塑性混凝土防滲墻在彰武水庫除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用

□趙靜怡 □孫麗芳（安陽市彰武南海水庫工程管理局）

□莫振偉（安陽市潤安工程咨詢監(jiān)理公司）

一、工程概況

彰武水庫位于安陽市西南約25km的海河流域衛(wèi)河支流洹河上，總庫容0.78億m3，流域面積120km2。水庫主要由大壩（主、副壩）、溢洪道、輸水洞和電站四部分組成，是一座以防洪、城市工業(yè)供水、灌溉、兼顧發(fā)電和水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫。水庫大壩為均質(zhì)土壩，大壩壩頂高程137.6m，最大壩高28.7m，壩頂寬7.0m，壩頂總長1350m，壩頂防浪墻頂高程138.8m。由于彰武水庫主壩壩基為強(qiáng)透水層，水中倒土鋪蓋缺失反濾層，壩基滲流形態(tài)極不安全，被水利部大壩安全管理中心鑒定為三類壩。彰武水庫除險(xiǎn)加固工程于2008年10月開工建設(shè)，采用塑性混凝土防滲墻和高噴灌漿防滲墻技術(shù)。該工程截滲墻施工段范圍為樁號(hào)0-180～0+722，總長為902m，其中樁號(hào)0+000～0+660段660m為塑性混凝土防滲墻，兩側(cè)為高噴防滲墻。

二、防滲墻工程施工

塑性防滲墻施工方案為兩期施工，每個(gè)槽段6m，先施工Ⅰ期槽，后施工Ⅱ期槽。工藝過程為：修建施工平臺(tái)—測(cè)量放線—成槽機(jī)就位開槽—泥漿護(hù)壁—清孔換漿—清渣—安放混凝土導(dǎo)管—澆筑混凝土—墻段連接—質(zhì)量檢測(cè)。

（一）挖槽

考慮地質(zhì)條件、工期等因素，根據(jù)彰武水庫自身特點(diǎn)，選用“液壓抓斗成槽法開槽”，挖槽采用液壓抓斗直接抓挖成槽。槽孔中心偏差±3cm，槽孔孔深≥設(shè)計(jì)孔深，槽孔孔斜率≤0.4%。在開挖中利用泥漿固壁成槽，泥漿拌制采用高速泥漿攪拌機(jī)拌制，先送入泥漿沉淀池，后流入泥漿池并不斷攪動(dòng)循環(huán)，再由泥漿泵輸送到槽口用漿點(diǎn)。主河槽部位塌方嚴(yán)重槽段，為保證壩體安全，分別采取了濃漿、粘土換填搗實(shí)、縮小槽段長度等手段。

（二）水下混凝土澆筑

1.混凝土施工物理特性指標(biāo)、混凝土配合比根據(jù)設(shè)計(jì)要求經(jīng)實(shí)驗(yàn)室試配確定?；炷林饕锢硇阅苤笜?biāo)：入槽塌落度18～22cm，擴(kuò)散度34～40cm，混凝土初凝時(shí)間≥8h，終凝時(shí)間≤48h。

2.混凝土灌注采用水下直升導(dǎo)管法、槽孔墻體預(yù)埋件安裝就位后，下設(shè)ф250mm鋼制導(dǎo)管，導(dǎo)管為絲扣連接。導(dǎo)管安裝采用人工配合鉆機(jī)安裝，安裝的間距、深度執(zhí)行防滲墻施工相關(guān)規(guī)范。

3.水下混凝土澆筑采用球塞式隔水栓，導(dǎo)管距孔底的距離大于球塞的直徑。待混凝土料充滿導(dǎo)管和分料斗后上提適當(dāng)距離，讓混凝土一次封住導(dǎo)管底。根據(jù)本工程槽段長度，首次混凝土澆筑方量＜10m3。

4.按設(shè)計(jì)要求控制墻頂澆筑高程，終澆頂面全部按大于設(shè)計(jì)高程50cm控制，待澆筑二期混凝土土工膜連接時(shí)將此浮渣全部鑿除。

（三）槽段連接

防滲墻槽段連接采用接頭管法。一期槽清孔換漿結(jié)束后，在槽段兩端孔位置下設(shè)ф50cm鋼制接頭管，孔口固定，在混凝土澆筑過程中，根據(jù)混凝土初凝時(shí)間和混凝土面上升速度及上升高度起拔接頭管。混凝土澆筑后接頭管部位形成二期槽端孔，待二期槽成槽后連接成墻，接頭管分節(jié)制作，插銷連接，采用液壓拔管機(jī)起拔。

1.接頭管下設(shè)

按槽孔深度配置接頭管。采用20t吊車先起吊底節(jié)接頭管，下到銷孔位置，松開保護(hù)帽固定螺釘，用清水沖洗接頭結(jié)合面并涂抹潤滑油或脫模劑，然后吊起第二節(jié)接頭管，下到第二節(jié)接頭管銷孔處，插入鋼管，下放使其擔(dān)在導(dǎo)墻上，再按上述方法進(jìn)行第三節(jié)接頭管的安裝。重復(fù)上述程序直至全部接頭管下放完成。

2.拔管

拔管法施工關(guān)鍵是要準(zhǔn)確掌握起拔時(shí)間，起撥的時(shí)間過早，混凝土尚未達(dá)到一定強(qiáng)度，出現(xiàn)接頭孔縮孔和垮塌現(xiàn)象，起拔時(shí)間過晚，接頭管表面與混凝土的粘結(jié)力使摩擦力增大，增加了起撥難度，甚至接頭管被鑄死撥不出來，造成質(zhì)量缺陷。在施工初期，根據(jù)不同的槽孔深度和底層條件，通過先期槽孔施工，取得混凝土初、終凝時(shí)間及合理化撥管時(shí)間。

（四）質(zhì)量檢測(cè)

根據(jù)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，由河南省水利基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心站會(huì)同建設(shè)、監(jiān)理、施工單位共同商定檢測(cè)采用鉆孔取芯、注水試驗(yàn)配合無損探測(cè)方法進(jìn)行綜合檢測(cè)驗(yàn)收。本工程共110個(gè)槽段，在槽段接縫處及漏漿嚴(yán)重段抽測(cè)確定檢查孔數(shù)量12個(gè)，用取芯機(jī)取芯，巖芯送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行物理學(xué)性能指標(biāo)試驗(yàn)。用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，檢測(cè)孔深為孔底0.5m處，沖孔后進(jìn)行注水試驗(yàn)。高密度電法進(jìn)行無損探測(cè)，經(jīng)此3項(xiàng)檢測(cè)綜合確定成墻效果較好，深度符合設(shè)計(jì)要求，注水持續(xù)時(shí)間及漏水量均符合規(guī)范；要求且小于設(shè)計(jì)要求，防滲墻連續(xù)性完好。

三、施工過程質(zhì)量控制

按照規(guī)范要求，質(zhì)檢人員及監(jiān)理人員對(duì)槽孔建造、泥漿配置及使用、清空換漿、混凝土澆筑等質(zhì)量進(jìn)行檢查與控制。

一是槽孔中心線的位置在設(shè)計(jì)防滲墻中心線上、下游方向的誤差為≤3cm。

二是固壁泥漿原材料應(yīng)進(jìn)行物理、化學(xué)分析和礦物鑒定，并滿足如下要求：粘土粘粒量＞50%，塑型指數(shù)＞20，含砂量＜5%。

三是垂直度控制槽孔應(yīng)平整垂直，2m一段檢查孔斜，兩端主孔孔斜率≤3‰，其他槽孔孔斜率≤4‰，含漂石塊球體及基巖面傾斜度較大等特殊部位，孔斜率≤5‰。

四是墻體物理力學(xué)控制指標(biāo)：抗壓強(qiáng)度R28≥2.3MPa,滲透系數(shù)＜（19）×10-6cm/s，彈性模量600～900MPa。

五是墻體澆筑質(zhì)量控制的一般要求：嚴(yán)格按配比進(jìn)行兌料；墻體澆筑導(dǎo)管內(nèi)徑以20～25cm為宜，并應(yīng)定期進(jìn)行密封承壓試驗(yàn)；一、二期槽澆筑導(dǎo)管距孔端分別控制＜1.5m和1.0m，導(dǎo)管間距≤3.5m。當(dāng)孔底高差＞25cm時(shí)，導(dǎo)管中心應(yīng)置放在該導(dǎo)管控制范圍內(nèi)的最低處，導(dǎo)管底口與孔底距離≤25cm，并≤1.5倍球直徑；導(dǎo)管埋入混凝土深度應(yīng)≥1.0m且≤6.0m；混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中斷。

六是關(guān)鍵點(diǎn)控制孔位、孔深、孔斜和槽寬；槽孔嵌入基巖深度，一、二期槽孔間接頭孔的套接厚度；孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)，孔內(nèi)淤積厚度；接頭孔壁刷洗質(zhì)量；混凝土與塑性混凝土澆筑的質(zhì)量檢查與驗(yàn)收；混凝土與塑性混凝土原材料質(zhì)量的抽樣檢驗(yàn)；混凝土的最終澆筑高程；混凝土原材料檢驗(yàn)。

七是特殊情況處理。造孔過程中出現(xiàn)漏漿或塌孔現(xiàn)象時(shí)，施工單位除及時(shí)測(cè)試、記錄漿液漏失量和塌孔等詳細(xì)情況外，根據(jù)實(shí)際迅速查明原因，采取以下處理措施進(jìn)行處理：如僅是漏漿，則在泥漿中加入粘土、鋸末等材料；及時(shí)填充泥漿，并加大泥漿密度和黏度，以加強(qiáng)固壁效果；如仍不成能孔，則回填粘土，固結(jié)后，再進(jìn)行造孔施工。

四、結(jié)束語

彰武水庫除險(xiǎn)加固工程采用塑性混凝土防滲墻技術(shù)，有效解決了壩體、壩基滲漏問題，且具有施工速度快、工程造價(jià)低、防滲效果好、可靠性高等特點(diǎn)，對(duì)水庫除險(xiǎn)加固工程有很好的借鑒作用。