塑性混凝土防渗墙施工遇到的问题及对策

刘向凤 ，田茂志 ，张云田

（1.山东水务招标有限公司，山东 济南 250014；2.山东省水利工程局，山东 济南 250014）

某水库大坝防渗墙全长950 m，起止桩号为0+800～1+750，设计成墙面积 28 159 m2，最大墙深33.05 m。坝基防渗采用塑性混凝土防渗墙，墙厚40 cm。本工程的主要技术设计指标：①成墙深度：平均29.68 m，墙底部插入强风化泥质细砂岩l m；②渗透系数：K≤1×10-7cm/s；③弹性模量：E28≤1 000 MPa；④孔位偏差±10 mm，垂直偏斜率≤4‰；一、二期槽孔接头的两次孔位中心在任意深度的偏差值不大于设计墙厚的1/3，并采取措施保证设计墙厚。

1 原材料及配合比

原材料的质量控制至关重要。首先原材料要符合规范及设计要求。由于砂石料变异性较大，如各级碎石超粒径颗粒含量的变化导致混凝土级配的改变，将影响混凝土的和易性等。其次是膨润土的质量。不同膨润土的粘粒含量及掺入量反映出不同的抗压强度值和弹性模量值，对混凝土的性能起到关键作用。

本工程中水泥采用P.O42.5水泥，粉煤灰采用Ⅱ级，膨润土采用潍坊生产的钙质膨润土(粘粒含量50%)，石子采用当地生产的5～20 mm石子（一级配），砂子采用天然河砂（细度模数2.3～3.0），外加剂采用DLT-W2高效减水剂。通过对混凝土配合比的设计、试验和换算最终确定混凝土配合比为：水泥 120 kg/m3、膨润土 100 kg/m3、粉煤灰 80 kg/m3、砂 905 kg/m3、石子 740 kg/m3、外加剂 4.5 kg/m3、水 270 kg/m3。

2 导墙施工

本项目导墙位于坝脚处，土质较好，承载力高，因此选用倒“L”形，深、宽尺寸各为1 m，采用钢筋混凝土现浇。槽段之间砌单层砖，便于液压抓斗开槽定位，砖顶面留出30 cm缺口，便于控制泥浆液面，使多余的泥浆通过此缺口流入邻近槽段，防止泥浆溢出导墙。

3 试验段施工

本工程试验段共3个槽段，一期长6.2 m，二期长7.8 m。冲击钻配合液压抓斗施工，每台抓斗每天成槽200 m2，即每天成槽一个，能满足工期要求。在人员配置方面，拌和站4个人一班，两班8个人，混凝土运输车两辆，司机4个人，混凝土浇筑4个人一班，两班10个人，液压抓斗及吊车司机2个人一班，两班4个人，泥浆系统4个人，从运行效果来看，人员配置合理。从现场开挖情况来看，3个槽段的防渗墙墙面平整光滑，一、二期接缝严密；从试验结果来看，混凝土的强度、弹性模量、抗渗系数均符合设计要求并顺利通过无损检测，从而验证混凝土配合比的合理性，保证防渗墙的质量，达到了防渗墙生产性试验的目的。

4 拌和系统

拌和站操作人员在上下料操作的同时要时刻注意控制盘上的电流、电压值是否正常，注意上料的先后顺序，定期检查钢丝、传送带的磨损程度并及时更换，检查限位器的灵敏性，定期给拌和机轴承及轨道注射润滑油，安排人员及时清理上料斗及基坑内的余料，清理拌和机内的残留混凝土等。

在混凝土浇筑过程中因各种原因导致中断的时间不能超过混凝土的初凝时间，以防形成断层导致渗水，因此拌和站安装两台同种型号的拌和机，当其中一台出现故障时，另一台可以完成浇筑任务。

5 基岩面的鉴定及高程的测量

施工图纸中要求防渗墙入强风化泥质细砂岩1 m。颜色现场容易确定，强风化问题需要通过两个途径来解决：一是通过查阅相关资料，泥质砂岩属于软岩，其定性鉴定描述为锤击声哑，无回弹，在凹痕，易击碎，浸水后手可掰开。二是聘请地质专家到现场对所取样本进行鉴定。对所鉴定为强风化泥质细砂岩的样本进行密封保存，作为后续判定岩面的标准。

基岩面鉴定要进行深度测量，从而进行高程换算。由于每个槽段分成3孔来抓，每孔都要进行基岩面鉴定及测量，影响施工进度。通过三方协商确定：一期槽段只鉴定和测量两侧的两孔，二期两侧两孔的鉴定和测量参照一期，二期槽段只鉴定和测量中间的一孔。

6 接头管起拔时间

接头管起拔须掌握好时机，关键是掌握住混凝土的脱管龄期。起拔太早混凝土尚未初凝，会造成孔壁坍塌；起拔太晚，混凝土对接头管黏结力、摩擦力增加，容易造成起拔困难，发生“铸管”事故，甚至危及孔口的安全；终凝后再起拔的做法要坚决禁止。

当底管混凝土的龄期达到确定的脱管龄期后，就可以按照一定的速度逐步起拔。起拔时密切关注压力表的变化情况，发现起拔阻力有异常的增大，不管混凝土是否达到脱管龄期都应立即起拔，使压力降至控制压力范围内，合理使用大、小泵起拔，当起拔压力超过正常起拔压力范围，立即使用大泵迅速起拔直至压力降低至最小起拔压力为止。在起拔施工的最后阶段应注意及时向管内续浆，并适当降低拔管速度，最后一节管在孔内应停留较长时间，以防止孔口坍塌。

7 渗漏及坍孔

7.1 渗漏

本项目地层分为3层：壤土、卵砾石、泥质细砂岩，其中卵砾石位于地面以下15 m左右，厚度达5～10 m。当液压抓斗抓到卵砾石层时，由于卵砾石层的易透水性，导致泥浆液面急剧下降，给施工造成一定的困难。结合工程实际情况，当抓斗抓到卵砾石时，从地面抓一抓粘土，慢慢放到槽底，在底部来回开合斗体，把粘土挤到卵砾石缝隙中，对渗漏层面进行封堵，然后继续再往下抓。这样每抓出两抓卵砾石即进行回填一抓黏土，直到全部抓通卵砾石层。进度虽然缓慢，但在本项目中效果极佳。

7.2 坍孔

本项目个别槽段出现坍孔的原因主要有以下几种：槽内泥浆漏失未能及时补充泥浆；地层松散、软弱；单元槽段过长；槽孔施工时间过长。在出现坍孔后，抓槽设备要立即远离孔口，防止塌陷。塌陷的槽段全部用粘土块回填，待沉降半个月后重新开挖，这时要加大泥浆的比重、粘稠度，及时清孔、验收、浇筑混凝土。后续槽段要采取预防措施：重新划分槽孔，缩短槽孔长度；采用适当的泥浆性能指标，保证泥浆的质量，储备足够的泥浆和堵漏材料，发生大量漏浆时，及时堵漏和补浆，避免槽内浆面下降过多。

8 结语

防渗墙施工技术是水利工程大坝施工中的一个重要组成部分，是整个大坝建设的质量保障，该技术能有效截断各类渗水通道，处理大部分存在渗透稳定问题的地基。因而，若要使大坝防渗墙施工具有良好的施工质量，必须充分运用各种有效的施工策略，就遵循好的科学的施工方法，提高施工科技含量，才能切实地做好防渗墙的施工，进而保证整个水利工程的质量。