浅谈泥浆技术在置换式塑性混凝土防渗墙施工中的应用

2015-03-22江西省水利水电建设有限公司

河南水利与南水北调 2015年12期

□肖伟（江西省水利水电建设有限公司）

1 工程概况

油罗口水库位于章江上游，大余岭山脉北麓之中低山丘，为构造侵蚀面貌。坝址位于大余县浮江乡一较为狭窄的河谷地段。大余县油罗口水库大坝分为主坝和副坝，主坝施工桩号为0+000～0+172，全长约172m，副坝施工桩号为0+440～0+540，全长约100m。设计要求为：混凝土防渗墙墙体厚度0.60m，墙底伸入基岩以下0.50～1.00m，墙体渗透系数K≤i×10-7cm/s(1＜i＜9)，抗压强度R28＞7.5MPa，抗渗等级为W8，弹性模量<15000 MPa。设计工程量为：防渗墙平均深度31m左右，最大墙深约37m，防渗墙设计工程量约为8500m2左右。

2 具体的施工工艺

2.1 工艺流程

①施工准备工作；②造孔成槽；③清孔换浆；④墙体混凝土浇筑

2.2 施工准备工作

首先要保证坚固以及平整的防渗墙施工平台，要保证运输车辆以及重型的设备能够在上面行走。在防渗墙正式施工之前，首先要对导墙进行修筑，承受临时荷载、施工机械的荷载以及防渗墙施工机械导向是导墙的主要作用，要以施工机械荷载、土质情况以及防渗墙的厚度和深度为根据综合确定导墙的尺寸和结构形式。在具体的施工过程中必须要严密的监测到导墙的位移以及沉降情况。

对防渗墙施工所需要的泥浆进行拌制是泥浆站的主要作用，泥浆站拌制的泥浆必须要具备良好的抗水泥污染性能、稳定性、流变性能以及物理性能，可以选择粘土或者膨润土作为拌制泥浆的土料，要严格地以经济技术指标、成槽工艺以及施工条件等为根据进行综合性的选择，要以泥浆的用途、成槽方法以及地层特性等为根据最终确定泥浆的性能指标和配合比。根据本工程的具体特点，泥浆系统分别布置在主坝的右岸坝顶桩号0-030处和副坝迎水面坡脚滩地，总占地面积约400m2，由泥浆池、制浆平台、膨润土仓库等构成。泥浆池采用坑池，每个浆池容积约150m3，3PNL泥浆泵集中供浆，满足成槽的需要。

2.3 造孔成槽

2.3.1 造孔方法

“三抓法”成槽，即先抓两端主孔，后抓中间副孔至终孔成槽。抓斗抓挖作业时，采用黏土(膨润土)泥浆护壁。抓斗抓挖的弃料直接卸至大坝下游侧出渣平台，然后再利用自卸汽车或装载机装运至监理工程师指定的弃渣场。

2.3.2 固壁泥浆

固壁采用黏土或优质膨润土制作泥浆，其各项性能指标应符合下列要求：较小的失水率；适当的静切力；良好的稳定性；较低的含砂量。

2.4 清孔换浆

用抓斗配合提砂筒直接清孔，将槽内的石渣和泥块等沉渣抓出，然后用提砂筒抽取黏稠物，直至满足设计要求。一般要求清孔换浆结束后，槽内泥浆比重≤1.20，粘度≥20S，含砂量<5%，孔底沉渣厚度≤10 cm。

II期槽孔清孔时，清洗接头孔可直接用特制的钢丝刷子配以吊车，利用吊车上下活动进行刷洗，以刷子不带泥屑和孔内沉淀不再增加为止。

2.5 墙体混凝土浇筑

2.5.1 浇筑前的准备工作

测量孔底沉渣厚度，沉渣厚度≤10 cm，方可准备浇筑混凝土。安装、焊接帷幕灌浆管，采用吊车吊装、下设焊接成钢筋笼的帷幕灌浆管。安装浇筑导管：导管接头外径190mm，管外径170mm，内径164mm，要求导管必须密封可靠，管脚距槽孔底部控制在0.20～0.30m左右。混凝土浇筑导管间距≤4.00m，两端的导管距孔端≤1.50m。

2.5.2 混凝土拌和与运输

严格按施工配合比计量上料，混凝土施工配合比、拌和时间等经现场施工试验验证并报监理工程师批准后确定。拌制的混凝土达到：入孔时的塌落度为18~24 cm，扩散度35~40 cm；初凝时间≤6 h，终凝时间≤24 h。混凝土运输泵送混凝土。

2.5.3 混凝土浇筑

首次浇筑时，采用“压球满管法”按先深后浅的顺序开浇，即从最深的导管开始，由深到浅逐导管依次开浇，直到槽底混凝土面浇平后再全槽均衡上升。开始喂料要连续、均匀、迅速，使混凝土能立即充满漏斗，并用导注塞堵住管口；之后混凝土满管下落，推出管内的泥浆柱，落到孔底，迅速充满孔底并埋住导管管脚；一般初灌时，保证导管进入混凝土的深度为0.40m左右，这样，管外的泥水不会进入管内，就不会产生断桩。正常浇筑时，严格控制喂料速度，保持混凝土面均匀连续上升，上升速度≥2m/h，并控制相邻导管间混凝土面高差≤0.50m。导管埋入混凝土的深度最大不宜超过6m，最小不小于1m。当浇筑的混凝土溢出孔口，即可终灌，立即起拔浇筑导管，清洗浇筑机具，转入下一槽孔浇筑。

2.6 特殊情况处理

在抓斗施工过程中，如果发生漏浆，要即时停抓并采取可行的堵漏措施（孔底漏浆，填粘土；孔口漏浆，填粘土粉和锯末），待浆面稳定后再抓挖；如果严重漏浆，要将抓斗迅速撤离该部位；如出现大面积漏浆则采取预灌浓浆堵漏。

混凝土浇筑过程中，如发生槽壁坍塌，可采取以下措施进行处理：如槽壁坍塌发生在开浇后不久，浇筑的混凝土方量很小，则可终止浇筑，待槽壁稳定后，用抓斗重新成槽、清孔，然后重新浇筑混凝土。如槽壁坍塌发生在浇筑临近终了时，立即停止浇筑并详细记录坍塌部位，用抓斗对坍塌面进行抽渣清孔，直至孔内泥浆指标达到清孔要求，然后继续浇筑至设计墙顶高程；等墙体混凝土达到一定强度后，在墙顶采取岩芯钻机进行钻孔，采用灌浆方法对坍塌部位进行接触、补强灌浆。

2.7 质量检测

2.7.1 成槽质量检测

以单槽为一个单元，每单元造孔结束时，通知监理工程师到场，对槽孔的深度、偏斜率、孔底沉渣厚度、孔内泥浆等质量指标进行检查验收，验收合格后方可进行水下混凝土浇筑。

2.7.2 在防渗墙浇筑时

由试验人员进行机口取样，每个槽段抽取抗压、抗渗试件各一组，养护28 d后，送有相应资质的试验室作物理力学性能试验。

2.7.3 成墙质量检测

在防渗墙浇筑28 d后，采用钻孔取芯、压水试验；开挖墙体两侧揭露墙体进行直观检测；芯样室内物理力学性能试验等方法。

3 质量保证措施

3.1 造孔

抓斗停放平稳，根据槽口板上测量放样准确定位后，开始抓挖。对可能影响成槽质量的地层要严加控制。采取慢抓、勤检测等方法，及时纠偏，保证成槽质量。保证泥浆的质量，造孔泥浆比重应达到1.05～1.30，粘度18～25 s。终孔孔深不得小于设计孔深。

3.2 混凝土浇筑

造孔完毕后，必须提出浇筑申请并校核和批准后方可浇筑槽孔混凝土。水泥、砂、骨料和水的计量必须检验合格方可进行搅拌。为防止孔内泥浆与混凝土混合而影响浇筑质量，浇筑过程中每2盘料测记一次浇筑导管埋设深度。避免导管埋设太深。浇筑过程中随时抽查混凝土拌和料的坍落度(18～22 cm)和扩散度(35～44 cm)。孔内混凝土浇筑至孔口后，必须比设计墙顶高程多浇50 cm，以确保设计标高处的墙体质量。根据抓槽法混凝土防渗墙施工工艺特点，编制和完善造孔、浇筑记录表、单元槽孔质量评定表、混凝土拌和物质量评定表、混凝土拌和质量评定表、混凝土试块质量评定表、砂石料质量评定表等表格，实现施工记录规范化。