射水法塑性混凝土在三溪水水库加固工程中的应用

谢展望

摘 要：射水法造墙进行塑性混凝土防渗墙的施工在我国的堤防工程及水库加固工程中得到了广泛应用，其优点是设备较系统，成墙的垂直度高，质量事故少，施工速度快，投资少等。在三溪水水库加固工程中使用该工法进行防渗墙施工，因其该工法工艺技术成熟，借鉴经验丰富，所以在施工中主要是重点控制防渗墙的质量，从而提高整个工程质量。

关键词：射水法 塑性混凝土防渗墙 应用 三溪水水库加固

中图分类号：TV62 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（c）-0078-02

1 工程概况

1.1 工程位置及规模

陆丰市三溪水水库位于螺河流域中游的南北溪支流，距大安镇约4.5 km，由原三溪水水库和石隆窟水库组合而成。三溪水水库属三等工程，主要永久建筑物（挡水建筑物、泄水建筑物、输水建筑物，均为3级建筑物。

1.2 地质情况

本区地震加速度值为0.05 g，反应谱特征周期为0.35 s，相应地震裂度为6°。库坝为II类场，地层属中硬土类，没有液化砂土地层。坝址区地层较为简单，仅有新生界上第三系及第四系地层分布。上三层地层为砾岩、砂岩、泥岩组成，厚度为3.5～6 m。第三系地层为水库坝基下的相对不透水层。第四系地层主要为砂卵石、粉土和粉砂组成，主要分布在河谷左岸及现代河床中，厚度为6～22 m，为水库坝基下的中、强透水层。

1.3 防渗墙布置

本次除险加固项目中的塑性混凝土防渗墙主要应用在主坝、1#副坝、6#副坝的防渗处理，设计防渗墙总长1680 m，混凝土墙中心线布置在坝轴线；最大墙深20.6 m；塑性混凝土防渗墙底部深入土坝建基面以下3 m，各坝主要工程量见表1。

2 施工方法及技术措施

根据坝体地质条件及防渗墙结构，结合现场施工条件采用CSF-40型薄壁混凝土防渗墙造墙机进行施工，其施工工艺流程图如图1所示。

2.1 施工准备

2.1.1 槽段划分

槽段划分以一、二槽间施工预留缝宽值宜小不宜大的原则。根据施工条件及经验确定一期槽长2.00 m，二期槽长2.04～ 2.10 m。

2.1.2 测量放线

通过布设测量导线及测量控制网，精确施放防渗墙轴线控制点，定出防渗墙轴线。

2.2 射水造墙机安装就位

2.2.1 安装就位

在射水造墙机就位紧固定位器前，先平整夯实场地平整纵向坡度<3°，横向高差<10 cm的射水造墙机作业面；铺轨水平，调校造槽机平台水平，精调造槽机导向门架铅垂，天轮，导向门架中心，平台口定位中心同在一条铅垂线上。

2.2.2 造孔前射流检查

进行射水造墙造槽施工前，排气后启动射流清水泵，打开闸阀，调节射流水压，进行地面试喷射水，并检查所有喷嘴射流是否正常（造二序孔时，打开成型器两侧的侧向喷嘴，确保所有喷嘴射流正常）。

2.3 造孔糟

成槽，调整水泵压力，通过正循环泵抽吸泥浆池内的泥浆，经正循环管至成型器底部喷嘴射出而产生的泥浆射流作用，及主卷扬提落成型器产生的重力冲击作用，联合冲切、破碎地层，经过反循环出渣从而进行造槽。建造II期槽孔时，在相邻的量块一期砼槽板初凝后进行。在造II期槽孔时，先行打开成槽器两侧各三个侧向喷嘴，并检查、确保喷嘴通畅，保证射流压力在0.4 MPa以上。

2.4 清孔槽验收

采用设备自身的正反循环系统进行换浆清孔，并满足槽内固壁泥浆性能指标，槽底淤积厚度，接缝面刷洗等质量要求，清孔排渣应达到孔底淤积厚度不大于0.10 m，孔内泥浆重度不大于1.3 g/cm3；清孔合格后4小时内必须开始浇筑混凝土。

2.5 混凝土浇筑

清孔合格后4小时内安装完导管进行浇筑混凝土，浇筑采用导管内径为20 cm的泥浆下直升导管法施工。

开浇混凝土前，先在导管内注入适量的水泥砂浆，并准备好足够数量的混凝土，以使导管底口的木球塞被挤出后，能将导管底端埋入混凝土内。槽孔底部高低不平时，从低处浇起。

混凝土采用连续浇筑，槽孔内混凝土面上升速度在1.8 m/h，并连续上升至施工平台高程顶面。

槽内混凝土面均匀上升，高差控制在0.5 m以内。每30 min测量一次混凝土面，在开浇和结尾时增加测量次数。

一个槽孔使用两套以上导管浇筑时，中心距离不大于4.0 m。导管中心至孔端部或接头管壁宜为1.0 m～1.5m，当孔底部的高差大于250 mm时，导管布置在其控制范围的最低处。

3 塑性混凝土防渗墙质量控制及检验

射水法造墙机组进行混凝土地下连续墙的施工在工程中得到了广泛的应用，该工法工艺技术成熟，借鉴经验丰富，所以在射水法塑性混凝土防渗墙施工中重点控制的是防渗墙的质量。

3.1 塑性混凝土防渗墙质量控制

3.1.1 成槽质量控制

造槽时适时进行孔位、孔斜（0.4%）检查（检测），并通过操控设备自身的软硬导向及施工导向槽使造槽铅垂、各单墙位于防渗墙轴线的同一立面上，确保造槽垂直精度。

造槽时及时向槽内补充新鲜泥浆，保证槽内泥浆保持在导墙顶面下30～50 cm内，保持槽内泥浆侧压力，保护槽壁，防止槽壁坍塌，并注意槽内泥浆性能变化，及时调整。

成槽的槽孔壁平整垂直，没有梅花孔，小墙等，孔斜率不大于4%。同时I、II期槽孔两个相邻孔位中心在任一深度的偏差都不大于设计墙厚的1/3（即13 cm），孔位允许偏差不大于0.03 m。

3.1.2 材料质量控制

对所有使用的原材料均通过取样试验，所有質量必须符合设计及相关规范要求。

砂：细度模数3.1～3.6，吸水率0.9～2.4%。石：含泥量0.3～0.4%，针片状含量1.4～13%，吸水率0.3～0.59%。水泥：初凝时间148～225 min，终凝时间206～296 min，28天抗压强度33.6～37.2 Mpa。粘土：比重1.15～1.25 g/cm3，含砂量0.1～1.8%，粘度17.0～18.1 s。

3.1.3 拌和物质量控制

混凝土拌和物严格按照通过试验确定的施工配合比称量配料（配合比见表2），严禁擅自更改，其强度、和易性必须满足相关规范规定及设计的要求，混凝土即拌即用，施工过程中适时进行检查（检测）控制，并及时采取纠偏措施，保证混凝土拌和质量。

3.1.4 混凝土浇筑质量控制

整个质量控制过程中除了成槽影响到成墙质量，混凝土浇筑工序也是重要影响墙体的施工质量的因素，所以必须对工序的各个环节进行检测（检查）控制，及时发现及时纠偏，保证混凝土浇筑质量。

墙体混凝土浇筑采用“直升导管法”导管内径为20 cm，浇筑时，导管定期进行密闭承压试验。

浇筑时导管一般布置在槽孔中间，当孔底高差25 cm时，则应布置在其控制范围的最低处；导管内径为φ200 mm，开浇采用“压球法”，即开浇前在导管内放入隔离球塞，并准备足够的混凝土，保证开浇时隔离球塞被挤压出导管后混凝土能将导管底埋住；浇筑过程中应保持混凝土面均匀上升，并经常活动导管，防止发生抱管事故；开浇后在孔口应设置盖板，防止混凝土落入槽孔内产生絮凝造成浇筑事故。

清孔验收合格4小时内必须开盘浇筑混凝土，并由专职值班技术员全过程跟踪、检测（检查）控制，及时采取纠偏措施，保证混凝土浇筑连续正常进行。

浇筑时，孔口设置盖板，避免混凝土及其他杂物散落槽孔内。

导向墙拆模后，应及时在导向墙间按一定间距加设木支撑，在导向墙混凝土养护期间，严禁重型机械在导墙附近行走、停置或作业，以防导向墙变形。

3.2 塑性混凝土防渗墙质量检验

检验方法包括槽口随机取样检查、钻孔取芯检查、钻孔压（注）水试验，芯样室内物理力学性能试验等。塑性混凝土防渗墙墙体质量检测主要以墙体上布置检查孔及混凝土性能取样为主，配合表层开挖探孔检查墙体厚度与孔搭接质量为辅；槽口随机取样检查混凝土的施工性能，每班取样检查两次，开浇前检查。质量检查试件数量：抗压强度试件、抗渗性能试件、弹性模量试件左右坝段均至少成型一组。钻孔为每坝段均不少于一孔，每孔均做钻孔取样和压（注）水试验，钻孔取样为每孔取试样2组，进行室内检测，取样部位为钻孔中部和底部。质量检验结果见表3。

根据施工规范规定对混凝土抗压强度试块进行统计分析，离差系数：CV=0.20<0.22。

工程完成后通过对每坝段2～3槽段进行开挖检查，检测结果墙体质量良好、垂直精度高、平整、无裂缝、无加泥、无分层现象、接封严密，渗透系数k<5.0×10-7 cm/s。

混凝土防渗墙共有79个单元，经过评定合格个数79个，合格率100%，优良个数73个，优良率92.4%。

4 结语

虽然射水法造墙进行塑性混凝土防渗墙施工方法是一较成熟的工艺，但其施工过程较为复杂，要保证成墙的质量，还必须根据现场实际控制好每一个施工环节。

参考文献

[1] SL 174-96水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范[S].2005.

[2] 王清友，孙万功，熊欢.塑性混凝土防渗墙[M].北京：水利水電出版社，2008.