土石子围堰中塑性混凝土防渗墙施工质量控制

宋祖妹 陈振华

(中国水利水电第十六工程局有限公司 福建福州 350003)

土石子围堰中塑性混凝土防渗墙施工质量控制

宋祖妹 陈振华

(中国水利水电第十六工程局有限公司 福建福州 350003)

塑性混凝土防渗墙施工技术凭借其良好的应用效果，被广泛应用在水利水电工程施工中，并发挥着重要的作用。福建闽江水口坝下水位治理与通航改善工程的上下游横向子围堰，由于最大防渗深度超过10m，且河道束窄后航道流速超过5m/s，采用了塑性混凝土防渗墙施工技术，经钻孔及压水检查，防渗墙施工质量可控。在塑性混凝土防渗墙施工中，快速成孔顺利施工，保证防渗墙入岩深度，控制孔斜保证防渗墙体型精度，保证塑性混凝土质量，保证槽孔间接合部位处理质量，是质量控制关键点。

水利水电工程；土石围堰；塑性混凝土防渗墙；施工质量控制

0 引言

水利水电建筑工程施工中，围堰防渗质量的好坏直接影响整个工程后期的进展，是保证工程施工和人员安全的前提。防渗墙被广泛地应用在水利水电工程建设中，这种防渗方式能有效地对松散且透水的地基进行防渗处理。

防渗墙种类主要有桩柱式防渗墙、槽板式防渗墙、板桩灌注防渗墙、泥浆槽防渗墙[1]。

桩柱式防渗墙主要是通过钻机或者其他方法在堰体上钻孔，再采用混凝土和套管进行孔洞的回填。

槽板式混凝土防渗墙使用型号较大的冲击钻或者其他工具进行槽孔的挖掘，用泥浆对槽孔进行加固处理，检测槽孔合格后再向槽孔中回填混凝土。

板桩灌注防渗墙采用震冲的方法将钢板桩压入地基，通过钢板桩边缘的小钢管向堰体输入防渗材料，同时提出钢板。

泥浆槽防渗墙在施工时主先挖掘沟槽，并用泥浆等材料进行沟槽加固，再采用粘性土、砂砾石材料的混合体进行回填。

福建闽江水口坝下水位治理与通航改善工程的上下游横向子围堰，采用了塑性混凝土防渗墙施工技术。本文结合其施工实践，论述塑性混凝土防渗墙施工质量控制。

1 工程概况

水口坝下工程位于福建省闽江干流闽清县境内，上距水口水电站约9.0km，距闽清县城约5.0km，距福州约71.0km。工程主体建筑物由挡水建筑物、泄洪消能建筑物和通航建筑物等组成。

工程施工采用二期导流方式。一期施工围右河床，由左河床过流。为修建上、下游横向围堰及一、二期导流共用的纵向混凝土围堰，需修建子围堰。

子围堰导流阶段设计流量为3979m3/s。上游横向围堰堰顶设计高程为10.5m高程，下游横向围堰堰顶高程为8.0m高程。

子围堰投标方案是采用分层填筑方式，首先在低高程(4.5m～5.5m)进行戗堤石碴、中间砂砾料和背水面防护石碴填筑,之后再进行4.5m～5.5m以上堰体加高。堰体防渗则采用在砂砾料填筑区进行高喷灌浆。

由于水口电站水库无法在汛末调控流量至1900m3以下，而使子围堰戗堤远高于5.5m高程，且进占时水流流速较快，从而所用抛填进占石料多为料径较大的爆破开采石料。由于堰体材料中有较多的大块石，高喷灌浆施工钻孔易塌孔。且因河道束窄导致纵向子围堰迎水面水流流速较快，超过5m/s，同时防渗深度较大，多段超过40m，高喷灌浆施工难以保证成墙防渗效果。

因此，在右岸一期围堰上、下游横向子围堰进占后，对围堰结构进行了设计修改，上下游横向子围堰采用塑性混凝土防渗墙防渗，其后纵向子围堰也拟采用塑性混凝土防渗墙。

上下游横向子围堰的塑性混凝土防渗墙厚度80cm，嵌入基岩50cm，上游横向子围堰防渗墙轴线长259m，防渗墙最大深度45.59m，下游横向子围堰防渗墙轴线长223m，防渗墙最大深度为34.92m。防渗墙工程量约1.2万m3。

纵向子围堰的塑性混凝土防渗墙厚度主要取60cm，防渗墙最大深度约为40m，一般约在20m以内。

2 塑性混凝土防渗墙施工工艺

2.1塑性混凝土防渗墙的工艺流程

其工艺流程主要有3个工序：开挖浇筑导向槽、造孔成槽和浇筑成墙。

2.2造孔成槽

(1)槽位测量放样；

(2)防渗墙成槽采用两钻一抓法。先采用冲击钻机结合泥浆护壁造孔，必要时对漏浆或塌孔现象进行回灌返钻处理；

(3)再在两孔间采用全自动电脑控制液压GB34型抓斗铣挖成槽。

2.3浇筑成墙

(1)在护壁泥浆中，沉放钢筒，作为左右两侧端面模板；

(2)采用膨润土或粘土，混合水泥、砂石，拌和；

(3)采用导管，在护壁泥浆中浇筑水下混凝土，并排出泥浆；

(4)拔起左右两侧端面模板；

(5)采用多极钢刷，在两侧端面刷毛；

(6)左右两侧续浇形成连续墙。

3 泥浆和塑性混凝土质量控制

3.1各工序使用的泥浆指标

各工序使用的泥浆指标如表1所示。

表1 泥浆质量控制指标

3.2塑性混凝土配合比

水泥采用南平金牛P.O42.5，粉煤灰采用福建华能Ⅱ级灰，砂为闽江天然河砂，碎石为5mm～20mm的闽江河道卵石轧制碎石，外加剂为石家庄长安育才的GK-4A缓凝高效减水剂。塑性混凝土配合比如表2所示，配合比试验成果如表3所示。

表2 围堰塑性混凝土配合比

表3 塑性混凝土配合比试验成果

4 塑性混凝土防渗墙施工质量控制要点

4.1做好土石围堰填筑质量控制

做好土石围堰填筑质量控制，认真控制防渗墙部位的填筑料料径，确保冲击钻机造孔时避免或减少孔内漏浆或塌孔现象，避免或减省回灌返钻处理，保证塑性混凝土防渗墙高效保质顺利施工。

4.2做好导向槽

确保导向槽部位土石围堰的压实度，并确保导向槽的整体性和刚度符合防渗墙施工使用要求。

4.3避免并防止槽孔倾斜

抓斗采用自动纠偏系统，控制孔斜。造孔过程中进行跟踪监视，确保成槽机悬吊机具的钢丝索必须在导向槽中心线上成铅直状态，不能松弛。同时，在成槽过程中，对垂直度进行跟踪观测，采用三角型相似的方法检测孔斜，做到随挖、随测、随纠，一般要求确保达到4‰的垂直度要求。

4.4落实泥浆使用质量把关

新的泥浆拌制后，需进行泥浆性能检测，合格后方可使用。在成槽过程中，对泥浆质量每班多次定期检查，抽检泥浆性能指标，进行动态控制。在清底结束后，进行泥浆性能检测，如不合格进行换浆处理。对回收泥浆进行检测，如性能指标严重恶化，则需作废浆处理。

4.5规范抓斗成槽作业

抓斗出入导向槽口时要轻提慢放，防止泥浆掀起波浪，影响先行幅防渗墙导向槽下面的土层稳定。抓斗上升时，需不断向槽内补充合格护壁泥浆，抓斗上升速度与泥浆补充速度相适应，并保持泥浆液面在导向槽顶面以下30cm以内，避免出现槽内泥浆下降过快而产生塌孔现象。

4.6认真判断入岩深度

基岩面深度的准确鉴定，是保证整个防渗墙嵌岩深度的关键。由于地质条件复杂，槽孔钻进过程中可能会遇到与该段基岩矿物成分类似或完全相同且体积较大的漂石，有时会让人误认为已到基岩面，而停止钻进，造成防渗墙中下方还是强透水层的“吊帘”现象的发生，形成渗漏通道，影响墙体质量。

4.7保证清孔工作质量

清孔不彻底，槽底的落淤物不能被彻底掏出，会造成基岩与防渗墙体分离，形成透水带。同时，泥浆未被完全置换出来，大量钻渣或离析的泥浆在浇筑混凝土过程中很可能进入混凝土防渗墙中，影响墙体质量。采用反循环与抽砂筒法相结合的施工方法进行孔底清淤，施工时可将胶凝材料系于钻头底部，放至孔底后进行钻打，经过一定时间胶结材料把细砂胶结在一起，用抽砂筒进行抽砂，使细砂成份被抽出，清理后检查，使孔底落淤淤积厚度在10cm以内，从而保证混凝土与基岩有效连接。

4.8做好相邻槽段间接头处理

工程前期，采用圆形锁扣管浇筑形成接头，在开挖槽端紧靠土壁安放接头管，待混凝土浇灌后，逐渐拔出锁扣管，在浇筑段端部形成半圆形的混凝土接缝面，稍作拉毛，可具有良好的结合效果。工程后期受施工时限等多方面的限制，对接头孔混凝土采用二次钻凿，直接钻孔形成接合槽。根据混凝土试块的凝结情况和初凝时间，合理地控制锁扣管的起拔时间或混凝土二次凿除时间。在二期槽段浇筑混凝土前用自制的多极钢刷对孔壁连接位置进行长时间的刷洗，直到刷子钻头上不带泥屑为止，防止接头处夹泥而发生渗漏。

4.9控制混凝土浇筑质量

做好出机口混凝土性能指标检测，确保符合设计要求。严格按规范要求下设导管，在浇筑过程中控制下料速度和各导管的下料量，使槽段内混凝土上升速度和高度基本一致，避免局部混凝土夹泥。必须控制导管拆卸速度和埋设深度，要随时用探锤测量混凝土面实际标高，计算混凝土上升高度，导管下口与混凝土相对位置，避免导管提脱，防止墙体混凝土出现骨料集中和断桩现象。混凝土浇筑应连续进行，因故中断时不得超过40min，流动性及和易性不合格的混凝土不得进入槽孔。

5 结语

截止目前，水口坝下工程上下游横向子围堰和纵向子围堰已完成进占填筑，其中横向子围堰塑性混凝土防渗墙进行了钻孔取芯和压水检查，总体而言塑性混凝土防渗墙的施工质量是可控的。

塑性混凝土防渗墙属重要隐蔽工程，现场质量管控有一定难度，关键之一是针对大块石堆填区不良地层，确保施工过程中的泥浆质量，保持护壁效果，必要时可先回灌固结后再钻进。关键之二是强化入岩情况的分析检查，确保防渗墙嵌入基岩。

相关质量控制实践经验，可供类似工程参考。

[1] SL174-2014 水利水电工程塑性混凝土防渗墙施工技术规范[S].北京：中国水利出版社，2014.

Researchonthequalitycontrolfortheplasticconcretecut-offwallusedinearth-rockcofferdam

SONGZumeiCHENZhenhua

(Sinohydro Bureau 16 Company Limited,Fuzhou 350003)

The plastic concrete cut-off wall technology is widely used and plays a key role in water conservancy and hydropower projects on the strength of its outstanding effect.Given the maximum cut-off depth over 10m and the contracted waterway flow speed over 5m/s, this technology was adopted in the upstream and downstream horizontal sub-cofferdam of Fujian Minjiang Shuikou Dam Level Governance and Traffic Improving Project .The cut-off wall construction quality is controllable by drilling and injection test.The key construction quality control points including quick drilling, sufficient depth into rock, controlling hole inclination to ensure the accuracy of cut-off wall, ensuring quality of plastic concrete and joints between holes were mainly discussed in the paper.

Water conservancy and hydropower engineering；Earth-rock cofferdam；Plastic concrete cut-off wall；Construction quality control

TV544

A

1004-6135(2017)10-0061-03

宋祖妹(1975.1- )，女，高级工程师。

E-mail:245241751@qq.com

2017-07-06