馬小龍 甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司助理工程師

在石板溝水庫實(shí)現(xiàn)塑性混凝土防滲墻施工技術(shù)廣泛應(yīng)用，需技術(shù)人員在把握好防滲墻工程基本狀況（地理、水文、土壤等）的基礎(chǔ)上做好施工準(zhǔn)備，并在遵循《水工混凝土施工規(guī)范》（DL/T 5144—2001）、《水電水利工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5200—2019）等標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的基礎(chǔ)上推進(jìn)施工動作。

1 工程概況

以甘肅省武威市天?？h石板溝水庫為例，探究其塑形混凝土防滲墻施工技術(shù)。該水庫屬河谷型帶狀水庫，地勢總體北高南低。山體海拔一般在2 900 ～3 100 m，相對高差100 ～300 m，山勢挺拔、陡峻。石板溝向由北向南穿行，河道順直，呈基本對稱的“U”字形，河谷底寬約150 ～350 m 不等，河床自然比降4%～6%。庫區(qū)地層巖性為三疊系上統(tǒng)延長群（T3yn）灰白色、灰綠色砂巖及灰黑色、黑褐色頁巖，第四系堆積物主要為砂礫石層（glpQ3）、含漂石砂礫卵石（alpQ4）、洪積碎石土（plQ34）及坡積碎石土（dlQ34）。

2 石板溝水庫塑性混凝土防滲墻施工技術(shù)應(yīng)用流程

2.1 施工準(zhǔn)備

①施工用電準(zhǔn)備。在搭設(shè)完用電設(shè)備與線路等設(shè)施后，計(jì)算其用電系統(tǒng)，確保其滿足防滲墻整體施工要求。②施工用水準(zhǔn)備。實(shí)地勘測，確保河道水質(zhì)滿足各個(gè)階段的施工所求，施工用水能從河道直接抽取。③施工道路準(zhǔn)備。在進(jìn)行槽孔式防滲墻施工時(shí)，確保已修好進(jìn)場與施工道路，使槽孔式防滲墻施工所需的機(jī)械設(shè)備能夠直接到達(dá)工作面。④試驗(yàn)準(zhǔn)備。先進(jìn)行泥漿與混凝土配合比與性能試驗(yàn)，并呈遞給監(jiān)理單位進(jìn)行審批。在防滲墻中心完成一系列的施工現(xiàn)場試驗(yàn)，獲取造孔→成槽→泥漿固壁→墻體混凝土澆筑資料與檢驗(yàn)，在審批之后，進(jìn)行正式的防滲墻施工[1]。

2.2 搭建施工平臺

混凝土防滲墻施工平臺由以下數(shù)個(gè)部分組成：混凝土運(yùn)輸澆筑設(shè)備、倒?jié){溝設(shè)備和沖擊鉆平臺。

①在鉆機(jī)施工側(cè)布置動力線路、水管、泥漿管道，另一側(cè)沿施工軸線布置砼澆筑設(shè)備。②按照項(xiàng)目整體施工特征以及各階段實(shí)際施工要求假設(shè)長寬分別為118 m、12 m 的施工平臺，便于后續(xù)施工，在建設(shè)平臺時(shí)需高出始河道1.5 m。③綜合建筑單位提供的基本數(shù)據(jù)與資料、水準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線、測量基準(zhǔn)點(diǎn)，按照固定流程測放施工控制網(wǎng)，得出測放結(jié)果之后呈送給監(jiān)理單位。④在開挖導(dǎo)墻前放出防滲墻中心線，在中心線兩側(cè)灑出填筑平臺線輪廓線，用挖掘機(jī)、裝載機(jī)整平、壓實(shí)建筑基礎(chǔ)。⑤在建設(shè)單位與監(jiān)理單位指定的黏土料場用自卸汽車取料修筑施工平臺，用履帶式挖掘機(jī)或者裝載機(jī)分層壓實(shí)[2]。

2.3 導(dǎo)墻施工

2.3.1 導(dǎo)墻施工原則

導(dǎo)墻是地下連續(xù)墻槽段沖擊鉆前沿墻面兩側(cè)構(gòu)筑的臨時(shí)性結(jié)構(gòu)物，但其在成槽作業(yè)時(shí)有著重要作用，比如承重、避免槽口坍塌、槽段定位、控制標(biāo)高和成槽導(dǎo)向等。除了需嚴(yán)格按照導(dǎo)墻設(shè)計(jì)圖紙推進(jìn)施工流程之外，還需關(guān)注施工經(jīng)濟(jì)型、安全性與質(zhì)量等，保障工程的順利實(shí)時(shí)。此外需貫徹“三檢制”，對土方工程重難點(diǎn)環(huán)節(jié)實(shí)施全面檢查與控制，在該道工序合格后開始下一道工序，而就抽測點(diǎn)來說，應(yīng)保持其整體施工進(jìn)度的適宜性，避免壓實(shí)面風(fēng)干時(shí)工期延誤[3]。

2.3.2 導(dǎo)墻施工要點(diǎn)

在進(jìn)行導(dǎo)墻施工時(shí)，按照該位置實(shí)際情況建設(shè)為“г”型，選擇C20 鋼筋砼進(jìn)行澆筑，其頂寬與高度為1.6 m、1.5 m；在進(jìn)行導(dǎo)墻施工時(shí)，禁止汽車吊、混凝土攪拌車等大型設(shè)備在導(dǎo)墻附近活動。

2.3.3 開挖導(dǎo)墻基槽

借助RTK 放出防滲墻中心線，兩側(cè)位置灑出導(dǎo)槽邊線，在邊線位置開挖基槽，高于設(shè)計(jì)底面30 cm 時(shí)，選擇水準(zhǔn)儀抄平，設(shè)水平樁，以此為基礎(chǔ)控制挖槽深度。在結(jié)束基槽開挖工程之后，檢查基槽寬度與深度，確保其滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，呈報(bào)相應(yīng)結(jié)果進(jìn)行審批，審批通過后進(jìn)入下一道工序[4]。

2.3.4 導(dǎo)墻澆筑

綜合整體要求，導(dǎo)槽位置綁扎鋼筋、澆筑混凝土。導(dǎo)墻澆筑時(shí)滿足以下技術(shù)指標(biāo)：平行于防滲墻中心線允許偏差為±1 cm，導(dǎo)墻頂面高程允許偏差為±1 cm，導(dǎo)墻頂面高程允許偏差為±0.5 cm，導(dǎo)墻間凈距各自允許偏差為±0.5 cm。

2.3.5 平臺修筑

平臺修筑包括混凝土運(yùn)輸平臺、倒?jié){溝、沖擊鉆施工平臺。在結(jié)束導(dǎo)墻施工后，綜合總體布置，鋪設(shè)13 ～22 cm 的碎石路面在鉆機(jī)施工側(cè)，以此來鋪設(shè)沖擊鉆軌道。另外一側(cè)澆筑倒?jié){溝與混凝土路面。

2.4 制備泥漿

2.4.1 泥漿選擇

防滲墻造孔施工時(shí)泥漿的主要用處時(shí)穩(wěn)定地層、支撐孔壁，冷卻鉆具、攜帶鉆渣、懸浮的作用，且泥漿具備較好的抗水泥污染能力、穩(wěn)定性、流變性能、物理性能。需綜合施工條件、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、造孔工藝等因素選擇適宜的泥漿土料。通常防滲墻施工選擇3 級膨潤土制漿，而一些重要工程或者地質(zhì)復(fù)雜工程多會選擇二級膨潤土制漿。泥漿配合比與性能指標(biāo)則需綜合泥漿用途、造孔方法、地層特性加以試驗(yàn)并選定[5]。

2.4.2 明確膨潤土漿液性能

膨潤土漿液性能按照《鉆井液用膨潤土》標(biāo)準(zhǔn)，需滿足表1 所示指標(biāo)。按照施工現(xiàn)場整體狀況明確泥漿池?cái)?shù)量與位置，單個(gè)泥漿池儲存漿量在150 m3左右。再進(jìn)行制備池、沉淀池分割，泥漿利用率雖然提高，但不會影響防滲墻整體性能。

表1 膨潤土泥漿性能指標(biāo)表

2.5 劃分槽段

按照設(shè)計(jì)方案與圖紙?zhí)峁┑牟鄱伍L度要求與槽段號對槽段實(shí)施槽段劃分，在導(dǎo)墻兩側(cè)用油漆在頂部標(biāo)記槽段號以及各個(gè)階段的槽段槽孔號，還需控制好槽段長度，縮減槽段間接頭數(shù)目以提升整體性，且受限于墻基地質(zhì)條件、成槽深度等，槽段不會太長。綜合槽壁穩(wěn)定性驗(yàn)算與以往槽段劃分經(jīng)驗(yàn)，本工程選擇將砼防滲墻劃分為一期槽與二期槽，長度皆為6 m。

2.6 防滲墻施工

2.6.1 成槽施工

①成槽選擇沖擊鉆施工，首先鉆出5 個(gè)主孔，再實(shí)施小墻劈裂，先一期槽、后二期槽；②為明確基巖面高程，可首先鑒定分析一期槽段樣品土壤，確保其滿足施工要求。槽段入巖深度、槽孔寬度分別為0.5 m 與80 cm，孔位中心與孔斜率偏差應(yīng)分別控制在±3%、0.4%；在造孔時(shí)，選擇膨潤土泥漿護(hù)壁，泥漿黏粒含量、塑性指數(shù)控制在55%、60%以內(nèi)，其他指標(biāo)滿足實(shí)驗(yàn)所需。定時(shí)攪動泥漿池內(nèi)泥漿，避免沉淀與結(jié)塊?？變?nèi)泥漿面低于導(dǎo)墻頂面30 ～50 cm[6]。

2.6.2 終孔驗(yàn)收與清孔換漿

結(jié)束槽段施工后，報(bào)與監(jiān)理工程師對槽段寬度與長度、孔斜、孔深、孔位等全面驗(yàn)收，合格之后清孔換漿，并在結(jié)束換漿1 h 達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn) ：①孔底淤積厚度控制在100 mm 以內(nèi)；②槽內(nèi)泥漿密度在1.15 g/cm3以內(nèi)，馬氏漏斗黏度控制在32 ～50 s，含砂量應(yīng)控制在6%。在結(jié)束二期槽孔清孔換漿前，刷洗接頭砼孔壁泥皮，清孔換漿4 h 后內(nèi)澆筑砼。

2.6.3 墻體連接

墻體連接選擇鉆鑿接頭孔法，在澆筑過一期槽孔，在混凝土初凝時(shí)，以沖擊鉆沖鑿槽孔兩端砼，且保持鉆鑿直徑能夠配搭槽寬，形成接頭孔，工藝簡單，利于施工安排。

2.6.4 墻體砼澆筑

（1）砼拌和與配比材料選擇。選擇砼強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行混凝土拌制，材料配比應(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：①水泥標(biāo)號超過32.5 R，中粗砂，含泥量、黏粒含量控制在3%、1.0%以內(nèi)；②粗骨料選擇礫石、天然卵石，最大骨料粒徑小于40 mm，含泥量小于1%，泥塊含量不大于0.5%；③澆注混凝土入孔擴(kuò)散度、坍落度分別在340 ～400 mm 與180 ～220 mm；坍落度保持150 mm 以上超過1 h，且初凝時(shí)間超過6 h，終凝時(shí)間控制在24 h 之內(nèi)，混凝土密度超過2 100 kg/m3；④混凝土膠凝材料用量超過350 kg/m3，控制水膠比在0.6 之內(nèi)；塑性混凝土水泥用量、膠凝材料總量應(yīng)不低于80 kg/m3、240 kg/m3，砂率超過45%；塑性混凝土選擇一級配骨料，如選擇二級配骨料，中石用量：小石用量不大于1；⑤彈性模量、滲透系數(shù)、抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)文件標(biāo)準(zhǔn)要求[7]。

（2）導(dǎo)管下設(shè)。控制導(dǎo)管內(nèi)徑在200 ～250 mm，選擇絲扣連接，并以橡膠密封圈對相連絲扣密封。槽孔澆筑選擇3 組導(dǎo)管，具體情況需滿足距孔端距、導(dǎo)管中心距要求。在槽底高差超過250 mm 時(shí)，置導(dǎo)管在控制范圍最低處，槽底、導(dǎo)管底口距離控制在150 ～250 mm。

（3）砼運(yùn)輸。綜合施工現(xiàn)場選擇適宜砼運(yùn)輸方式，一般會選擇砼攪拌運(yùn)輸車、砼輸送泵完成輸送工作，且在砼澆注時(shí)應(yīng)保持一定連續(xù)性，若是因其他不可抗因素而中斷，中斷時(shí)間不應(yīng)大于40 min。

（4）砼澆筑。選擇直升導(dǎo)管法實(shí)施泥漿下砼澆筑，澆筑前于導(dǎo)管內(nèi)部放入能夠漂浮的隔離塞球，注入些許水泥砂漿，控制注漿速度，不間斷地完成混凝土澆筑，擠出隔離塞球的同時(shí)埋住導(dǎo)管底端。澆筑時(shí)滿足如下標(biāo)準(zhǔn)：①導(dǎo)管埋入砼深度控制在1 m ≥h ≥6 m；②混凝土面上升速度超過2 m/h；③保持砼面均勻上升，每隔30 min 測一次面深度，保證砼面高差不超過500 mm；④澆筑砼時(shí)，設(shè)蓋板，避免混凝土散落槽孔內(nèi)；⑤避免混凝土將空氣壓入導(dǎo)管內(nèi)。

3 結(jié)語

通過對上述石板溝水庫項(xiàng)目防滲墻的施工技術(shù)分析探究可以看出，采取針對性的工藝技術(shù)以及優(yōu)良的作業(yè)方案，可以確保水庫防滲質(zhì)量的可靠性。