B

1005-4774(2016)01-0005-03