堤防深层防渗墙施工质量控制要点——湖北荆江大堤综合整治工程监利姚圻垴段深防渗墙

冯亦佳 翁月娇

(长江水利委员会综合管理中心， 湖北 武汉 430010)



堤防深层防渗墙施工质量控制要点
——湖北荆江大堤综合整治工程监利姚圻垴段深防渗墙

冯亦佳 翁月娇

(长江水利委员会综合管理中心， 湖北 武汉 430010)

水利水电工程混凝土防渗墙工程是工程建设中一项传统工艺，应用较广，近年来随着工艺水平的不断提高，逐渐发展并延伸出深层防渗墙，进一步扩大了防渗工程的应用范围。本文以湖北荆江大堤综合整治工程为例，分析了深层防渗墙施工质量监督控制要点和效果，对深层防渗墙施工技术、施工措施进行探讨，为今后监督类似工程提供思路。

堤防工程； 深层防渗墙； 质量控制

1 工程简介

2 工程特点与施工方案设计

2.1 工程特点分析

该工程为国家“十三五”期间部署的172项重大水利工程之一，工程工期紧、施工难度大。堤顶公路为监利县出城交通要道，施工干扰大。堤基土质地层存在较厚的粉细砂层，防渗墙施工易发生塌孔。防渗墙本身设计深度较深，属于深防渗墙，造墙施工时垂直度难以保证，下部墙体伸入基岩处易出现分叉，混凝土浇筑过程中易产生夹泥现象，影响墙体完整性。

2.2 工程施工方案

混凝土防渗墙设计提出利用“纯抓法”成槽[1]，采取“二序孔”施工，分两期进行，7m为一孔，通过液压抓斗先施工Ⅰ期槽孔，后施工Ⅱ期槽孔，接头搭接采用“接头管”法。在施工试验段进行生产性试验时，该工艺成槽时发生大面积塌孔现象，后经参建各方研究，并通过国内基础处理专家技术讨论，将成槽工艺改为“钻抓法”[2]，槽段的主孔(边孔)成槽采用冲击钻施工，并回填黏土，起到挤密槽段和固壁的作用，副孔成槽采用液压抓斗抓取。槽段划分布置见图1。

图1 “钻抓法”槽段划分布置

2.3 施工程序

Ⅰ期孔施工程序：施工场地平整→导向槽、先导孔施工→水电道路、泥浆站、拌合站制安→冲击钻造主孔→抓斗抓副孔→清孔换浆、槽孔验收→下设接头管→下浇筑导管→浇筑混凝土→拔接头管→结束，转下一槽孔。

Ⅱ期孔施工程序：抓斗抓副孔→刷洗混凝土接头→清孔换浆、槽孔验收→下设接头管→下浇筑导管→浇筑混凝土→拔接头管→结束，转下一槽孔。

2.4 施工机械

为确保工程按计划进行，投入了充足、性能良好的机械设备进行施工。施工机械设备的名称、数量及进场时间见表1。

表1 投入的主要施工机械设备

2.5 施工技术要求

根据《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》(SL 174—2014)和《荆江大堤综合整治工程施工技术要求》，工程施工中质量应满足以下要求：墙体厚度0.6m；墙体深度为入岩不小于0.5m；防渗墙造孔孔位允许偏差不大于0.03m，孔斜率不大于0.4%；槽内泥浆密度不大于1.15g/cm3，马氏漏斗黏度32～50s，含砂率不大于4%；混凝土墙体材料，入孔坍落度为18～22cm，扩散度为34～40cm，坍落度保持在15cm以上时间应不小于1h，初凝时间不小于6h，终凝时间不大于24h；混凝土的密度不小于2100kg/m3；塑性混凝土防渗墙体渗透系数k≤n×10-7cm/s(1≤n<10)，单轴抗压强度为R28≥2～3MPa，允许坡降J允>80。

3 施工质量控制要点

3.1 质量监督对施工质量的一般性检查重点

3.1.1 原材料质量控制

塑性混凝土防渗墙原材料有水泥、砂石骨料、膨润土和水。原材料在入场前对其指标进行控制，对厂家提供的出厂合格证及检验报告进行严格检查，并通过取样检验合格后方能入场。混凝土墙体材料在投入使用前，委托有资质的检测单位进行混凝土配合比试验，保证墙体材料各项性能指标符合施工技术要求。

3.1.2 工序过程质量控制

各工序质量检查实行班组初检、施工队复检、项目部终检的“三检制”。质量监督单位重点对施工现场原始记录、质检员终检情况和监理单位旁站记录进行检查。工序质量控制的主要检查项目和内容见表2。

表2 各工序重点质量检查项目和内容

3.2 深层防渗墙质量控制重点

姚圻垴堤段深层防渗墙隐蔽工程施工时，存在墙体薄、墙体较深、原堤土质较差等诸多特点。质量检测手段一般限于对其混凝土试块抗压、抗渗指标进行检测分析，并辅以实体注水试验分析墙体渗透性。而针对这类深层防渗墙而言，目前对其下部墙体的渗透性和强度检测存在技术难题，因此，这类深层防渗墙施工只能通过更加严格的工序质量和施工过程质量控制，才能保证墙体质量。

质量监督工作开展时，除按照前文所提到的一般性质量控制方法外，应结合深层防渗墙造孔成槽、清孔换浆、混凝土浇筑三道工序依据深层混凝土防渗墙施工的特点进行控制。

3.2.1 造孔成槽质量控制重点

a.工序特点。造孔成槽施工，采用的是冲击钻机和液压抓斗相结合的“钻抓法”工艺。目前使用的液压抓斗造孔(副孔)要求自带自动化的测深、测斜装置，能保证垂直度指标要求。但冲击钻机造孔(主孔)时，冲击钻头不受机械本身约束，钻槽和液压抓斗抓出的槽段间易出现分叉，无相应的控制孔斜率装置，孔斜率难以控制。

b.质量监督重点。 对冲击钻形成的钻槽(主孔)应要求在造孔过程中每间隔5～10m深度使用重锤法测量孔斜率，保证在孔位不偏斜情况下施工，当孔斜率发生较大变化时对冲击钻机进行纠偏，主孔孔位形成后布设测斜仪进一步复核垂直度，若测斜结果不满足要求应在孔内充填黏土重新造孔。

3.2.2 清孔换浆质量控制重点

a.工序特点。该工程地层复杂、槽孔深，并且深层防渗墙所需的固壁泥浆用量较一般防渗墙更大，在施工过程中需选择适宜的固壁泥浆材料，严格控制泥浆配合比。深槽段清孔是为了保证泥浆的质量，清孔方法采取先用抓斗抓取底部淤积，再用“气举反循环法”进行泥浆净化。“气举反循环法”是借助空压机输出的高压风进入排渣管经混合器将液气混合，利用排渣管内外的密度差及气压来升扬排出泥浆并携带出孔底的沉渣，见图2[3]。

图2 气举反循环法示意图

b.质量监督重点。在主、副槽孔内不断提升排渣管，反复清孔，采用吊锤测量槽底淤积厚度不大于10cm。将槽底含砂量较高的泥浆经泥浆净化机进行处理后返回槽孔，直到净化机的出渣口不再明显筛分出砂粒且泥浆指标符合技术要求为止。

3.2.3 混凝土浇筑质量控制重点

a.工序特点。防渗墙浇筑时采用直升导管法浇筑(见图3)，深墙需要下设浇筑导管较深，给施工造成很多难题，一方面要避免浇筑时发生堵塞，另一方面要保证第一仓混凝土不发生离析并能挤出隔离塞球。

该工程墙段接头采用了“接头管”法施工，由于接头管本身直径与墙体宽度(接头孔)存在偏差，槽底清孔时存在部分淤积，会影响接头管整体的铅直度，使接头管发生倾斜，最终混凝土浇筑后下部出现渗透缝隙。

b.质量监督重点。严格控制混凝土配合比，保证和易性，在浇筑第一仓混凝土时，通过测量下设导管距槽孔底的距离和槽底墙体宽度值，计算填至导管下沿时所需的混凝土方量，使第一仓混凝土浇筑时达到该方量，保证第一仓混凝土浇筑时的连续性，以掩埋导管底端时挤出塞球，保证下部墙体连续。

图3 直升导管法浇筑

在接头孔形成后通过重锤法和测斜仪量测孔斜率，下管时及时纠偏，使接头管垂直落位，保证后续墙体成墙连续性。

4 施工质量监督控制效果

墙体浇筑完成后，选取生产性试验段三个连续槽段(共计21m)以及施工过程中任意两个连续槽段(共计14m)，检查其墙体垂直度、泥浆指标、墙体连续性以及抗渗指标。

4.1 墙体垂直度

墙体垂直度时主要通过分析攻击钻生成的三个主孔的测斜情况，副孔主要通过液压抓斗的自动化测斜装置进行控制(见表3)。

表3 孔斜率测斜记录(垂直墙身方向)

4.2 泥浆浓度

泥浆浓度通过对每一槽孔清孔换浆后的泥浆进行二次测量，分别测量泥浆密度、泥浆黏度和泥浆含砂量3项指标(见表4)。

表4 泥浆指标检查记录

4.3 墙体连续性

墙体连续性和完整性主要通过声波透射法测量部分墙体接头质量以及通过注水试验测量部分墙体渗透系数，并辅以部分上部墙体开挖检查情况进行综合评价(见表5、表6及图4)。

表5 声波透射法接头质量完整性检测结果记录

表6 现场注水试验结果记录表

图4 生产性试验段和两个连续槽孔开挖检查情况

5 结 论

防渗墙属于隐蔽工程，一旦出现任何质量问题，很难补救，因此，防渗墙施工设计标准高，施工质量要求十分严格。尤其是地层粉细砂层极厚、设计深度极深等深防渗墙，必须严格监督控制其施工过程质量，才能保证工程整体质量。

质量监督代表政府对工程整体质量进行强制性监督管理，是工程能否顺利验收的关键。本文涉及的深防渗墙施工建设，关系到荆江大堤总体安全以及周围大量人口与耕地的防洪安全，在其建设过程中，对墙体垂直度、泥浆指标、墙体连续性等方面进行严格监督，对于深层防渗墙质量保证十分重要，有助于提升整体施工控制质量。

在姚圻垴堤段深层防渗墙的施工后，参建各方结合国家相关法规、规程规范和设计要求，对其各项指标进行了检测以及效果综合评价，均达到了设计要求。

[1] 蒋振中.薄型抓斗防渗墙施工技术[J].人民长江，2002，33(8)：42-44.

[2] SL 174—2014水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范[S].北京：中国水利水电出版社,2014.

[3] 王满兴，王造根，李学跃.深层搅拌桩防渗墙在长江堤防工程中的应用[J].人民长江，2002，33(8)：40-41.

The keys of levee deep cut-off wall construction quality control:The deep cut-off wall of Jianli Yaoqinao section in Hubei Jingjiang Levee Comprehensive Improvement Project

FENG Yijia, WENG Yuejiao

(General Management Center of Changjiang Water Resources Commission of The Ministry of Water Resoures,Wuhan430010,China)

Water conservancy and hydropower engineering concrete cut-off wall project is a traditional process in project construction with wider application. Deep cut-off wall is gradually developed and extended with the constant improvement of process level in recent years, thereby further expanding the application scope of anti-seepage project. In the paper, Jianli Yaoqinao section in Hubei Jingjiang Levee Comprehensive Improvement Project is adopted as an example for analyzing keys and effect in deep cut-off wall construction quality supervision and control. Deep cut-off wall construction technology and construction measures are discussed, thereby providing ideas for supervising similar projects in the future.

levee project; deep cut-off wall; quality control

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.12.017

TV871

A

1005-4774(2016)12- 0064- 06