崔家营航电枢纽工程左岸土石坝塑性防渗墙施工技术工艺方法

[摘 要]混凝土防渗墙系指利用钻孔、挖槽机械，在松散透水地基或坝（堰）体中以泥浆固壁，挖掘槽形孔或连锁桩柱孔，在槽（孔）内浇筑水下混凝土或回填其他防渗材料成具有防渗功能的地下连续墙。它是防止渗漏、保证地基稳定和堤坝安全的工程措施。

[关键词]土石坝 防渗 工艺技术

中图分类号：TV543.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0047-01

前言：塑性混凝土是适用于地下防渗墙自流成型施工柔性材料，它具有极低的弹性模量、抗拉强度高、防水抗渗性能好等特点，能适应较大变形。由于它的这些特性使得塑性混凝土防渗墙在荷载作用下墙内应力值很低，克服了刚性混凝土防渗墙易产生裂缝的缺点。

1 工程概况

崔家营行航电枢纽塑性防渗墙布置于左岸土石坝和电站厂房面积检修平台以及下游防洪墙部位。左岸土石坝建在河心洲、左河汊和左岸Ⅰ级阶地、漫滩上，地面高程53.0～63.0m，厂房门机检修平台及左岸土石坝江心洲段防渗墙均位于江心洲，江心洲原地形属高漫滩，其覆盖层为粉质粘土、壤土、砂壤土、砂、砂砾石、泥质砾石等，覆盖层总厚度17～40m。其基岩面埋深为19m～28m，出露高程低于37.5m，经厂房安装场所揭露的地质情况反映，基岩出露高程为EL：34.0m以下。经地质勘测钻孔压水试验表明，相对不透水带（q

2 塑性砼防渗墙施工主要技术指标

2.1 柔性砼配合比

塑性混凝土是适用于地下防渗墙自流成型施工柔性材料，它具有极低的弹性模量、抗拉强度高、防水抗渗性能好等特点，能适应较大变形。由于它的这些特性使得塑性混凝土防渗墙在荷载作用下墙内应力值很低，克服了刚性混凝土防渗墙易产生裂缝的缺点。由于低透水性的膨润土的加入，使混凝土具有大的流动、粘聚性（坍落度18～22cm，扩散度34～40cm），并使得塑性混凝土的渗透系数接近甚至小于刚性的渗透系数，且有适当的强度，可以承受垂直方向的压应力和地下水的渗透压力。配合比及混凝土拌和物的性能要求：

⑴入槽坍落度 18～22cm；⑵扩散度 34～40cm；⑶坍落度保持15cm以上的时间不小于1h；⑷初凝时间 不小于6h；⑸终凝时间 不大于24h；⑹混凝土密度 不小于2.0g/cm3；⑺胶凝材料总用量 不少于240kg/m3，其中水泥用量不小于80 kg/m3，膨润土用量不小于40kg/m3，水泥与膨润土合计用量不小于160kg/m3；⑻水胶比 小于0.65；⑼砂率不小于45%。

2.2 防渗墙施工技术指标

⑴ 抗压强度：R28≥2.0MPa；

⑵ 弹性模量：E

⑶ 渗透系数：K

⑷ 允许渗透坡降：J>60。

2.3 槽孔建造

⑴建造槽孔前先修筑导向槽，导向槽基础修筑在碾压密实的地基上。导向槽采用混凝土导墙，其技术指标满足下列规定：

1 导向墙顶部高出地面100 mm；

2 导向墙中心线与防渗墙轴线重合，导向墙内侧间距比防渗墙厚度大100mm，导向墙间净距允许偏差±10mm；

3导向墙平面轴线与防渗墙轴线平行，其允许偏差为±15mm；

4导向墙顶高程允许偏差±20mm。

⑵保证槽孔壁平整垂直，槽孔宽度不小于设计墙厚，孔位允许偏差不大于3cm，孔斜率不得大于 0.4%；遇有含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，其孔斜率控制在0.6%以内。对于一、二期槽孔接头套接孔的两次孔位中心任一深度的偏差值不大于施工图纸规定墙厚的1/3，并保证设计厚度。

⑶槽孔清孔换浆结束后lh，达到下列标准：

1孔底淤积厚度不大于10cm；

2使用膨润土泥浆时，槽内泥浆密度不大于1.15g/cm3，马氏漏斗粘度32～50s，含砂量不大于6%；使用粘土泥浆时，槽内泥浆密度不大于1.3g/cm3，漏斗粘度不大于30s，含砂量不大于10%。泥浆取样位置距孔底0.5～1m；

⑷ 清孔检验合格后，在4h内开浇塑性混凝土。

3 施工工及艺方法

3.1 施工方案的选定

防渗墙造孔机械选用CZ22型钢丝绳式冲击钻机，配备“十字”钻头钻进，副孔采用钻劈法，槽孔连接采用套打―钻套接法，槽段长度一般为6.0m（均不包括套接段），主孔1.0m，副孔1.7m，分两期槽段施工。施工过程中根据地质情况和塌孔情况进行了槽段长调整，还在导流明渠左侧岸坡段采取了单桩施工的工艺。

根据划分的槽段长度，确定主孔钻孔数量按照先施工主孔、后劈打副孔的顺序施工。主孔采用十字圆形铸钢钻头依次施工，然后用鼓形钻头将剩余土体劈打修平。形成槽孔后，用钻机上下拉动槽头刷清理槽壁至合乎规范要求。成槽必须做到：槽形规范、槽宽合格、槽底和槽壁没有探头石和小墙。

本地层为砂砾石地层，优先利用当地粘土资源制作泥浆。泥浆可由粉碎的粘土加水搅拌后，放置在泥浆池中充分水化制成，也可边钻孔边填粘土造浆。配置掏碴桶，在必要时掏抽槽底钻碴。下钻应使吊索保持一定张力，引导钻头垂直成槽，下钻速度应取决于泥渣的排出能力及土质的软硬程度。

3.2 护壁泥浆制备工艺方法

采用自成泥浆护壁作业，设沉淀池，泥浆池安泥浆泵一台排泥渣，泥浆池采用2台ZJ-400型旋流式高速泥浆搅拌机，泥浆池360m3，生产能力20m3/h，安设供浆泵输浆管送至施工部位，泥浆站内设置2台ZJ-400型旋流式高速泥浆搅拌机。为满足使用要求，泥浆池的容积一般应为一个单元槽段挖掘量的1.5～2.0倍。泥浆应调至均匀，一般新配泥浆密度应控制在1.01～1.15t/m3，循环过程中泥浆控制在1.25～1.30t/m3之间，遇松散地层，泥浆密度可适当加大，浇筑混凝土时，槽内泥浆控制在1.15～1.25t/m3之间。在成槽过程中，要不断向槽内补充新泥浆，使其充满整个槽段。泥浆应保持高出地下水位0.5m以上，亦不应低于导墙顶面0.3m。在同一槽段钻进，遇到不同地质条件和土层，要注重调整泥浆的性能和配合比，以适应不同土质情况，防止塌方。

3.3 防渗墙混凝土浇筑施工工艺要求

防渗墙浇筑采用直升导管法进行水下混凝土浇筑，并符合下列要求：

（1）导管内径以200mm～250mm；导管的连接和密封必须可靠，管节接头采用快速连接方式；在每套导管的顶部和底节导管以上部位设置数节长度为0.3m～1.0m的短管；开浇前，导管底口距槽底距离控制在150mm～250mm范围内。

（2）开浇前，导管内放入可浮起的隔离球或其他适宜的隔离物。开浇时先注入足够的混凝土，挤出塞球并埋住导管底端；

（3）导管埋入混凝土深度不小于1.0m，不大于6.0m；

（4）槽孔内有两套以上导管时，导管中心距不大于4.0m；采用一级配混凝土时，导管中心距可适当加大，但不得大于5.0m。

（5）导管中心距槽孔端部或接头管壁面的距离为1m～1.5m；

（6）当槽底高差大于0.25m时，将导管置于控制范围的最低处；

（7）塑性混凝土浇筑保证连续进行，若因故中断，中断时间不超过40min；

（8）混凝土面上升速度不小于2.0m/h，并均匀上升，高差控制在0.50m以内；

（9）至少每隔30min测量槽孔内混凝土面深度，每隔2h测量一次导管内混凝土面深度，并及时填绘混凝土浇筑指示图；

（10）槽孔口应置盖板，避免混凝土由导管外撒落槽孔内；

（11）防止混凝土将空气压入导管内；

（12）混凝土浇注完毕后的顶面，高出施工图纸规定的顶面高程50cm。防渗墙墙体均匀完整，不得有混浆、夹泥、断墙、孔洞；

4 结语

通过现场实际效果检验，崔家营航电枢纽共施工柔性砼防渗墙203个槽段，全部合格，优良槽段195个，优良率96.1%，施工质量优良。