滁州市三湾水库混凝土防渗墙施工工艺分析

2015-07-19马瑞东中电建路桥集团有限公司北京100048

中国新技术新产品 2015年15期

关键词：防渗墙水库工艺

马瑞东（中电建路桥集团有限公司，北京　　100048）

滁州市三湾水库混凝土防渗墙施工工艺分析

马瑞东
（中电建路桥集团有限公司，北京100048）

摘要：混凝土防渗墙是对闸坝等水工建筑物地基中进行垂直防渗处理的主要措施之一，对闸坝的稳定和安全具有重要作用。本文主要对防渗墙的施工工艺进行了分析。

关键词：水库；防渗墙；工艺；分析

1　工程概况

安徽省全椒县三湾水库地处长江流域滁河左岸支流—管坝河上游，水库控制流域面积74.6km2，正常蓄水位43.5m（吴淞高程系），是一座具有灌溉、防洪、供水等综合利用的中型水库，总库容4306万m3。坝址位于全椒县西部，距全椒县城约34km。

大坝为均质土坝，全长1360m，坝顶宽4.5m，坝顶高程46.0m，工程始建于1966年，随时间逐步发展，虽经数次加固处理，但均未能彻底除险。本次防渗墙除险加固部分，根据工期安排2013年4月底全部完工。

2　工程施工顺序

2.1施工准备

施工前，要对原始地貌进行测绘，建立现场控制点，进行场地布设整体规划、地质复勘，实现“三通一平”等。施工生产用水从水库中抽取，施工用电利用库区系统电，防渗墙施工时布置一台160kW发电机备用。

2.2进场道路

进场道路要满足设备台车进场的要求。必要时，要对施工道路进行硬化，铺设碎石。

2.3混凝土防渗墙施工

2.3.1施工工艺流程图

2.3.2主要施工方法简述

（1）导墙施工；

（2）膨润土泥浆护壁；

（3）液压抓斗机成槽；

（4）泥浆置换清孔；

（5）直升导管法浇筑混凝土；

（6）接头管法连接一期二期槽段；

3　主要施工工序

3.1导墙施工

防渗墙施工导墙采用C20钢筋混凝土浇筑，主筋Φ16，箍筋Φ8，顶宽50cm，底宽50cm，高90cm，槽宽50cm。施工前先进行现场清理，平整，然后用全站仪放出防渗墙轴线，并放出导墙范围，误差不大于10mm。开挖选用小型挖掘机开挖，人工辅助清底。采用钢模板单面立模，插入式振捣器振捣混凝土。导墙顶面做成水平，顶部高出地面不小于5cm，以防止地面的泥浆和水流到槽内，污染槽内泥浆。导墙模板拆模后，每隔1.5m设置一道木撑，防止变形。在导墙混凝土未达到设计强度前，为防止导墙受外力变形，禁止任何大型机械设备在旁边通过。

3.2膨润土泥浆护壁

（1）泥浆材料选择

混凝土防渗墙护壁泥浆的性能应符合SL174-96规范要求，如粘土泥浆性能指标必须满足密度1.1g/cm～1.2g/cm³、含砂量≤5%、稳定性≤0.03；膨润土泥浆性能指标为：浓度＞4.5%、密度＜1.1g/cm³。本工程采用安徽滁州产二级钙基膨润土，以及少量的黏性土为辅助材料，必要时加适量的添加剂。配合比见表1。

（2）泥浆拌制

膨润土泥浆制作选用3PNL型泥浆泵制浆，制浆过程中先往泥浆池加入清水，然后加入膨润土及外加剂，搅拌时间不小于60s。新泥浆进入膨化池以后，需经24h水化膨胀，方能使用。泥浆必须经过制浆池、沉淀池及储存池三级处理。

（3）泥浆护壁

施工时，在槽孔内注满泥浆，使液面高于地下水位。由于泥浆比重较大，可以保证槽内泥浆压力大于地下水压力，使泥浆渗入槽壁土体中，形成“泥皮”。泥浆所产生的侧压力通过泥皮作用在内壁上，保持槽孔的稳定。

3.3液压抓斗机成槽

（1）成槽设备

根据水库地层情况和墙体结构型式，本工程采用抓取法成槽施工，设备型号定为德国宝峨GB34连续墙液压抓斗机。

（2）槽段划分及成槽方法

三湾水库坝体混凝土防渗墙分两期（即两序）施工，每个一期槽槽段长7.2m，每个二期槽槽段长7.2m。每个一期槽槽段安装2根混凝土浇筑导管和2根接头管，二期槽安装2根混凝土浇筑导管。两导管的间距不大于4.0m，导管至槽端的距离不大于2.0m。根据以上要求，三湾水库防渗墙共划分182个槽段，其中一期槽90个，二期槽92个。

成槽方法采用地下连续墙液压抓斗法，土层和岩层都用抓斗机。抓斗机沿导墙内壁挖土，严格控制抓斗平面位置和垂直度，密切注意抓斗监控系统，发现X、Y轴偏差立即纠偏。挖至风化岩石层面，墙底应均深入岩1.0m。成孔时注意及时补充泥浆，保持导墙内液面稳定。经终孔验收合格后，方可下导管进行混凝土浇筑。

3.4置换泥浆清孔

成槽过程中，会有碎渣石沉积在槽孔底部，为了提高防渗墙底部承载力及抗渗性能，需要对槽底进行清理。先用液压抓斗清除槽底渣石，检查成槽情况，随后用洗刷锤清刷一序槽段接头，至不带泥屑为止。清槽使用泵吸式反循环排渣，先将碎渣吸入泵管内，最后从管口排出。清理槽孔过程中，应不断向槽内输入泥浆，保持浆液面高度。防止塌孔。清孔最终需要达到：沉渣厚度≤10cm，孔内泥浆比重＜1.25g/cm3，黏度＜30s，含砂率＜10%。

3.5直升导管法浇筑混凝土

（1）混凝土拌和及运输

防渗墙混凝土采用商品混凝土，用混凝土罐车运输，用泵车送至槽口集料斗和导管内，并派专人进行计

量和控制。

图1

表1　膨润土泥浆配合比

（2）混凝土防渗墙浇筑

本工程防渗墙混凝土采用“直升导管法”进行泥浆下浇筑。导管内径为25cm，导管需定期进行承压检查。按照设计槽段的长度，每个单槽浇筑时设两套导管。采用汽车吊下放和提升。浇筑时严格按照《水电水利工程混凝土防渗墙施工规范》（DL/5199-2004）中的规定，槽孔内导管的间距不大于4.0m，导管中心距槽端的距离宜为1.0m～1.5m，开浇前，导管底口距槽底控制在15cm～25cm范围内，槽孔底部高低不平时，要先从低处浇起。

墙体浇筑严格执行以下要点：浇筑时控制下料要均匀，导管埋入混凝土的深度不得小于1.0m，不宜大于6m；混凝土浇筑时，混凝土面上升速度不应小于2m/h；槽孔内混凝土面应均匀上升，各处高差控制在0.5m以内；至少每隔30min测量一次槽孔内混凝土面深度，并及时填绘混凝土浇筑指示图，在开浇和结尾时应适当增加测量次数；浇筑时槽孔口应设置盖板，避免混凝土散落槽孔内；不符合质量要求的混凝土严禁浇入槽孔内；混凝土下料时不能过快或满管浇筑，防止将空气压入导管内；混凝土浇筑时，及时做好测量、观察记录，随机在每一个单元槽段混凝土制作试件一组，每五个槽段分别制作抗渗压力及弹性模量试件各一组。

图2抓斗成槽顺序图

（3）成槽质量检查

成槽后用“重锤法”检查，测量槽孔的孔深、孔形、孔斜等参数。成槽后槽段应符合：孔位偏差小于3cm；槽孔宽度不小于400mm；孔斜率不大于4‰。

3.6接头管法连接一期二期槽段

（1）一、二期槽孔间混凝土套接处理，采用接头管法，保证槽孔可靠连结。接头管直径Ф400mm，壁厚12mm，节长度3m～6m，2根接头管下设在一期槽孔内。

（2）接头管法施工，混凝土的早期强度不宜过高；其表面平整光滑，管节之间的连接可靠。

（3）施工工艺：当一期槽成槽验收合格后，在槽两端下接头管，砼浇筑后，根据控制时间与起拔力，吊车起拔接头管。若接头管固结，吊车无法拔出时，采用拔管器拔管。

3.7特殊情况处理

（1）导墙严重变形或底部坍塌

破坏部位应重新修建导墙，改善槽内泥浆性能。

（2）地基严重漏浆

应迅速填入堵漏材料，必要时可回填孔槽。