【學員問題】砂礫石地層塑性砼防滲墻的施工方法？

　　【解答】水工建筑結(jié)構(gòu)設計中，基礎防滲透措施有多種，例如：砼防滲墻、高壓旋噴、擺噴砼防滲墻、土工膜防滲、砼防滲墻結(jié)合土工膜防滲等。重要的水工建筑物（如水電站）還設有深層防滲帷幕，有用鉆孔灌漿形成地下深層防滲墻的。

　　防滲墻的施工工法，在過去的文獻資料中提出過不少，但往往是針對大型水利水電工程，且對施工所應具備的條件要求較高。山西省引黃工程總干三級泵站場區(qū)基巖面上均為砂礫石地層，在該項目防滲墻施工中，采用沖擊鉆孔泥漿正循 環(huán)法出碴施工，取得了較好的效果。本方法適用于場地狹小的中小型水工建筑物防滲墻施工。

　　一、工藝特點及適用范圍

　　1、工藝特點

　�、僭O備簡單，對場地條件要求低，使用靈活方便。

　�、谀酀{可循環(huán)利用，減少粘土資源的浪費。

　　③成孔質(zhì)量較好，經(jīng)濟效益明顯。

　　2、適用范圍適用在松散沖洪積地層、有液化或淤泥質(zhì)等復雜地層中的防滲墻施工，要求防滲墻深度≤50m、墻體寬度在0.6—1.Om范圍內(nèi)。

　　二、主要施工工藝

　　1、平整場地：根據(jù)現(xiàn)場已有資料特別是地下水位資料，確定最低施工平臺高程進行場地平整，形成完整的施工現(xiàn)場。

　　2、測量放線：根據(jù)設計圖紙測放出防滲墻施工軸線。

　　3、修筑砼導向槽：按施工方案修筑砼導向槽（關于槽的結(jié)構(gòu)有木制、鋼木混合式混凝土等形式，可根據(jù)實際條件合理確定）。

　　4、劃分施工槽段：根據(jù)砼澆筑強度，合理劃分施工槽段，選取施工方法。常用施工方法為二期槽段分期施工法，接頭處套接0.6倍墻寬。另外還有分槽段連續(xù)施工法，接頭處套接一鉆，形成連續(xù)墻。槽段長度均應根據(jù)墻體深度、厚度，地質(zhì)水文情況，泥漿護壁能力，以及砼澆筑速度來確定。

　　5、進行槽段施工（一、二期）。

　　三、主要施工方法

　　1.根據(jù)劃分的槽段長度，確定主孔鉆孔數(shù)量、位置和副孔壁打長度（本方法一般不考慮采用孔內(nèi)接碴斗），按照先施工主孔、后劈打副孔的順序施工。主孔采用十字圓形鑄鋼鉆頭依次施工主孔，然后用鼓形鉆頭將剩余土體劈打修平。形成槽孔后，用鉆機上下拉動槽頭刷清理槽壁至合乎規(guī)范要求。成槽必須做到：槽形規(guī)范、槽寬合格、槽底和槽壁沒有探頭石和小墻。對于砂礫石地層，優(yōu)先利用當?shù)卣惩临Y源制作泥漿。泥漿可由粉碎的粘土加水攪拌后，放置在泥漿池中充分水化制成。也可邊鉆孔邊填粘土造漿。在鉆進過程中，鉆碴通過立軸離心式泥漿泵不斷送人孔底的循環(huán)泥漿帶出槽口外，并及時從沉淀池中撈取堆存，根據(jù)碴樣準確判斷地層變化以指導施工。堆放的鉆碴則可及時清運出場外，以保持施工現(xiàn)場通暢。按常規(guī)的施工方法，一般還應配置掏碴桶，在必要時掏抽槽底鉆碴。使用鉆機型號為C30，由鉆頭、機架、卷揚機三部分組成，鉆頭由5T慢速卷揚機牽引提升，鋼絲繩自由懸掛，無動力下放，掘削的泥土混在泥漿中以正循環(huán)方式排出槽外。下鉆應使吊索保持一定張力，引導鉆頭垂直成槽，下鉆速度應取決于泥渣的排出能力及土質(zhì)的軟硬程度。

　　2.護壁泥漿制備工藝。

　　采用自成泥漿護壁作業(yè)，只設沉淀池，泥漿池安泥漿泵一臺排泥渣，泥漿池采用臥式雙軸泥漿攪拌機，為滿足使用要求，泥漿池的容積一般應為一個單元槽段挖掘量的1.5—2.0倍。泥漿應調(diào)至均勻，一般新配泥漿密度應控制在1.01—1.05t/m3，循環(huán)過程中泥漿控制在1.25—1.30t/m3之間，遇松散地層，泥漿密度可適當加大，澆筑混凝土時，槽內(nèi)泥漿控制在1.15—1.25t/m3之間。在成槽過程中，要不斷向槽內(nèi)補充新泥漿，使其充滿整個槽段。泥漿應保持高出地下水位0.5m以上，亦不應低于導墻頂面0.3m.在同一槽段鉆進，遇到不同地質(zhì)條件和土層，要注重調(diào)整泥漿的性能和配合比，以適應不同土質(zhì)情況，防止塌方。

　　3.成槽驗收。

　　按設計要求的槽深施工完畢，申請驗收。一般的檢驗指標為槽寬、槽深、垂直度。

　　檢驗方法：除在水電工程施工組織設計中所提到的采用儀器測量方法外，比較簡單、而又適合現(xiàn)場使用的檢驗方法就是采用探籠法。根據(jù)槽段長度、槽寬尺寸用合適直徑的鋼筋焊制成矩形籠體。檢驗時，利用鉆機吊起探籠，下入槽內(nèi)至槽底，應達到籠體上下自如不掛槽壁，且軸線偏差不超標，方可轉(zhuǎn)入下一道工序施工。

　　4.清孔掏渣。

　　清孔換漿，指的是在混凝土澆筑前，清除槽內(nèi)漿液中懸浮的鉆碴和槽底的沉碴。正規(guī)的方法是：利用新鮮合格漿液，逐步置換槽內(nèi)帶浮碴的漿液，在置換的同時即可清出浮碴。比較適合施工現(xiàn)場的換漿方式，則是直接利用泥漿泵來循環(huán)漿液，將槽內(nèi)浮碴和槽底沉碴帶出槽外清出，直至漿中已無明顯粒狀碎屑。換漿指標：密度1.15—1.25t/m3，粘度25S—30S，含砂率小于5—10%.比較適合現(xiàn)場控制的方法，一般是用比重計直接測量泥漿密度，既方便又簡單，故較常使用。相對于防滲墻的混凝土施工來說，最主要的是保證混凝土施工階段槽內(nèi)漿液的質(zhì)量參數(shù)不發(fā)生變化，以順利完成槽段澆筑。

　　5.每槽段內(nèi)下入二套導管，兩導管間距不宜大于3.Om，每根導管距離槽頭不宜大于1.5m.如果防滲墻設計中有鋼筋籠，則應按規(guī)范加工做鋼筋籠，現(xiàn)場拼裝，下入設計要求的深度并加以固定。

　　導管的選用，應與混凝土澆筑強度和混凝土面上升速度相匹配。

　　導管分節(jié)長度：底節(jié)宜為2500—4000mm，中間節(jié)1000—2000mm，漏斗下配管長度宜為1000mm.另外，還應設置長度小于1000mm的調(diào)節(jié)管。制作的導管內(nèi)徑一致，內(nèi)壁光滑圓順。導管安裝應豎直，接頭連接緊密不漏水。每根導管均應置于槽寬的1/2處，下端高出槽底0.4m.

　　漏斗容量須滿足開澆混凝土封底并達到埋管1.Om以上的要求。漏斗容量不能滿足開澆量要求時，必須增設儲料斗。按以往的慣例，導管中應設隔水球，但是近年來的施工經(jīng)驗，在不加隔水球的條件下，更能保證混凝土開澆順利。因此，本方法建議：一般可不考慮設置隔水球，而采用漏斗底部加裝活板的方法。此法在實踐中多次運用，從未出現(xiàn)過開澆不能順利下料的情況。

　　6.澆筑混凝土。

　　①混凝土配合比。

　　常規(guī)混凝土防滲墻混凝土配合比均以塑性混凝土為主，此配合比適用于地下防滲墻自流成型施工柔性材料，它具有極低的彈性模量、抗拉強度高、防水抗?jié)B性能好等特點，能適應較大變形。由于它的這些特性使得塑性混凝土防滲墻在荷載作用下墻內(nèi)應力值很低，克服了剛性混凝土防滲墻易產(chǎn)生裂縫的缺點。由于低透水性的粘土和膨潤土的加入，使混凝土具有大的流動、粘聚性（坍落度18—20cm，擴散度34—38cm），并使得塑性混凝土的滲透系數(shù)接近甚至小于剛性的滲透系數(shù)，且有適當?shù)膹姸�，可以承受垂直方向的壓應力和地下水的滲透壓力。

　　②混凝土澆筑。

　　混凝土澆筑方案需根據(jù)現(xiàn)場具體條件確定。a、拌和站生產(chǎn)，汽車水平運輸，現(xiàn)場搭設澆筑平臺，汽車直接卸人儲料斗；b、拌和站生產(chǎn)，汽車水平運輸，現(xiàn)場利用吊車配料罐垂直運輸卸人儲料斗；c、條件許可時，拌和機設在現(xiàn)場的一定高度上，直接拌料送人儲料斗。建議在有拌和系統(tǒng)的條件下，優(yōu)先采用a、b方案。用方案c施工，當砼料不合適時，難以處理。

　　一個槽段混凝土的首次灌注量，應按導管埋人混凝土內(nèi)的深度不小于1.Om計算。

　　開始澆筑時，同時拉開（兩組）儲料斗活門，混凝土料連續(xù)進入漏斗并沖開漏斗活板，順導管沖入孔底。全部儲料進入槽孔后，連續(xù)進行混凝土澆筑作業(yè)，砼上升速度不小于2m/h.

　　開澆后，立即測量槽內(nèi)混凝土頂面高程，核對計算混凝土量與實際上升高度是否吻合。隨著槽內(nèi)混凝土面的上升，以后每隔30min測量一次混凝土面的標高并計算、核對深度不小于1.5m亦不大于6.Om.嚴防將導管底口提出混凝土面。砼澆注過程中，作好導管拆卸及砼澆注記錄。澆筑過程中要嚴格控制砼坍落度并按規(guī)范及時抽取試樣，制作混凝土試件，每組樣品不少于3個試塊。

　　澆注結(jié)束時，應及時拔出導管，清理并沖洗干凈導管、漏斗、儲料斗等澆筑設備，以備下一槽使用。

　　四、質(zhì)量保證措施

　　1、槽段施工時，鉆孔的孔位正確，劈孔中心線均在同一軸線上。無特別地層條件，單槽底面宜在同一高程上，便于砼澆筑時施工控制。

　　2、Ⅱ期槽段套接時，必須校正軸線，保證套接端的最小墻厚滿足規(guī)范和設計要求。

　　3、嚴格控制混凝土的投料、拌和環(huán)節(jié)，確保出口的混凝土料的質(zhì)量指標。實踐統(tǒng)計，混凝土料的坍落度、和易性二項指標直接影響著水下混凝土澆筑的順利與否。投料稱量要準確，拌和時間宜長不宜短，強制式拌和機拌和時間>60S.

　　4、水平運輸車輛應具備防漏漿條件，運到現(xiàn)場的混凝土料，不應該損失坍落度。

　　5、澆筑強度宜盡量提高，滿足槽內(nèi)混凝土上升速度不小于2.0m/小時的規(guī)范要求。從混凝土拌和、運輸、人倉等環(huán)節(jié)加強協(xié)調(diào)管理，確保每個槽段按規(guī)范完成混凝土澆筑。

　　以上內(nèi)容均根據(jù)學員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。