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质量与管理 薄壁抓斗混凝土防渗墙施工方法及质量控制 笙 塑 薄壁抓斗混凝土防渗墙施工 方法及质量控制 李星高 王启核 ( 江西省水利水 电建设有限公司，南昌 3 3 0 0 0 6 ) 【 摘要】 结合江西省新建县梦山水库除险加固工程中混凝土防渗墙的施工，主要介绍了薄壁抓斗混凝土防渗 墙 的施工方法及质量控制 。 【 关键词】 混凝土防渗墙；薄壁抓斗；施工方法；质量控制 【 中图分类号】T V 5 4 3 ． 8 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 8—1 3 0 5( 2 0 1 0 )0 2— 0 0 1 7— 0 3 近年来 ，为解决土坝 ( 或土石坝 )的渗漏 问 题，混凝土防渗墙正在大量应用于病险水库的防渗 加固，因薄壁抓斗混凝土防渗墙技术 日趋成熟 ，正 在大力推广。为此 ，结合江西省新建县梦 山水库除 险加固工程中混凝土防渗墙的施工 ，谈谈薄壁抓斗 混凝土防渗墙的施工方法及质量控制，以供大家探 讨 和指 正 。 梦 山水库位于江西省新建县石埠乡梦山脚下 ， 属 中型水 库。梦山水库除险加 固工程对主坝坝体 ( 土质坝 )防渗选用了薄壁抓斗混凝土 防渗墙技术 进行加固处理 ，本文主要介绍其施 工方 法及质量 控制。 1 施工方法 1 ． 1 施工准 备 地质复勘 目的是通过探 明防渗墙槽段地 质情 况 ，绘制出地 质复勘剖面图，为防渗墙槽段划分 、 接头布置、抓挖深度提供依据。 复勘方法为沿防渗墙轴线每隔 2 0 m，布置一个 先导孔 ，同时把设计部门提供的设计探孔也作为先 导孔 ，以便复核对 比。先导孔采用钻机钻探 ，地下 水位以上采用干钻法 ，地下水位 以下采用水钻法 。 钻孔时保持钻杆垂直平稳 ，每一个进尺或回尺，及 时保存好土样 ，并做好记录和编号 ，绘制出钻孔柱 状图。待全部先导孔钻完后 ，根据各孔钻取结果 ， 绘制整个轴线位置的地质复勘剖面图。 1 ． 2施工程序及方法 施工程序 ：导墙混凝土浇筑_ 护壁泥浆制备一 抓孔成槽 、清孔换浆一 防渗墙混凝土浇筑。 1 ． 2 ． 1 导墙 混凝 土 浇筑 导墙起着支护槽 口土体 、承受地面荷载和稳定 泥浆液面的作用。 为满足混 凝土 防渗墙抓 斗施工 所需 8 m宽 的 施工平台要求 ，先将坝顶降低 至适 当高程 ，该 高 程为 防渗墙设计 顶 高程加 0 ． 4 m，这样 既满足 了 导墙顶高程 高于防渗墙 设计顶 高程 0 ． 5 m的要求 ( 目的是防渗墙混 凝土浇 筑时 比设计 顶 高程超高 浇筑 0 ． 5 m) ，又满足 了施工平 台高程低于导墙顶 高程 0 ． 1 m的要求 (目的是 防止施工平 台的水 流 入槽段) 。 坝顶施工平台完成后 ，沿 防渗墙轴线 ，开挖出 导墙位置 ，并进行导墙混凝土浇筑 。导墙沿防渗墙 轴线两边对称布置 ，现浇钢筋混凝土结构 ，两边都 为倒 L形 ( 或长方形 ) ，两边导墙 的内侧净宽度 比 防渗墙设计厚度宽 0 ． 1 t n ，导墙顶高程 比防渗墙设 计顶高程高 0 ． 5 m。 作者简介 ：李 星高 ( 1 9 7 6年一) ，男 ，工程师。 1 7 量 笪 薄 壁抓 斗混 凝 土防 渗 墙 施工方 法 及质 量 控制 2 0 1 0 年第2 期 1 ． 2 ． 2护 壁 泥浆制备 护壁泥浆在槽孔开挖及成墙浇筑过程中起护壁 作用 ，其质量好坏直接影响到防渗墙的质量与安全。 护壁泥浆需按配合比制备 ，根据本工程坝体的地质 条件，采用膨润土泥浆，配合 比为 ：膨润土 7 0 k g ， 纯碱 1 ． 8 k g ，水 l O 0 0 k g ，C MC ( 增黏剂)0 ． 8 k g 。 泥浆制备采用高速 回转式搅拌机搅拌，搅拌筒 内先加入水、膨润土和黏 土，搅拌 3 ra i n ，再加入 C MC溶液 ( C MC加水后静置了5 h的溶液) ，继续搅 拌 l O m ／ n ，加入纯碱并搅拌 均匀 ，放人储浆 池 内， 放置 2 4 h( 使膨润土颗粒充分水化膨胀 ) ，泵人循环 池 ，以备使用。 1 ． 2 ． 3 抓孔成槽、清孔换浆 ( 1 )槽段划分。按设计要求 ，每 6～8 m划分 为一个槽 段 ，考虑 到 坝体 为 土质 坝 且开 挖较 深 ( 深 1 8 m左右) ，容易塌方 ，开挖量不宜太大 ，因 此按 6 ． 5 m一个槽段进行划分 ，划分好槽段后按顺 序从头至尾编好槽段序号 ，做好记录以便施工。 槽段划分为 I 序 、Ⅱ序槽段 ，每个槽段分为两 个主孑 L 及一个副孔 ，先施工 I 序槽段 ，后施工 Ⅱ序 槽段。 I 序开挖单序号槽段并进行混凝土浇筑 ，待 混凝土达到一定强度后 ，进行 Ⅱ序施工 ，即开挖双 序号槽段并进行混凝土浇筑 ，也可先双序号槽段后 单序号槽段进行施工。 ( 2 )抓孔成槽 。用薄壁抓斗机进行抓孔成槽 。 考虑到抓斗机切土时两侧邻界条件的均衡性 ，槽段 成槽采用 “ 三抓法” ，首先开挖槽段两端 2 ． 8 m的 主孔 ，主孔完成后再抓中部 0 ． 9 m的副孔。 成槽时 ，抓斗应垂直 向下以保证槽壁垂直 ，如 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 ，人岩部分槽段采用冲击钻辅助造孔 ，中 问留下的 “ 岩墙”用抓斗机配以特制小方锤破碎 成槽 。 开挖成槽过程 中，泥浆 由循环 池注入开挖槽 段 ，边开挖边 注入 ，并保持泥浆液面距导墙顶 面 0 ． 3 — 0 ． 5 m，以防止槽孔坍塌。 ( 3 )清孔换浆。槽孔开挖成型后 ，用抓斗抓起 槽底余土及沉渣 ，同时，在槽孑 L 两端各布置一台泥 浆泵 ，一台从循环池抽取泥浆泵入槽孔内，另一台 把槽孔 内泥浆抽到沉淀池 ，进行沉淀、过滤后流回 循环池。 I ． 2 ． 4 防渗墙混凝土浇筑 ( 1 )接头处理。 I序槽段施工 时，在槽 段交 界处安装接头管 ，安装前对接头管进行 清理和检 1 R 查 ，用汽车吊吊装就位。安装时 ，管中心线位置定 位正确后缓慢放下 ，就位后 ，用起拔机夹住接头管 进行固定， 再用木楔把接头管与导墙塞紧，防止浇 筑时混凝土从底部或侧面流到接头管背面。 Ⅱ序槽 段施工时，用刷壁器对相邻槽段的接头混凝土壁进 行上下刷动，以清除混凝土壁上的杂物 ，直到刷子 钻头上不带泥屑 ，且孔底淤积不再增加为止。 ( 2 )安装下料导管。采用直升导管法 ，在槽 段中安装 3个下料导管 ，安装前 ，在地面对导管做 密封性实验 ，压力控制在 0 ． 6—0 ． 7 MP a ，安装 时， 导管底部比槽孔底面高 0 ． 2 0 m，相邻导管间距不大 于 2 ． 5 m，两侧导管距槽孔接头 1 ． 0 m。 ( 3 )混凝土浇筑。浇筑 时，按顺序在各导 管 轮流下料 ，使各处混凝土面均匀上升 ，以保持混凝 土面呈水平状态上升且高差在 0 ． 5 m 以内，同时 ， 为满足导管埋深不小于 1 ． 0 m且不大于 6 ． 0 m要求 ， 结合实际浇筑过程中混凝土面上升速度 ，在施工过 程中，混凝土面每上升 3 m，提升导管一次 ，提升 高度 3 m。 ( 4 )接头管起拔。混凝土浇筑 2～ 3 h后 ，开始 起拔接头管 ，采用顶升架多次顶拔方法 ，每次拔高 0 ． 1 0 m，拔高 0 ． 5～1 ． 0 m后 ，如果接头管内无涌浆 等异常现象 ，每隔半小时再拔高 0 ． 5～1 ． 0 m，最后 一 节接头管 ，在顶面混凝土终凝后再全部拔出。 2 质量控 制 2 ． 1 施 工质 量要 求 ( 1 )地质复勘时 ，勘探孔间距不大于 2 0 m。 ( 2 )导墙顶高程应 比混凝土防渗墙设计高程高 0 ． 5 m，同时比施工平台高 0 ． 1 i n 。 ( 3 )制备泥浆时，泥浆的各项指标应满足表 1 要求 表 1 泥 浆性能指标表 泥浆性能 新配制 循环泥浆 废弃泥浆 检验方法 比重( g ／ o n ) 1 ． O 6～1 ． O 8 1 ． 3 5 比重法 黏度( s ) 2 5— 3 O 6 0 漏斗法 含砂率 ( ％ ) < 4 1 1 洗砂瓶 p H值 8～ 9 >8 >1 4 p H试纸 ( 4 )开挖成槽时，泥浆面保持在导墙顶面0 ． 3 ～ 0 ． 5m。 ( 5 )槽孔开挖至基岩面后 ，继续挖深 0 ． 5 m。 ( 6 )成槽质量标准为垂直度不得大于 0 ． 4 ％； 槽深允许误差 +1 0 0～一2 0 0 ra m；槽 宽允许误差 0 质量与管理 薄壁抓斗混凝土防渗墙施工方法及质量控制 2 Q 1笙三 塑 ～ +5 0mm 。 ( 7 )清 孔换 浆 结 束 后 1 h ，孔 底 以上 0 ． 2～ 1 ． O m处 的泥浆 比重应 小 于 1 ． 2 ，含 砂 率 不 大 于 8 ％ ，黏度不大于 2 8 s ，槽底沉渣厚度小于 0 ． 1 i n 。 ( 8 )清孔合格 后，4 h内须开始 浇筑混 凝土 ， 否则须重新清孔并验孔。 ( 9 )安装 导管 时，导管 内径 以 2 0～2 5 e ra 为 宜 ，导管底口距槽底在 1 5～2 5 c m，槽底 高差 大于 0 ． 2 5 m时 ，导管应布置在最低处。槽孔 内使用两套 以上导管时 ，每套导管 间距不大于 3 ． 5 m，且两端 导管距槽孔接头不大于 1 I n 。 ( 1 0 )防渗墙混凝土 的抗压强度、抗渗性能及 弹性模量等指标应满足设计要求 ，且 同时满足：入 孔坍落度为 1 8 — 2 2 c m， 扩散度为3 0～ 3 4 c m，坍落度 保持 1 5 c m以上时间不小于 1 h ，初凝时间不小于 6 h ， 终凝时间不大于 2 4 h ，密度不小于 2 1 0 0 k g ／ 1 1 1 。 ( 1 1 )浇筑混凝 土时 ，导管埋人混凝土深度不 小于 1 1 1 1 ，不大于 6 m；混凝土 面上升速度 不小于 2 m ／ h ；混凝土 面均 匀上升 ，各处 高差在 0 ． 5 m 以 内；每 3 0 ra i n测一次槽孔 内混凝 土面深 度，每 2 h 测一次导管内混凝土深度 ，以便下料及拔管。 ( 1 2 )混凝土终浇顶面宜高于设计高程 0 ． 5 m。 2 ． 2常见问题及处理措施 2 ． 2 ． 1 坍塌 在开挖成槽过程 中，因开挖较深 ，槽壁陡直 ， 再加上土层软弱 ，常出现槽孔坍塌现象 ，其预防措 施如下。 ( 1 )减轻 地 表 荷 载：槽 壁 附 近堆 载 不 超 过 2 0k N／m 。 ( 2 )控制机械操作：薄壁抓斗、拔管机等机 械距混凝土防渗墙中心线距离 5 m以上 ，施工操作 时应平稳 ，轻起轻放 ，不可猛起猛落 ，防止槽 内形 成负压 区，产生槽孔坍塌 。 ( 3 )强化泥浆 工艺 ：采用优 质膨润土制备泥 浆 ，并配以 C MC增黏剂形成致密而有韧性的泥浆 止水护壁 ，并以重晶石适 当提高泥浆比重，保持好 槽内泥浆水头高度。 ( 4 )缩 短裸 槽 时 间：槽孔 开 挖、槽 孔 清洗 、 接头处理 、导管安装 、混凝土浇筑等工序应安排合 理、紧凑 ，衔接 紧密，使成槽至混凝土浇筑成型时 间控制在最少时间内。 在施工 中，若出现槽孔坍塌 ，应采取如下处理 措施。 及时填人砂土 ，用抓斗在回填过程中边填筑边 压实 ，待土体稳定后再重新挖槽 。 2 ． 2 ． 2导管堵塞 在混凝土浇筑过程中，有时会出现导管堵塞现 象，其预防措施如下。 ( 1 )按规范要求选用骨料 ，不使用超径卵石。 ( 2 )严格按配合 比配料 ，掌握好坍落度、扩散 度等指标 ，严禁超标。 ( 3 )混凝土浇筑间歇时间不宜过长，一般不超 过 0 ． 5 h 。 出现导管堵塞现象处理措施 ：针对导管堵塞采 用捣、顿的方法进行疏通 ，如果无效则必须将导管 全部拔出、冲洗并重新下设 ，使用泥浆泵抽净导管 内的泥浆后方可继续浇筑 ；同时还要核对混凝土面 高程及导管长度 ，确认导管的埋深。 羹 关于 批准 发 布 水利 行业 标准 的 公告 中华人 民共和国水利部公告 2 0 1 0年第 4号 中华人 民共和国水利部批准 《 小水电代燃料标准》 ( S L 4 6 8 --2 0 0 9 )等 2项标准为水利行业标准 ，现 予以公布。 序号 标准名称 标准编号 替代标准号 发布 日期 实施 日期 l 小水 电代燃料标准 S L 4 6 8 —- 2 0 0 9 2 0 1 0 ． 0 1 ． 2 5 2 O l 0 ． 0 4 ． 2 5 2 小水 电代燃料工程规划编制规程 S L 4 6 9 —_ 2 0 0 9 2 O l 0 ． 0 1 ． 2 5 2 O l 0 ． 04． 2 5 中华人 民共和国水利部 二。一 。年一月二十五 日 1 9