水利工程中混凝土防渗墙施工及质量控制措施

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　　 摘要：结合某水库工程，介绍了低弹模砼防渗墙施工技术在坝体加固处理中的应用，并介绍了防渗墙施工工艺以及施工质量控制措施。文章对于同类工程的施工具有较强的现实指导意义。
　　关键词：水利工程、防渗墙、施工质量
　　
　　1 工程概况
　　 凤凰水库位于北苑街道万村北面，坝址距万村约1km。属钱塘江流域义乌江水系。凤凰水库大坝坝型为均质坝，大坝长125米，最大坝高22.40m。水库集雨面积F=0.45km2，主流长度1.00km，总库容26.80万m3，正常库容21.40万m3，正常水位129.50m。经复核，凤凰水库为二类坝，主要问题在于坝体存在渗漏。经过专家研究决定，对原坝体增设低弹模砼防渗墙进行加固处理。
　　2 原坝体增设低弹模砼防渗墙加固方案
　　 该加固方案施工前挖除高程129.50m以上多为碎石填筑的坝体作一施工平台，再进行砼防渗墙施工。砼防渗墙施工平台设在高程129.50m位置，防渗墙轴线沿新坝轴线向水库上游偏移1.6m，防渗墙打穿坝体嵌入弱风化基岩1.0m，防渗墙左右两岸设混凝土岸墙与坝基紧密连接，形成封闭的防渗系统。
　　 因防渗墙位于原坝体内，如采用常规砼，墙体弹性模量较高，在水荷载的作用下将出现较大的变形及应力集中现象，产生的拉应力有可能使墙体产生裂缝，进而影响防渗效果。所以，墙体宜采用低弹模混凝土，使之具有较低的弹性模量以适应不均匀受力及相应的变形。槽孔式砼防渗墙是利用专门的造孔机械以泥浆固壁法造孔，然后进行泥浆下浇筑砼，并使其成为直立连续的砼防渗墙。主要方案是：防渗墙轴线布置于坝轴线上游侧，槽孔钻进采用反循环回转式钻或冲击钻造孔，用泥浆固壁、抽筒出渣的办法；砼防渗墙厚度为0.8m，砼防渗墙浇筑采用导管法，在槽孔中充满泥浆的情况下浇筑。
　　3 低弹模砼防渗墙的施工
　　3.1单元槽段的划分
　　 根据本工程的特点，考虑地质条件、墙体深度、施工方法等诸多因素，防渗墙槽段长度按6.6m～8.0m划分。按照不同的施工工艺进行划分，钻劈法槽段长6.8m，三钻两抓法槽段长8.0m，施工前期共划分为17个槽段，其中钻劈法槽段9段、三钻两抓法槽段7段。合拢段布置在左侧防渗墙槽深较浅、地质条件较好、槽底坡度不大的II序槽段。
　　3.2槽孔建造施工工艺及方法
　　2.2.1 造孔机械的选择
　　 本工程采用26台（CZ-22、CZ-30型）冲击式钻机和1台H-125型液压抓斗造孔，造孔工艺主要选择钻劈法、三钻二抓法及上抓下钻法。
　　2.2.2 孔位控制
　　 在槽段的上下游两侧的槽板梁上口顶面，设置单孔中心点，并标明单孔的孔号和孔位，在施工槽段两侧的上游侧，设立防渗墙轴线临时基准桩，用以检查各孔孔位。
　　2.2.3 冲击钻机造孔工艺
　　 选用1.3～2.5吨十字冲击钻头造孔，为保证墙身不小于80cm厚，施工中及时对钻头进行修补，主副孔的钻进，主要依靠钻头的冲击切削作用成孔，对于主、副孔之间小隔墙劈打，将钻机移到小墙中心才能进行，劈打时适当控制冲程，做到轻打稳打。打副孔时应在主孔内放入接渣笼，将劈打下来的砂石泥块，用卷扬机吊出槽孔外。
　　 在基岩中造孔时，根据岩石的风化程度，采用不同的造孔方法，遇风化较破碎岩石用“轻打啃取”法，遇较坚硬岩石，则用“重打冲击”法。
　　3.3泥浆置换及清孔
　　 造孔结束后，对槽孔的孔斜、孔深、嵌岩深度、小墙质量进行全面检查，经检查合格后，进行清孔换浆。本工程清孔换浆选用抽筒式清孔。
　　 二期槽孔清孔换浆结束前，清除接头砼孔壁上的泥皮。用钢丝刷子钻头进行分段刷洗，刷洗的合格标准是：刷子钻头上基本不带泥屑，孔底淤积不再增加。
　　 清孔合格后，4h内开浇砼。清孔验收抽样泥浆（距孔底1.0m取样）密度≤1.2g/cm3，含砂量≤10%，粘度≤30s。
　　3.4 墙体浇筑工艺
　　3.4.1导管
　　 水下砼浇筑采用“直升导管法”，导管内径为Φ230mm，壁厚4mm，导管布置间距可根据实际情况，按规范要求进行，导管组装后，进行密闭承压试验，提升导管采用16T汽车吊机作业或抓斗机提升作业。
　　3.4.2 低弹模砼的施工
　　 考虑到浇筑强度比较大，布置两套拌和系统，每套系统采用2台搅拌机拌和砼，1辆装载机装料，经HPD1200II型砼电子配料机自动称量进料，电子计量器具由金华市计量局到工地进行计量率定后使用，确保称量准确。拌制砼施工中对袋装膨润土的质量进行检查，不要受潮结块，不要与水同时掺加，将水泥、膨润土和砂石等搅拌均匀后再加水搅拌，使拌和质量均匀，防止膨润土结块和粘搅拌机。
　　3.4.3砼的运输和浇筑强度
　　 砼从搅拌站出料后，用HBT80A拖式砼泵，直接输送到施工平台的储料斗里，通过储料斗的卸料槽流入导管漏斗，砼浇筑强度以槽段内砼面上升速度不小于2m/h为宜，砼面高差不大于50cm，砼终浇高程高于设计高程50cm。
　　3.4.4 低弹模砼质量控制
　　 砼原材料质量：粗骨料采用碎石，骨料中粘土和其他杂质含量低于2%，超径含量不大于5%，逊径含量不大于10%；各种材料的配料偏差，水泥、掺和料、水为±1%，砂、石为±2%。
　　 出机口砼坍落度控制在20～22cm，扩散度控制在34～40cm，坍落度保持15cm以上的时间应不小于1h；每个槽段每20m（或混凝土浇筑一个台班）做抗压、渗透各一组，弹模试块1个槽段一组，水力坡降试块共做4组。
　　3.4.5 墙段连接
　　 根据以往砼防渗墙施工经验，经综合比较认为，本工程墙段连接采用套打法连接，更易保证接头质量。该接头方法工艺简单，不需专门的设备，形成的接缝可靠，适用于冲击钻机和墙体材料为低强度砼（本工程墙体材料为低弹模砼）的条件。
　　 砼接头孔套打一般在一期槽段砼浇筑完毕24～36小时后进行，在其两端主孔位置用冲击钻再套打一整钻，因砼强度较低，钻进不太困难，故操作中要勤放钢绳，勤抽砂，并经常检查造孔质量。
　　4 防渗墙施工质量控制措施
　　4.1 成墙质量控制
　　 施工中随时对造孔的孔形及孔斜质量及进行检查，尤其是在二期槽的砼接头钻孔时，放慢钻进速度，“勤测慢放”，发现孔斜较大时，应及时纠偏，以避免因孔斜过大造成墙体底部不连续。主副孔钻孔结束后，采用压钻法，凿除两孔间残留的小墙、半牙等。
　　4.2 弱风化面鉴定质量控制
　　 ①强风化层取一组岩样，弱风化层取三组岩样留存（弱风化面取一组，终孔取一组，两个岩样之间取一组）。弱风化面要由质检、地质、监理确定。主要槽段以地质确定为主，次要槽段以监理确定为主。
　　 ②副孔取一组岩样留存，取样位置为终孔位置。
　　 ③每个岩样要求不少于1.0kg。
　　 ④每袋岩样应标明位置（桩号、槽号、孔号、取样深度、编号、岩样名称、取样人、鉴定人、取样单位和时间。
　　4.3 清孔质量
　　 采用优质粘土制备固壁泥浆，尽可能地排除浆液中的细砂颗粒。对二期槽的接头孔采用专用的刷子进行刷洗，每次刷洗段长不大于10m，刷洗的搭接长度不小于2m。每个接头孔刷洗时，质检人员必须现场监督，并做好记录，并签字确认。
　　4.4 混凝土浇筑质量
　　 ①按要求进行各种原材料的检验，修建满足要求的砼自动拌和站，保证配料准确，配置足够排量的砼泵送设备，确保浇筑的上升速度。
　　 ②浇筑前，对拟用的导管进行密封压水，检查导管是否漏水，防止导管在浇筑过程中发生漏浆、混浆现象。
　　 ③砼浇筑过程中，严格控制砼面的高差。每2小时测量一次机口砼的坍落度和扩散度，及时对不合格的配比进行调整；每半小时测量一次砼面深度（开浇及终浇时应适当缩短测量间隔时间），指导导管的拆卸；每个槽段每20m取样分别做28天强度、渗透试验，每1个槽段做一组弹模试验。
　　 ⑤终浇高程确保高于设计高程0.5m以上。
　　5 总结
　　 1)在混凝土防渗墙施工中, 通过对导墙的合理面设, 并采取合适的造孔机械, 改进造孔工艺, 可以大大提高混凝土防渗墙施工效率, 节省施工成本, 确保施工质量。
　　 2)本工程实践证明, 所选的防渗墙施工方法是经济合理的, 技术是可行的, 防渗墙的顺利完成为整个工程按质、按量、按时完成创造了良好的条件。

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