同赣堤槽板式深槽混凝土防渗墙施工技术经验浅谈

雷春华王忠法（.湖南交通职业技术学院 长沙市 40000；.江西省吉安市峡江水利枢纽同江防护区工程建设指挥部 吉安市 33600）

同赣堤槽板式深槽混凝土防渗墙施工技术经验浅谈

雷春华1王忠法2
（1.湖南交通职业技术学院 长沙市 410000；2.江西省吉安市峡江水利枢纽同江防护区工程建设指挥部 吉安市 331600）

江西省峡江水利枢纽同江防护区同赣堤防渗墙（以下简称防渗墙）深高达76 m，其槽宽80 cm,防渗墙总面积超过11万m2，该堤地质溶洞比较发育。根据峡江水利枢纽同江防护工程溶洞处理工程技术要求，施工前应进行地质复勘。文章以槽板式防渗墙施工为例，介绍槽板式防渗墙的施工技术和应用效果，可供类似工程参考。

混凝土防渗墙 先导孔 地质复勘 抓斗

1 工程概况及地质

峡江水利枢纽工程位于赣江中游峡江县巴丘镇上游约6.0 km处，控制流域面积6.271×104km2，枢纽总库容11.87×108m3，总装机容量360 MW。江西省峡江水利枢纽同江防护区防渗墙工程主要包含同赣堤防渗墙以及同南河左岸防渗墙，主要工程项目为：同赣堤500 mm（或600 mm）厚防渗墙面积约为80 000 m2；800 mm厚防渗墙面积约为20 000 m2；同南河左岸防渗墙墙厚为500 mm，面积约为13 000 m2。其中深度在25 m以内的有同赣堤桩号0+460～0+930、3+380～3+700及同南河左岸桩号14+020～ 15+400范围；深度在25 m以上的为同赣堤桩号1+270～3+380范围。800 mm厚的防渗墙为同赣堤桩号为0+ 970～1+270范围。

同赣堤堤线位于赣江支流同江河出口的赣江左岸，沿滩地布置，南起杨家塘村，经水南村东、同江河口、菜园村止于同江村北侧山地，堤线全长3.703 km。同赣堤防渗墙地质主要为第四系更新统冲积层（alQ2）粘土、砾质土、砂壤土和残坡积层（elQ2）粘土等，下伏基岩为二叠系（P）灰岩、炭质灰岩和炭系（C）云质灰岩，泥质钙质粉砂岩，局部灰岩质砾岩。

2 施工布置

2.1 主施工平台布置

施工现场有成槽机施工、浇注混凝土运输道路、冲击钻施工、起重机拔索扣管施工等，因施工现场交叉施工频繁，所以主施工平台所用场地也比较宽（图1）。

图1 防渗墙施工平台布置图

2.2 混凝土搅拌站场地布置

混凝土搅拌站共设两个，同江河口以北一个，同江河口以南一个。混凝土搅拌站现场需要砂、石子原材堆放区域；水泥罐架设区域；搅拌机架设区域及混凝土运输车、铲车运转区域。场地内原材堆放至少存放两段防渗墙所需材料，才能保证施工不能停顿。

2.3 供水、供电系统

施工现场取水条件非常之便利，直接从河道里架泵抽水。施工用电平时用电网的电。如在浇筑混凝土时电网停电，则启用备用发电机。

3 防渗墙施工

3.1 防渗墙的施工程序及方法

防渗墙成槽采用3台BH-12液压抓斗、宝峨GB60、宝峨GB34液压抓斗各1台成槽机成槽，膨润土泥浆护壁，导管法灌注水下墙身混凝土；先施工1个或几个先行槽段，再在先行槽段旁边施工连接槽段，最后以闭合槽段结束。施工过程中应做好泥浆护壁，并始终保持槽内泥浆面不低于导墙顶面（高程47.0 m）以下0.5 m且高于地下水位2 m以上。

防渗墙施工工艺流程见图2。

图2 防渗墙施工工艺流程图

3.2 防渗墙成槽施工

3.2.1 导墙施工

深度不大于50 m的防渗墙导墙，因顶拔锁扣管所受压力不大，所以此段导墙内不设钢筋，导墙为素混凝土导墙。

深度大于50 m的防渗墙的导墙因顶拔锁扣管所受压力大，所以导墙内应设钢筋。导墙施工工艺流程如下：

平整场地→测量定位→挖槽→打垫层→绑扎钢筋→立模板→混凝土浇注→养护→拆模加方木横支撑。

3.2.2 泥浆工程

（1）泥浆配合比。由于在粉砂层、砾石层中成槽难度较大，故护壁泥浆配比及制备主要针对粉砂地层。泥浆主要成分为膨润泥，加入CMC增粘剂（羧甲基纳纤维素，又称人造浆糊）、纯碱等辅助材料，泥浆配合比按规范及设计技术要求进行配置，在施工中应根据材料的性能、土质情况适当予以调整。

（2）泥浆管理。根据施工规范、设计招标文件及现场实际地质情况，确定各项指标如下：

比重：1.06～1.12;粘度：25～30;失水量：＜10 cc/ min;泥皮厚度：＜1.5 mm;pH值：8～9。

泥浆处理示意图见图3。

图3 泥浆处理示意图

3.2.3 成槽施工过程控制及注意事项

（1）成槽施工过程控制。按槽段划分，分幅跳槽施工，槽段划分根据预埋灌浆孔，间距2.1 m，确定每段为6.3 m。采用“三抓法”开挖成槽，即每幅连续墙施工时，先抓两侧土体，后抓中间小墙，如此反复开挖直至设计槽底标高为止。槽段垂直度检测采用“重锤测量法”，再通过相似三角形计算出槽段的垂直度。

（2）成槽注意事项。

①开挖之前，成槽机下需垫20 mm厚钢板，成槽机应以最大工作半径停机，严禁“一停三抓”，以减少开挖时导墙内外侧压力。成槽机起重臂倾斜度控制在65°～75°之间，挖槽过程中起重臂只作回转动作不做俯仰动作。技术人员要准确在导墙上标出开挖槽段尺寸，成槽机的主钢丝绳必须与槽段的中心重合。

②成槽机必须轻提慢放，严格控制成槽速度。开始开挖（6～7）m速度要缓慢，确保成槽垂直度，防止出现沿内或外侧开挖使连续墙偏移中心线。开挖过程中，技术人员要随时观察斗臂所在的平面是否与槽段所在的平面垂直，定时观测斗臂左右偏移情况，时刻注意下沉过程中的速度是否均匀。

③成槽过程中，混凝土罐车及交叉作业的重型自卸汽车、挖机铲车等大型机械设备不得在槽段边缘走动，以确保槽壁稳定。

④挖槽时，不断向槽内注入新鲜泥浆，保持泥浆面不低于导墙顶面以下（0.2～0.3）m。随时检查泥浆质量，及时调整泥浆以满足特殊地层的要求。

3.2.4 清槽换浆

槽段开挖至设计标高并经检查合格后，即可进行清槽换浆工作。

（1）清槽。采用沉淀法清槽，即在抓斗直接挖除槽底沉渣之后进行，为进一步清除抓斗未能挖除的细小土渣，以吸浆反循环法吸除沉积在槽底廓的土碴淤泥。

（2）换浆。保证清底换浆1 h后，槽底500 mm高度内泥浆比重不大于1.15，槽底沉渣不超过100 mm。在清槽换浆全过程中，控制好吸浆量和补浆量的平衡，不能让泥浆溢出槽外或让浆面落到导墙顶面以下30 cm。

3.3 防渗墙混凝土浇筑

（1）混凝土。地下连续墙混凝土具有一般水下混凝土浇注的施工特点，坍落度控制在（180～220）mm，粗骨料最大粒径＜40 mm，含砂率≥45%，具有良好的和易性。满足设计要求的抗压强度等级、抗渗性能及弹性模量等指标。

（2）导管布置。灌注混凝土采用内径为Φ250的快速接头钢导管，节长为2.5m，最下一节长度为4 m。导管下口距孔底（300～500）mm，不宜过大或过小。

标准槽段设置2根导管（异型槽段每边1根导管），导管间距2.75 m，导管距槽段端头为0.75 m。

（3）混凝土浇注。连续墙浇注必须在清孔完毕后4 h内进行。随着混凝土面的上升，要适时提升和拆卸导管，导管底端埋入混凝土面以下一般保持在（2～4）m，严禁将导管提出混凝土面。灌注水下混凝土的隔水栓采用预制混凝土塞，料斗做成圆锥形。施工中严格控制导管提拔速度和混凝土浇注速度，应派专人测量浇注进度，并将浇注信息及时反馈，以便施工控制。

灌注混凝土时，槽段内的泥浆一部分抽回沉淀池，另一部分暂时存放到导墙内。

（4）试件。每浇完1～2车混凝土，应对来料方数和实测槽内混凝土面深度所反映的方数，用测绳校对一次，二者应基本相符。每50 m3混凝土留置1组抗压试件，每一单元槽段增加留置1组抗压试件用以检验该槽段混凝土70%强度，每5个槽段制作1组抗渗试件。

（5）槽段接头。槽段接头采用接头管。接头管拔出时间，根据混凝土强度的发展情况、气温和接头管的埋置深度等而定。一般在混凝土开始浇注后（2～3）h开始拔动，再使管子回落，无异常后可每隔（20～30）min拔出（0.5～1）m。在混凝土浇注结束后（4～8）h内将接头管全部拔出。

（6）预埋帷幕灌浆管。本工程防渗墙底高程进入强风化岩层（0.5～1.0）m，下接帷幕灌浆，帷幕灌浆与混凝土防渗墙同轴线，帷幕灌浆孔孔距2.1 m，单排布置。坝体部分混凝土防渗墙施工时预埋帷幕灌浆管，预埋管选用直径130 mm、厚度为3.5 mm的钢管，预埋管施工采用“导向架”施工工艺。

①钢管加工。预埋帷幕灌浆管选用Φ108 mm无缝钢管。钢管下设到槽底20 cm，为保证钢管连接后顺直，单根钢管长度以（8～10）m为宜，钢管连接采用丝扣连接。

②预埋管孔位布置。防渗墙Ⅰ、Ⅱ期槽段均为6.3 m长，帷幕灌浆孔间距2.1 m，每一槽段中布置3个灌浆孔，每一槽段两端灌浆孔的位置距槽段两端的距离均为0.75 m。

③预埋管下设。预埋管下设采用预埋管导向架。导向架用槽钢焊接制作，导向架顶部设牵引钢丝绳，由卷扬机提升，在防渗墙施工混凝土浇筑时，导向架与混凝土面上升同步提升。

将焊接一体的6根底节钢管插入导向架后，再将导向架连同底节钢管固定在孔口，孔口设置管夹。待钢管按设计长度连接完成并下设至槽底后，管夹固定好孔口钢管，用卷扬起吊导向架慢慢下方至距槽底1.5 m处位置。浇筑混凝土时，导向架随混凝土面上升同步提升，确保钢管的位置不发生变化。

3.4 塌孔事故的处理

对混凝土防渗墙施工中几种常见事故的预防和处理，本工程主要表现在塌孔处理。混凝土防渗墙的深度一般为十几米到五十多米，在成槽和浇筑施工过程中，极容易出现塌孔现象。塌孔有孔口塌孔和孔内塌孔。塌孔的槽段主要发生在砂壤土、砂卵石层及浅层岩溶无填充（空洞）处。处理措施：一是在泥浆拌制过程中，适量加大泥浆比重，并掺入适量膨润土；二是在塌孔处备好合格的粘土料源。

4 防渗墙质量检验

4.1 质量评定

防渗墙进行质量评定477个单元，合格率及优良率均为100%。

4.2 混凝土随机取样检查

根据规范要求，采用了槽孔口混凝土随机取样，做抗渗、抗压等试验，共计取试块637组，其中抗渗试块160组，抗压试块477组，标准条件养护28 d做室内试验。抗压强度R28在（15.3～25.3）MPa，渗透系数K28在（3.6×10-7～5.6×10-7），全部试样均到达设计标准。混凝土防渗墙质量优良。

4.3 开挖检查

本工程对桩号0+775处进行了开挖检查，开挖深度8m（开挖高程从47m到39m)。经检查墙体槽段间混凝土胶结良好，墙体混凝土充填密实。墙体有效厚度，槽段间刷壁干净，无泥浆残留，符合设计标准。

4.4 工程重点与难点

同赣堤桩号1+500～2+300为岩溶地质，基岩起伏大，地下岩溶分布复杂。本槽段长6.3 m，液压抓斗1抓长2.75 m，斗宽为0.6 m，中间小墙为6.3-2.75-2.75=0.8 m，两爪之间现场实测最大高差达9 m，因此宽0.8 m、高9 m的小墙三角地带无法抓取干净，存在渗漏通道。

本工程防渗墙采用跳仓法施工，在Ⅱ序槽与相邻Ⅰ序槽之间岩面起伏大，在槽段两侧形成渗透通道。本工程在该区域防渗墙下有溶洞灌浆，接触段灌浆及灌浆预埋管垂直度的控制对下一道溶洞灌浆施工都显得尤为重要。

5 结 语

混凝土防渗墙是利用成槽机械借用泥浆护壁作用在地下挖出窄而深的槽，并在其内部通过特殊机具浇筑混凝土材料而形成具有防渗、挡土、承重等功能的连续地下墙体，该施工技术具有施工成本低、工期短、防渗效果好等优点。在水库堤防加固防渗工程中发挥了重要作用。

本工程同赣堤及同南河防渗墙处理轴线长度为4 689 m，其中包含防渗墙下溶洞处理长度1 953 m，800 mm槽宽的防渗墙长330 m溶洞灌浆在防渗墙浇筑过程中，灌浆预埋管垂直度的控制对下一道溶洞灌浆施工显得尤为重要，因同赣堤基础溶洞发育充分，造成在防渗墙成槽过程中塌孔数次，现场粘土回填量就多达9 000多m3，使得原有的岩溶空腔充填物发生了变化，建议在溶洞灌浆处理之前先做先导孔的施工，以比较判别地下溶岩充填物与设计地勘的差异，为溶洞灌浆的施工提供基础依据。

2016-05-27）

雷春华（1976-），女，湖北荆州人，硕士，讲师，目前从事港航专业的教学工作。