淺論關于小型病險水庫土石壩防滲技術探討

　　摘要：隨著除險加固技術與工藝的不斷發展，新技術、新工藝的不斷產生和完善，將在水庫、堤防及相應工程等的除險加固中不斷取得新的成績和突破。每種新技術有各自的原理、施工工藝、優缺點和適用性。本文主要對塑性混凝土防滲墻的施工工藝進行了探討。

　　關鍵詞：塑性混凝土；混凝土防滲墻；施工技術

　　Abstract: With the continuous development of the reinforcement technique and technology, the continuous generation of new technologies, new processes and improved, new achievements and breakthroughs in the reservoirs, dikes, and the corresponding engineering reinforcement. Each new technology has its own principles, construction techniques, advantages, disadvantages and applicability. In this paper, the plastic concrete diaphragm wall construction techniques are discussed.

　　Key Words: plastic concrete; concrete cutoff wall; construction technology

　　中圖分類號：   TU377          文獻標識碼：A                 文章編號：

　　塑性混凝土是用黏土和膨潤土取代普通混凝土中的大部分水泥形成的一種柔性工程材料。與普通混凝土相比，塑性混凝土彈性模量低、極限應變大、能適應較大變形、抗滲性能好，同時還具有節約水泥、降低造價、施工方便等優點。因此，在國內外被廣泛用作防滲墻墻體材料。

　　一、土石壩塑性混凝土防滲墻施工質量控制措施

　　(一)塑性混凝土入導管前的質量控制

　　塑性混凝土由混凝土攪拌機拌和后經過混凝土輸送泵。再由混凝土輸送管道輸送到分料盤。分料盤的設置要使分料斗的位置高出澆筑導管上口，分料盤設有3股分料斗，分別連接在3根導管的上人口處。為保證導管內混凝土面高度保持一致，塑性混凝土到達分料盤后，經3根導管同時進入槽孔。澆筑時，分料盤由兩名澆筑員看守，當混凝土進入分料盤后，如發現有超徑的石料或未攪拌開的水泥團，即用鐵鍬鏟除，不合格的物料嚴禁進入導管。

　　(二)槽孔深度控制

　　防滲墻的墻底高程達到插入相對不透水層以下2．0m，沖擊鉆機鉆進時，要根據地質報告將鉆孔鉆進至設計底高程，采用重垂法測量實際孔深。此外，液壓抓斗抓深應由實際取樣決定，每抓出一斗，觀察取出的巖樣，確定地層成分。每抓都要抓取巖樣；取出的巖樣要保存，以便確定相對不透水層頂面高程。

　　(三)塑性混凝土原材料質量控制

　　原材料的質量是決定工程質量的關鍵。在施工中，對于組成塑性混凝土的各種材料，嚴格按規定要求進行檢驗，不合格的材料絕不允許進入工地。水泥和膨潤土每批材料都必須有出廠檢驗單，并取樣按批量送試驗室檢驗。進場的膨潤土、水泥以及黏土均應采取防潮措施，鋼筋采取防銹措施。施工拌制塑性混凝土所用水采用清水泵抽取的井水，并對水質進行檢驗。砂石骨料每500m3，進行一次包括篩分、含泥量、泥塊含量、含水量、飽和面干吸水率及有機質含量在內的全面分析，以確保原材料質量。

　　(四)嚴格執行塑性混凝土配合比

　　塑性混凝土各原材料用量要嚴格執行施工配合比，嚴禁不用稱量儀器而直接憑經驗上料?；炷涟韬颓耙獙ι啊⑹橇系暮蔬M行測定，據此來調整骨科和水的實際用量；在澆筑混凝土的過程中，也要經常檢測砂、石骨料的含水量情況。如發現含水量有變化，則立即對砂、石骨料和水的用量進行調整，特別是在雨天施工時更要加強含水量的控制。

　　(五)稱量系統

　　塑性混凝土的拌和系統具有先進精確性能的稱量系統，使用PK124型配料控制器和HD1500型順序配料控制器自動控制單位混凝土所用的原材料，稱量精度達到0．1％ 。攪拌前，將砂、石骨料單盤用量數值輸入配料控制器，則料斗內的砂、石骨料由動力傳感器傳遞信號給控制器， 當稱量為斗內的材料重量達到設定數值時，配料控制器自動停止上料。水泥、黏土和膨潤土用人工方法上料，單盤黏土摻入量取整數值，以整袋數摻入，水泥和膨潤土則由專人稱量單盤摻入量。拌和用水量由時間繼電器自動控制，供水裝置的供水能力為9．23L／s，輸入單盤用水量的供水時間，當供水達到設定值時就會自動停止供水。

　　二、土石壩塑性混凝土防滲墻工程施工

　　(一)槽段連接

　　墻段連接采用接頭管法，即在一期槽孔澆筑前在槽孔兩端下設鋼管，待混凝土初凝后，按一定的速度將其拔起，形成混凝土接頭孔。采用接頭管法有許多優點，比如，能節省混凝土澆筑量，槽段之間易連接，二期槽孔容易用鋼絲刷清除表面泥皮等；缺點是提拔導管的阻力較大，受槽孔深度限制如掌握不好混凝土初凝時間容易造成堵管及混凝土坍落。

　　(二)修建施工平臺及導向槽

　　在造孔過程中，為了防止鉆具撞擊孔口，槽孔的泥漿、廢水等在孔口處漫流．保護孔口的土體穩定，防止坍塌，造孔前應設導向槽。導向槽的軸線與防滲墻軸線平行，槽口寬度為1.Om，導墻寬0.8m，深15m。設置縱向受力鋼筋，以增大其拉應力。施工平臺寬1lm，鋪15cm厚碎石以滿足安裝鉆機軌道的需要。

　　(三)槽段劃分及施工成槽

　　槽段的長度應盡量加長，以減少槽段間接頭數量，提高墻體的整體性。宜采用沖擊鉆與液壓抓斗相結合的“兩鉆三抓”成槽方式，即用沖擊式鉆機鉆槽孔兩端的接頭孔，槽段中間部分用“三抓”完成。它的優點是既保證了端孔的造孔精度，又可增加槽長，充分發揮抓斗的效用，加快了施工進度。沖擊鉆的特點是比較容易控制槽孔的垂直度。此外，沖擊鉆在槽內成千上萬次的沖擊作用和積壓作用，對基礎的密實度、同壁、防止槽壁坍塌和漏漿等起到了重要作用。同時，液壓抓斗的成槽和清孔速度快，容易控制槽孔的垂直度。在黏土層中采用空心鉆頭，將主孔依次沖擊到底，在碎石層、砂礫石、基巖地層采用“十”字形鑄鋼鉆頭鉆進．抽砂筒出渣。

　　(四)混凝土澆筑

　　采用直升導法澆筑水下混凝土，導管直徑為220mm為宜，每個槽段設2組導管，間距為2.5m，導管和槽口與儲料斗連接，由混凝土輸送泵往儲料斗送料。開澆前，導管內應設置可以浮起的隔離塞球，初澆前先將料斗口用帶鋼繩鋼板封閉，向料斗內泵入一盤砂漿，再注滿混凝土，然后同時拉開封底鋼板，料斗內混凝土同時推擠皮球，通過皮球將泥漿從導管底部排出。預計混凝土到孔底后沖擊鉆機輕提料斗，使皮球從導管底端浮出，混凝土填埋管底，并保證導管初次埋深不小于50cm。因此在澆筑前要計算好上次封底的混凝土方量，導管封底后應隨即向料斗內注入混凝土。在澆筑過程中，控制各料斗均勻下料，并根據混凝土上升速度起拔導管，導管埋混凝土的深度保持在1．0～6．Om。混凝土供應強度滿足t升速度不小于2m／h的要求。

　　(五)泥漿固壁

　　塑性混凝土防滲墻施工過程中，固壁泥漿直接影響施工進程和槽壁穩定，并能起到冷卻鉆頭、潤滑鉆具、懸浮巖屑以及防止坍孔的作用。覆蓋在壁面上的泥皮的約束作用及滲入槽壁土層內泥漿所起的對地層的固結作用，不僅有利于防止槽壁土顆粒坍落，還可減少地層變位和增加壁面強度。同時，泥漿本身又具有一定的抗剪強度，如同穩定塑性體，能發揮其被動抵抗力作用支撐槽壁。這些因素的綜合作用，保證了槽壁的穩定。

　　(六)清孔換漿

　　抓斗在抓孔過程中，會有部分細砂或其他巖渣懸混在泥漿中，然后逐漸沉淀到底孔。抓斗在挖掘槽底部時也會遺留少部分細砂和巖渣，這些淤積物都必須在混凝土澆筑前清理干凈，否則，會給墻體質量帶來危害。造孔結束以后，經檢驗、檢測、終孔合格后，需進行清孔換漿。清孔換漿可先用反循環泵吸法或氣舉法，先采用抓斗撈取槽孔大部分淤積和大顆粒沉渣，然后用泥漿槽底正循環置換法清孔。

　　(七)墻體塑性混凝土澆筑

　　塑性混凝土的澆筑采用泥漿下直升導管法，導管采用直徑為250mm的鋼制導管，絲扣連接，導管安裝用16t吊車或沖擊鉆輔助下設。一期槽端導管距孔端或接頭管間距為1～1．5m，二期槽間距不大于3.5m，每孔設3套導管。開澆前導管內的隔水栓為球塞方式，導管料斗下部用隔板蓋住，導管距孔底的距離大于球塞的直徑，以使澆筑混凝土時球塞能被擠出導管口?；炷凛斔捅脤⑺苄曰炷了椭敛劭诖髢α隙?。再經溜槽分流至各導管料斗，儲料斗和導管漏斗盛滿混凝土后提出隔板進行正常澆筑。

　　三、結語

　　防滲墻作為病險中、小型土石壩防滲處理方案，從水庫的長遠運行情況及起到的作用來看，是較好的防滲措施。塑性混凝土具有弱性模量低、極限應變大、對周圍土體的適應性強、和易性能好、凝結時間較長、在施工中不易發生堵管和假凝事故的優點。同時具有成本低、成墻質量高、成墻整體性好、厚度均勻連續、質量可靠、防滲效果好、耐久性好等優點，在同類水利水電工程中具有推廣應用的價值。

　　參考文獻：

　　[1]水利水電工程編委會． 水利水電工程[M]．北京：知識產權出版社，2005．

　　[2] 高鐘璞、肖樹斌、蔣振中、齊宗久、王學彥 《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規范 SL 174-96》；中國水利水電出版社 1996