防渗墙固壁泥浆的制备与施工

尹红

（湖南宏禹水利水电岩土工程有限公司 长沙市 410007）

1 概 述

随着我国混凝土防渗墙施工技术的发展，防渗墙已广泛应用于各种复杂地层中，由于工程的需要和技术的进步以及施工设备的多样化，混凝土防渗墙已经可以做得很深而且薄，并广泛用于堤防和病险库处理。在湖南省岳阳市云溪区双花水库坝体防渗墙施工中，针对坝体填筑料的特点，进行了固壁泥浆的试验及施工，取得了很好的效果。

根据钻孔资料，本工程防渗墙体地层分布情况为：

（1）第四系人工填土层：为大坝填筑体，表层为杂填土层，厚约0.5m左右，由碎石、砂土、耕植土、粉质粘土等混合组成，结构松散。其下主要为棕红、土黄色或灰绿色～深褐色粉质粘土，含有机质较多，软塑状态，夯实度差。

（2）第四系残坡积层，厚0.2m，灰白色，砂土，稍湿，结构松散，分布于两岸坝体与基岩接触带。

（3）基岩，为震旦系浅变质板岩、变质砂岩，表部强风化，透水性极强。

根据设计,该工程防渗墙墙厚0.6m，墙深平均40m。由于大坝填筑体成孔条件差，易发生孔壁坍塌、埋钻等孔内事故。因此，拟采用泥浆固壁，以确保防渗墙成槽稳定。

2 泥浆制备

2.1 泥浆制备原则与步骤

2.1.1 泥浆制备原则

（1）根据地基条件和施工方法来确定泥浆的制备方案。

（2）泥浆的原材料、配合比和配制方法应通过试验确定。

（3）在泥浆性能满足使用要求的前提下，应尽可能选择成本低、效率高且便于管理的制备方案。

2.1.2 制备泥浆的步骤

（1）调查分析地基和施工条件，掌握易塌地层的特性和施工对泥浆的要求；

（2）调查料源（料场），选定泥浆材料和外加剂；

（3）针对上述条件，确定泥浆的粘度、密度等基本性能指标；

（4）拟定泥浆的基本配合比；

（5）进行配制试验，调整配合比；

（6）进行制浆工艺试验，确定配料程序、搅拌方法和搅拌时间；

（7）拌制并贮存施工用泥浆。

2.2 固壁泥浆配比试验

2.2.1 泥浆材料选择

考虑膨润土泥浆的密度较小，浇筑混凝土时的置换效果较好，有利于成墙质量，同时也便于泥浆循环使用，故选用膨润土泥浆。

（1）膨润土。采用Ⅱ级商品膨润土，试验前，对每批进场的膨润土进行质量抽检。根据检测结果，每批膨润土的各项指标（包括Φ600读数、滤失量、动切力、湿度等）均达到了二级指标。

（2）泥浆用水。采用水库内天然水。库内水为岳阳云溪区饮用水，其性质没有问题。

（3）泥浆处理剂。在工程施工过程中，为调整到合适的浓度，加入了少量碱类（碳酸钠），浓度为0.1%。和羧甲基纤维素（简称CMC）作为增粘剂。出现漏浆时加入了部分水玻璃（硅酸钠）速凝防漏。

2.2.2 泥浆粘度选择

在进行泥浆的配合比试验之前，根据地质条件确定所需的泥浆粘度，以便确定泥浆的基本配合比。由于该地层较易坍塌，地下水位埋深大于5m，又由于单个槽段施工时间较长，地基的上部为人工填筑坝体，土质较为松散，故采用较高的泥浆粘度。选用泥浆粘度为（25～27）s。

2.2.3 确定基本配合比

所需粘度确定后，从不同加碱率的粘度——浓度（或密度）关系曲线上查得所需的泥浆浓度和加碱率。在合理的密度和加碱率范围内选择成本较低的浓度作为泥浆的基本配合比。然后按此配合比拌制泥浆样品，并测试其密度、粘度、失水量、稳定性、胶体率、静切力、泥皮厚度等性能指标。

2.2.4 泥浆性能的调整

在泥浆的基本配合比确定后，通过试验检验按该配合比配制的泥浆是否能满足特性要求。没有完全达到所需的泥浆特性时，要增减材料的使用量，调整基本配合比。如泥浆的粘度不够，失水量过大，胶体率和稳定性不合格；采用增加泥浆浓度和加碱率的方法进行调整。试验各泥浆浓度下的性能检测统计见附表。

根据实验数据可知其制备的泥浆的性能指标符合规范要求，可以用作防渗墙固壁泥浆。

附表 试验各泥浆浓度下的性能检测

3 泥浆护壁施工

3.1 泥浆拌制

膨润土泥浆拌制选用杭探ZJ-400A高速搅拌机拌制。搅拌的时间（4～5）min，膨润土的水化溶胀有一个过程，经搅拌后的膨润土泥浆在储浆池中放置5h使泥浆充分溶胀后再使用。首先将水加至搅拌筒1／3后，启动制浆机。在定量水箱不断加水的同时，加入膨润土粉搅拌2 min后，加入事先用清水溶解的CMC（1%～3%）溶液，CMC液继续搅拌lmin即可停止搅拌放入新浆池中。

按试验的配合比配制泥浆，各种材料的加量误差不大于5%。

3.2 泥浆的贮存

现场布置泥浆池2个用于倒换存放新制泥浆，以满足泥浆溶胀的要求；此外，还有单独的浆池存放清孔用泥浆和回收泥浆。新制泥浆储存于泥浆池中。为了防止浆池内的泥浆沉淀，用泥浆泵循环浆池内的泥浆。

3.3 泥浆的回收和净化

泥浆在使用过程中，随着膨润土等主要材料的消耗杂质的混入，其性质会逐渐恶化。为了降低成本和防止污染，我们采取措施，尽量回收泥浆，泥浆净化主要采用沉淀法。

3.4 泥浆的质量控制和检验

（1）新制膨润土浆必须充分水化溶胀后使用。

（2）储浆池内泥浆应经常搅动，保持指标均一，避免沉淀或离析。

（3）槽内泥浆的性能指标随时进行检测，并保证达到规范标准，经过净化处理的泥浆必须在使用前进行测试。在成槽过程中，应在循环浆沟中取样，检测有关指标，如超出限值，必须进行处理。如果膨润土的密度、粘度和含砂率无法满足要求，则要更换为合格的膨润土浆。

（4）在槽孔和储浆池周围设置排水沟，防止地表污水或雨水大量流入后污染泥浆。被混凝土置换出来的泥浆距混凝土面2m以内的浆液，因污染较严重，予以废弃。

4 结语

本次防渗墙施工，经过周密计划、精心组织和施工过程中严格监控，完成了预定项目内容和工程量，经过严格检测，防渗效果是好的。其重要施工环节泥浆的制备和施工起到了关键的作用。实践证明，用优质膨润土泥浆固壁效果好，遇漏浆时加入速凝防漏剂或者采用回填黏土堵漏的处理措施是合适的。