馮亦佳 翁月嬌

(長江水利委員會綜合管理中心， 湖北 武漢 430010)

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堤防深層防滲墻施工質(zhì)量控制要點
——湖北荊江大堤綜合整治工程監(jiān)利姚圻垴段深防滲墻

馮亦佳 翁月嬌

(長江水利委員會綜合管理中心， 湖北 武漢 430010)

水利水電工程混凝土防滲墻工程是工程建設(shè)中一項傳統(tǒng)工藝，應(yīng)用較廣，近年來隨著工藝水平的不斷提高，逐漸發(fā)展并延伸出深層防滲墻，進(jìn)一步擴大了防滲工程的應(yīng)用范圍。本文以湖北荊江大堤綜合整治工程為例，分析了深層防滲墻施工質(zhì)量監(jiān)督控制要點和效果，對深層防滲墻施工技術(shù)、施工措施進(jìn)行探討，為今后監(jiān)督類似工程提供思路。

堤防工程； 深層防滲墻； 質(zhì)量控制

1 工程簡介

2 工程特點與施工方案設(shè)計

2.1 工程特點分析

該工程為國家“十三五”期間部署的172項重大水利工程之一，工程工期緊、施工難度大。堤頂公路為監(jiān)利縣出城交通要道，施工干擾大。堤基土質(zhì)地層存在較厚的粉細(xì)砂層，防滲墻施工易發(fā)生塌孔。防滲墻本身設(shè)計深度較深，屬于深防滲墻，造墻施工時垂直度難以保證，下部墻體伸入基巖處易出現(xiàn)分叉，混凝土澆筑過程中易產(chǎn)生夾泥現(xiàn)象，影響墻體完整性。

2.2 工程施工方案

混凝土防滲墻設(shè)計提出利用“純抓法”成槽[1]，采取“二序孔”施工，分兩期進(jìn)行，7m為一孔，通過液壓抓斗先施工Ⅰ期槽孔，后施工Ⅱ期槽孔，接頭搭接采用“接頭管”法。在施工試驗段進(jìn)行生產(chǎn)性試驗時，該工藝成槽時發(fā)生大面積塌孔現(xiàn)象，后經(jīng)參建各方研究，并通過國內(nèi)基礎(chǔ)處理專家技術(shù)討論，將成槽工藝改為“鉆抓法”[2]，槽段的主孔(邊孔)成槽采用沖擊鉆施工，并回填黏土，起到擠密槽段和固壁的作用，副孔成槽采用液壓抓斗抓取。槽段劃分布置見圖1。

圖1 “鉆抓法”槽段劃分布置

2.3 施工程序

Ⅰ期孔施工程序：施工場地平整→導(dǎo)向槽、先導(dǎo)孔施工→水電道路、泥漿站、拌合站制安→沖擊鉆造主孔→抓斗抓副孔→清孔換漿、槽孔驗收→下設(shè)接頭管→下澆筑導(dǎo)管→澆筑混凝土→拔接頭管→結(jié)束，轉(zhuǎn)下一槽孔。

Ⅱ期孔施工程序：抓斗抓副孔→刷洗混凝土接頭→清孔換漿、槽孔驗收→下設(shè)接頭管→下澆筑導(dǎo)管→澆筑混凝土→拔接頭管→結(jié)束，轉(zhuǎn)下一槽孔。

2.4 施工機械

為確保工程按計劃進(jìn)行，投入了充足、性能良好的機械設(shè)備進(jìn)行施工。施工機械設(shè)備的名稱、數(shù)量及進(jìn)場時間見表1。

表1 投入的主要施工機械設(shè)備

2.5 施工技術(shù)要求

根據(jù)《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》(SL 174—2014)和《荊江大堤綜合整治工程施工技術(shù)要求》，工程施工中質(zhì)量應(yīng)滿足以下要求：墻體厚度0.6m；墻體深度為入巖不小于0.5m；防滲墻造孔孔位允許偏差不大于0.03m，孔斜率不大于0.4%；槽內(nèi)泥漿密度不大于1.15g/cm3，馬氏漏斗黏度32～50s，含砂率不大于4%；混凝土墻體材料，入孔坍落度為18～22cm，擴散度為34～40cm，坍落度保持在15cm以上時間應(yīng)不小于1h，初凝時間不小于6h，終凝時間不大于24h；混凝土的密度不小于2100kg/m3；塑性混凝土防滲墻體滲透系數(shù)k≤n×10-7cm/s(1≤n<10)，單軸抗壓強度為R28≥2～3MPa，允許坡降J允>80。

3 施工質(zhì)量控制要點

3.1 質(zhì)量監(jiān)督對施工質(zhì)量的一般性檢查重點

3.1.1 原材料質(zhì)量控制

塑性混凝土防滲墻原材料有水泥、砂石骨料、膨潤土和水。原材料在入場前對其指標(biāo)進(jìn)行控制，對廠家提供的出廠合格證及檢驗報告進(jìn)行嚴(yán)格檢查，并通過取樣檢驗合格后方能入場。混凝土墻體材料在投入使用前，委托有資質(zhì)的檢測單位進(jìn)行混凝土配合比試驗，保證墻體材料各項性能指標(biāo)符合施工技術(shù)要求。

3.1.2 工序過程質(zhì)量控制

各工序質(zhì)量檢查實行班組初檢、施工隊復(fù)檢、項目部終檢的“三檢制”。質(zhì)量監(jiān)督單位重點對施工現(xiàn)場原始記錄、質(zhì)檢員終檢情況和監(jiān)理單位旁站記錄進(jìn)行檢查。工序質(zhì)量控制的主要檢查項目和內(nèi)容見表2。

表2 各工序重點質(zhì)量檢查項目和內(nèi)容

3.2 深層防滲墻質(zhì)量控制重點

姚圻垴堤段深層防滲墻隱蔽工程施工時，存在墻體薄、墻體較深、原堤土質(zhì)較差等諸多特點。質(zhì)量檢測手段一般限于對其混凝土試塊抗壓、抗?jié)B指標(biāo)進(jìn)行檢測分析，并輔以實體注水試驗分析墻體滲透性。而針對這類深層防滲墻而言，目前對其下部墻體的滲透性和強度檢測存在技術(shù)難題，因此，這類深層防滲墻施工只能通過更加嚴(yán)格的工序質(zhì)量和施工過程質(zhì)量控制，才能保證墻體質(zhì)量。

質(zhì)量監(jiān)督工作開展時，除按照前文所提到的一般性質(zhì)量控制方法外，應(yīng)結(jié)合深層防滲墻造孔成槽、清孔換漿、混凝土澆筑三道工序依據(jù)深層混凝土防滲墻施工的特點進(jìn)行控制。

3.2.1 造孔成槽質(zhì)量控制重點

a.工序特點。造孔成槽施工，采用的是沖擊鉆機和液壓抓斗相結(jié)合的“鉆抓法”工藝。目前使用的液壓抓斗造孔(副孔)要求自帶自動化的測深、測斜裝置，能保證垂直度指標(biāo)要求。但沖擊鉆機造孔(主孔)時，沖擊鉆頭不受機械本身約束，鉆槽和液壓抓斗抓出的槽段間易出現(xiàn)分叉，無相應(yīng)的控制孔斜率裝置，孔斜率難以控制。

b.質(zhì)量監(jiān)督重點。 對沖擊鉆形成的鉆槽(主孔)應(yīng)要求在造孔過程中每間隔5～10m深度使用重錘法測量孔斜率，保證在孔位不偏斜情況下施工，當(dāng)孔斜率發(fā)生較大變化時對沖擊鉆機進(jìn)行糾偏，主孔孔位形成后布設(shè)測斜儀進(jìn)一步復(fù)核垂直度，若測斜結(jié)果不滿足要求應(yīng)在孔內(nèi)充填黏土重新造孔。

3.2.2 清孔換漿質(zhì)量控制重點

a.工序特點。該工程地層復(fù)雜、槽孔深，并且深層防滲墻所需的固壁泥漿用量較一般防滲墻更大，在施工過程中需選擇適宜的固壁泥漿材料，嚴(yán)格控制泥漿配合比。深槽段清孔是為了保證泥漿的質(zhì)量，清孔方法采取先用抓斗抓取底部淤積，再用“氣舉反循環(huán)法”進(jìn)行泥漿凈化。“氣舉反循環(huán)法”是借助空壓機輸出的高壓風(fēng)進(jìn)入排渣管經(jīng)混合器將液氣混合，利用排渣管內(nèi)外的密度差及氣壓來升揚排出泥漿并攜帶出孔底的沉渣，見圖2[3]。

圖2 氣舉反循環(huán)法示意圖

b.質(zhì)量監(jiān)督重點。在主、副槽孔內(nèi)不斷提升排渣管，反復(fù)清孔，采用吊錘測量槽底淤積厚度不大于10cm。將槽底含砂量較高的泥漿經(jīng)泥漿凈化機進(jìn)行處理后返回槽孔，直到凈化機的出渣口不再明顯篩分出砂粒且泥漿指標(biāo)符合技術(shù)要求為止。

3.2.3 混凝土澆筑質(zhì)量控制重點

a.工序特點。防滲墻澆筑時采用直升導(dǎo)管法澆筑(見圖3)，深墻需要下設(shè)澆筑導(dǎo)管較深，給施工造成很多難題，一方面要避免澆筑時發(fā)生堵塞，另一方面要保證第一倉混凝土不發(fā)生離析并能擠出隔離塞球。

該工程墻段接頭采用了“接頭管”法施工，由于接頭管本身直徑與墻體寬度(接頭孔)存在偏差，槽底清孔時存在部分淤積，會影響接頭管整體的鉛直度，使接頭管發(fā)生傾斜，最終混凝土澆筑后下部出現(xiàn)滲透縫隙。

b.質(zhì)量監(jiān)督重點。嚴(yán)格控制混凝土配合比，保證和易性，在澆筑第一倉混凝土?xí)r，通過測量下設(shè)導(dǎo)管距槽孔底的距離和槽底墻體寬度值，計算填至導(dǎo)管下沿時所需的混凝土方量，使第一倉混凝土澆筑時達(dá)到該方量，保證第一倉混凝土澆筑時的連續(xù)性，以掩埋導(dǎo)管底端時擠出塞球，保證下部墻體連續(xù)。

圖3 直升導(dǎo)管法澆筑

在接頭孔形成后通過重錘法和測斜儀量測孔斜率，下管時及時糾偏，使接頭管垂直落位，保證后續(xù)墻體成墻連續(xù)性。

4 施工質(zhì)量監(jiān)督控制效果

墻體澆筑完成后，選取生產(chǎn)性試驗段三個連續(xù)槽段(共計21m)以及施工過程中任意兩個連續(xù)槽段(共計14m)，檢查其墻體垂直度、泥漿指標(biāo)、墻體連續(xù)性以及抗?jié)B指標(biāo)。

4.1 墻體垂直度

墻體垂直度時主要通過分析攻擊鉆生成的三個主孔的測斜情況，副孔主要通過液壓抓斗的自動化測斜裝置進(jìn)行控制(見表3)。

表3 孔斜率測斜記錄(垂直墻身方向)

4.2 泥漿濃度

泥漿濃度通過對每一槽孔清孔換漿后的泥漿進(jìn)行二次測量，分別測量泥漿密度、泥漿黏度和泥漿含砂量3項指標(biāo)(見表4)。

表4 泥漿指標(biāo)檢查記錄

4.3 墻體連續(xù)性

墻體連續(xù)性和完整性主要通過聲波透射法測量部分墻體接頭質(zhì)量以及通過注水試驗測量部分墻體滲透系數(shù)，并輔以部分上部墻體開挖檢查情況進(jìn)行綜合評價(見表5、表6及圖4)。

表5 聲波透射法接頭質(zhì)量完整性檢測結(jié)果記錄

表6 現(xiàn)場注水試驗結(jié)果記錄表

圖4 生產(chǎn)性試驗段和兩個連續(xù)槽孔開挖檢查情況

5 結(jié) 論

防滲墻屬于隱蔽工程，一旦出現(xiàn)任何質(zhì)量問題，很難補救，因此，防滲墻施工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)高，施工質(zhì)量要求十分嚴(yán)格。尤其是地層粉細(xì)砂層極厚、設(shè)計深度極深等深防滲墻，必須嚴(yán)格監(jiān)督控制其施工過程質(zhì)量，才能保證工程整體質(zhì)量。

質(zhì)量監(jiān)督代表政府對工程整體質(zhì)量進(jìn)行強制性監(jiān)督管理，是工程能否順利驗收的關(guān)鍵。本文涉及的深防滲墻施工建設(shè)，關(guān)系到荊江大堤總體安全以及周圍大量人口與耕地的防洪安全，在其建設(shè)過程中，對墻體垂直度、泥漿指標(biāo)、墻體連續(xù)性等方面進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，對于深層防滲墻質(zhì)量保證十分重要，有助于提升整體施工控制質(zhì)量。

在姚圻垴堤段深層防滲墻的施工后，參建各方結(jié)合國家相關(guān)法規(guī)、規(guī)程規(guī)范和設(shè)計要求，對其各項指標(biāo)進(jìn)行了檢測以及效果綜合評價，均達(dá)到了設(shè)計要求。

[1] 蔣振中.薄型抓斗防滲墻施工技術(shù)[J].人民長江，2002，33(8)：42-44.

[2] SL 174—2014水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社,2014.

[3] 王滿興，王造根，李學(xué)躍.深層攪拌樁防滲墻在長江堤防工程中的應(yīng)用[J].人民長江，2002，33(8)：40-41.

The keys of levee deep cut-off wall construction quality control:The deep cut-off wall of Jianli Yaoqinao section in Hubei Jingjiang Levee Comprehensive Improvement Project

FENG Yijia, WENG Yuejiao

(General Management Center of Changjiang Water Resources Commission of The Ministry of Water Resoures,Wuhan430010,China)

Water conservancy and hydropower engineering concrete cut-off wall project is a traditional process in project construction with wider application. Deep cut-off wall is gradually developed and extended with the constant improvement of process level in recent years, thereby further expanding the application scope of anti-seepage project. In the paper, Jianli Yaoqinao section in Hubei Jingjiang Levee Comprehensive Improvement Project is adopted as an example for analyzing keys and effect in deep cut-off wall construction quality supervision and control. Deep cut-off wall construction technology and construction measures are discussed, thereby providing ideas for supervising similar projects in the future.

levee project; deep cut-off wall; quality control

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.12.017

TV871

A

1005-4774(2016)12- 0064- 06