造孔混凝土防渗墙施工措施研究

郜文英

摘要：本文以南水北调中线干线一座重要的渠道建筑物槐河（一）倒虹吸的退水闸、排冰闸的基础防渗施工为例，阐述了造孔混凝土防渗墙施工的施工工艺和方法，并强调了各个施工环节的要点控制。

关键词：造孔混凝土；地基防渗；施工控制

中图分类号： TU74 文献标识码:A

1工程概况

槐河（一）渠道倒虹吸位于河北省石家庄市元氏县境内，是南水北调中线干线上的一个大型的渠道倒虹吸，为1级建筑物，总干渠设计流量为220m3/s，加大流量为240m3/s。槐河(一)退水闸布置在总干渠右岸、倒虹吸的上游总干渠桩号187+166处。槐河(一)退水闸工程由进口段、闸室段、消能防冲段和退水渠四部分组成。槐河(一)排冰闸布置在退水闸的左侧，由进口段、闸室段和消力池三部分组成，与退水闸轴线平行。退水闸、排冰闸基础为砂砾料，无法满足防渗要求，故对退水闸、排冰闸闸室底部进行造孔混凝土防渗墙设计。

2施工设计要求

造孔防渗墙位于退水闸、排冰闸闸室的底部，防渗墙长30.679m，宽0.6m，高15m，造孔防渗墙混凝土等级为C20W6F50。防渗墙按照要求浇筑高出设计高程50cm，闸室底板施工前将这50cm全部凿除，凿至设计高程。

3造孔防渗墙施工

根据工程地质条件及防渗墙的结构型式，结合现场的施工条件，造孔防渗墙施工采用钻劈法进行槽孔造孔施工，采用泥浆下直升导管法进行混凝土浇筑施工。

3.1造孔防渗墙施工工艺流程

首先进行场地平整，然后进行导墙施工，施工完后进行机械就位；采用Z-5型钻机，钻机就位后进行挖槽施工。在挖槽施工的同时，进行泥浆的配合比试验，试验完成后，平整泥浆池的场地，建泥浆池，搅拌泥浆，做好泥浆储备，在挖槽施工的同时 利用泥浆护壁。槽孔挖成型以后，进行终孔验收，验收通过后，进行清孔，下一步是清孔验收，验收通过后，向空中下预埋件，下好后进行导管的布设，布设完成后进行混凝土的灌注。

3.2导墙施工

①沿防渗墙中心线两侧设导墙，以保证成槽的顺直，导墙采用C20混凝土浇筑，导墙内间距0.80m。

②在导墙的一侧设置施工平台，供钻机施工；另一侧设置倒浆平台和排浆沟，用于回收泥浆。倒浆平台做成3%的坡度。施工平台与倒浆平台采用厚钢筋混凝土，设置纵横钢筋Φ16@300。平台结构尺寸宽1.5m（宽）×0.2m（厚）。

③导墙施工采用土模。开挖施工前，用经纬仪放出防渗墙的中心线，在中心线两侧用灰线撒出导槽的外边线，沿防渗墙开挖出1.3m（宽 ）×1.2m（高）的槽，再回填粘土并夯实；采用人工配合机械，开挖至倒浆平台及施工平台的基面高程；依据设计尺寸人工开挖修整成型2个导墙的基槽1.0m（高）×0.25m（宽），然后布设平台钢筋，一次浇筑导墙及平台混凝土。待平台混凝土具有一定强度后，人工挖土成型中间导槽1.2m（高）×0.8m（宽）。

3.3槽段划分

槽段划分：本工程采用两序槽施工，Ⅰ序槽段长3.8m，Ⅱ序槽段长3.8m。Ⅰ、Ⅱ期槽间隔布置，先施工Ⅰ期槽段，再施工Ⅱ期槽段。用油漆在导墙顶部做好标记槽段号及每一槽孔编号。

墙段连接：Ⅰ、Ⅱ期槽孔间套接采用套打法，Ⅰ期槽段混凝土浇筑完成后，在进行Ⅱ期槽段造孔过程中使用钻机对接头部位的Ⅰ期混凝土进行造孔，钻孔完成后使用带有钢刷的钻头对一期混凝土表面进行刷毛。

3.4槽段成槽

每一槽段成槽采用钻劈法进行施工，在导墙上放样标识孔位，将钻机对正孔位后进行垂直造孔。钻劈法施工时先钻两端的槽孔，再钻中间的槽孔。施工过程中首先劈打左、右两端的副孔，副孔完成后在主副孔之间会留有“小墙”，该部位采用钻机削平。“小墙”处理完成后成槽施工即告完成。

（1）护壁泥浆：钻孔过程中采用泥浆用于稳定孔壁和槽壁、防止渗漏、悬浮和携带钻渣，清洗孔底、冷却钻具。本工程泥浆采用普通粘土泥浆，孔内泥浆的密度不大于1.3g/cm3,粘度不大于30S，含砂量不大于10%。

（2）造孔：造孔时孔内泥浆面保持在导墙顶面以下30～50cm。钻孔过程中槽孔孔壁平整垂直，随时检测防止偏斜，槽孔孔位允许偏差不大于3cm，孔斜率不大于0.4%。Ⅰ、Ⅱ期槽孔两次孔位中心在任一深度的偏差值不大于设计墙厚的1/3（20cm）。

（3）清孔：因孔深较浅，采用抽砂筒进行清孔。清孔时孔内泥浆低于槽口顶部30～50cm，清孔完成后孔底淤积厚度不大于10cm。

（4）Ⅱ期槽段清孔换浆结束前，将接头混凝土孔壁上的泥皮清理干净，采用钢丝刷子钻头进行分段刷洗，直至刷子钻头上基本不带泥屑，孔底淤积不再增加为止。

3.5混凝土浇筑

（1）导管设计：防渗墙混凝土浇筑采用泥浆下直升导管法浇筑，自下而上置换孔内泥浆。导管内径25cm。混凝土的终浇顶面高于设计高程50cm。

导管采用钢丝绳柔性键连接，底节导管为专用导管，长3.0m，下端不带法兰盘或其它形式的连接件。最上面一节导管采用长50cm的短管，以便开浇后及时拆除该管节，使管底能尽早离开孔底部位，中间部位的管节采用1.5m和2.0m长度的管配合使用。导管由汽车吊先送至孔底，然后再提升15～25cm。

（2）混凝土拌制、运输：防渗墙混凝土标号为C20W6F50，入孔混凝土的坍落度控制在18～22cm，配合比由试验室确定，并且经监理工程师认可。混凝土的拌制由槐河（一）营区内的拌和站拌制，原材料称量的误差不超过规定范围，允许误差范围为：胶凝材料称量偏差不超过：±1%；砂石骨料称量偏差不超过±2%。

混凝土的运输包括水平运输和垂直运输，水平运输由混凝土罐车运送；因运送至施工现场的混凝土需要先放进具有一定高度的分料斗中，而不能与单根导管对口浇筑，故需进行垂直运输，垂直运输采用混凝土泵车泵送至分料斗中。

（3）混凝土浇筑：浇筑前导管上内放入一层塑料薄膜，用来将最初进入导管的混凝土和管内的泥浆隔离开。首批混凝土浇筑需将导管下口埋住至少30cm，所以首批混凝土浇筑的深度至少应达到55cm（埋管处与孔底的距离）。经计算首批浇筑的混凝土应达到2.0m3左右。开浇阶段：在混凝土浇筑之前先对导管进行润滑，对每根导管内注入少量的砂浆，砂浆的水灰比根据经验定为0.6：1，施工过程中根据现场情况适当修改。浇筑过程中各个导管同时开浇，因为导管底部距槽底距离较近，故开浇时采用满管法进行施工，即待混凝土充满导管后稍提导管，混凝土逸出的方法。提管时注意不能提得太高，管内的混凝土开始下降后即刻将导管放回原位。中间阶段：中间阶段导管埋深控制在2.0m，为保证导管的埋深每隔30min测一次混凝土面的深度，及时提升和抓卸导管并做好记录。混凝土面上升的速度不小于2m/h。混凝土浇筑面各处的高差控制在50cm以内，根据监测的混凝土面的高度调整各导管的混凝土注入量。终浇阶段：当混凝土面上升至距孔口剩5m左右时为终浇阶段，因导管内外压力差变小，导管内混凝土面变高，浇筑时会发生下料不畅的情况，此时采取加大混凝土坍落度的方法，不使用小于20cm坍落度的混凝土，同时采取及时拆卸导管，减少导管的埋深，经常活动导管的方法保证混凝土的浇筑。

4质量检测

防渗墙质量检测包括施工过程中的质量检测和成墙以后的质量检测。施工过程中主要进行槽孔的位置、轮廓尺寸、造孔泥浆的密度、粘度、清孔泥浆的比重、孔底淤积厚度等的质量检测。在开工前在槽孔两端设置测量标桩进行槽孔形状的检测。孔斜的检测采用悬吊钻头法进行。防渗墙施工完成后，主要采用钻孔取芯法进行检测，检测岩心中是否有裂缝、夹泥、混浆等质量问题；还对芯样混凝土的抗压强度、抗渗强度等物理力学性能指标进行检测。

5结语：

在水利工程施工中，加固地基基础的方法有很多，无论采取那种方法，都要进行严格的施工过程控制，控制好施工中的各个参数，严格过程把关，才能保证施工质量满足设计要求。