砂礫石地層塑性砼防滲墻施工方法

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　　水工建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)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(shè)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(xiàn)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(yīng)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(xiàng)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(diǎn)及適用范圍

　　1、工藝特點(diǎn)

　?、僭O(shè)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(fèi)。

　?、鄢煽踪|(zhì)量較好，經(jīng)濟(jì)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(fù)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(jìn)行場地平整，形成完整的施工現(xiàn)場。

　　2、測量放線：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙測放出防滲墻施工軸線。

　　3、修筑砼導(dǎo)向槽：按施工方案修筑砼導(dǎo)向槽（關(guān)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(shí)際條件合理確定）。

　　4、劃分施工槽段：根據(jù)砼澆筑強(qiáng)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(yīng)根據(jù)墻體深度、厚度，地質(zhì)水文情況，泥漿護(hù)壁能力，以及砼澆筑速度來確定。

　　5、進(jìn)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(jī)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(dāng)?shù)卣惩临Y源制作泥漿。泥漿可由粉碎的粘土加水?dāng)嚢韬?，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(jìn)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(shí)從沉淀池中撈取堆存，根據(jù)碴樣準(zhǔn)確判斷地層變化以指導(dǎo)施工。堆放的鉆碴則可及時(shí)清運(yùn)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(yīng)配置掏碴桶，在必要時(shí)掏抽槽底鉆碴。使用鉆機(jī)型號為C30，由鉆頭、機(jī)架、卷揚(yáng)機(jī)三部分組成，鉆頭由5T慢速卷揚(yáng)機(jī)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(yīng)使吊索保持一定張力，引導(dǎo)鉆頭垂直成槽，下鉆速度應(yīng)取決于泥渣的排出能力及土質(zhì)的軟硬程度。

　　2.護(hù)壁泥漿制備工藝。

　　采用自成泥漿護(hù)壁作業(yè)，只設(shè)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(jī)，為滿足使用要求，泥漿池的容積一般應(yīng)為一個(gè)單元槽段挖掘量的1.5—2.0倍。泥漿應(yīng)調(diào)至均勻，一般新配泥漿密度應(yīng)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(dāng)加大，澆筑混凝土?xí)r，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(bǔ)充新泥漿，使其充滿整個(gè)槽段。泥漿應(yīng)保持高出地下水位0.5m以上，亦不應(yīng)低于導(dǎo)墻頂面0.3m.在同一槽段鉆進(jìn)，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(yīng)不同土質(zhì)情況，防止塌方。

　　3.成槽驗(yàn)收。

　　按設(shè)計(jì)要求的槽深施工完畢，申請驗(yàn)收。一般的檢驗(yàn)指標(biāo)為槽寬、槽深、垂直度。

　　檢驗(yàn)方法：除在水電工程施工組織設(shè)計(jì)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(yàn)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(yàn)時(shí)，利用鉆機(jī)吊起探籠，下入槽內(nèi)至槽底，應(yīng)達(dá)到籠體上下自如不掛槽壁，且軸線偏差不超標(biāo)，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(shí)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(biāo)：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(jì)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(dǎo)管，兩導(dǎo)管間距不宜大于3.Om，每根導(dǎo)管距離槽頭不宜大于1.5m.如果防滲墻設(shè)計(jì)中有鋼筋籠，則應(yīng)按規(guī)范加工做鋼筋籠，現(xiàn)場拼裝，下入設(shè)計(jì)要求的深度并加以固定。

　　導(dǎo)管的選用，應(yīng)與混凝土澆筑強(qiáng)度和混凝土面上升速度相匹配。

　　導(dǎo)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(yīng)設(shè)置長度小于1000mm的調(diào)節(jié)管。制作的導(dǎo)管內(nèi)徑一致，內(nèi)壁光滑圓順。導(dǎo)管安裝應(yīng)豎直，接頭連接緊密不漏水。每根導(dǎo)管均應(yīng)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(dá)到埋管1.Om以上的要求。漏斗容量不能滿足開澆量要求時(shí)，必須增設(shè)儲料斗。按以往的慣例，導(dǎo)管中應(yīng)設(shè)隔水球，但是近年來的施工經(jīng)驗(yàn)，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(shè)置隔水球，而采用漏斗底部加裝活板的方法。此法在實(shí)踐中多次運(yùn)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(qiáng)度高、防水抗?jié)B性能好等特點(diǎn)，能適應(yīng)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(yīng)力值很低，克服了剛性混凝土防滲墻易產(chǎn)生裂縫的缺點(diǎn)。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(kuò)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(dāng)?shù)膹?qiáng)度，可以承受垂直方向的壓應(yīng)力和地下水的滲透壓力。

　?、诨炷翝仓?。

　　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(yùn)輸，現(xiàn)場搭設(shè)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(yùn)輸，現(xiàn)場利用吊車配料罐垂直運(yùn)輸卸人儲料斗；c、條件許可時(shí)，拌和機(jī)設(shè)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(dāng)砼料不合適時(shí)，難以處理。

　　一個(gè)槽段混凝土的首次灌注量，應(yīng)按導(dǎo)管埋人混凝土內(nèi)的深度不小于1.Om計(jì)算。

　　開始澆筑時(shí)，同時(shí)拉開（兩組）儲料斗活門，混凝土料連續(xù)進(jìn)入漏斗并沖開漏斗活板，順導(dǎo)管沖入孔底。全部儲料進(jìn)入槽孔后，連續(xù)進(jìn)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(jì)算混凝土量與實(shí)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(biāo)高并計(jì)算、核對深度不小于1.5m亦不大于6.Om.嚴(yán)防將導(dǎo)管底口提出混凝土面。砼澆注過程中，作好導(dǎo)管拆卸及砼澆注記錄。澆筑過程中要嚴(yán)格控制砼坍落度并按規(guī)范及時(shí)抽取試樣，制作混凝土試件，每組樣品不少于3個(gè)試塊。

　　澆注結(jié)束時(shí)，應(yīng)及時(shí)拔出導(dǎo)管，清理并沖洗干凈導(dǎo)管、漏斗、儲料斗等澆筑設(shè)備，以備下一槽使用。

　　四、質(zhì)量保證措施

　　1、槽段施工時(shí)，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(shí)施工控制。

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

　　3、嚴(yán)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(biāo)。實(shí)踐統(tǒng)計(jì)，混凝土料的坍落度、和易性二項(xiàng)指標(biāo)直接影響著水下混凝土澆筑的順利與否。投料稱量要準(zhǔn)確，拌和時(shí)間宜長不宜短，強(qiáng)制式拌和機(jī)拌和時(shí)間>60S.

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

　　5、澆筑強(qiáng)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(shí)的規(guī)范要求。從混凝土拌和、運(yùn)輸、人倉等環(huán)節(jié)加強(qiáng)協(xié)調(diào)管理，確保每個(gè)槽段按規(guī)范完成混凝土澆筑。