浅谈塑性砼防渗墙在水库除险加固工程中的应用

王健仲

（高要市新江围工程管理处，广东 高要 526100）

1 概述

塑性混凝土防渗墙在工业与民用建筑上称地下连续墙，目前，地下连续墙在国内软土地基加固技术中得到广泛应用。塑性混凝土防渗墙也在水库、堤坝和大型渠道防渗工程中得到很大的发展，它具有开挖最小、施工方便、防渗效果好的特点。

2 工程概况

该水库是一座引蓄河水的大型注入式平原水库，设计总库容1.018亿立方米。水库除险加固塑性砼防渗墙总长7.1 km，墙厚0.3 m，深入相对不透水层1 m，强度指标c5，抗渗指标W6，弹性模量300～1 000 MPa，采用薄壁抓斗法施工。

3 施工工艺及特点

3.1 薄壁抓斗法施工工艺

薄壁抓斗施工前需进行施工准备。首先是平整路面，如果路面过软时，就要填筑一定厚度的砂石料层，以防止机械失稳；其次是合理布置排水沟，保持排水沟畅通；第三是对基线、水准基点、轴线、定位点等业主提供的控制网点进行复测，确保无误后方可引用，并在施工工期加以妥善保护。

薄壁抓斗施工主要施工机械设备中成槽机具采用 SM870和HC60液压抓斗（意大利土力公司生产）各l台。其最大挖深70 m，适用于砂砾土地层。泥浆拌制系统配置了3台（1 m3）高速泥浆搅拌机，2台Bw－250型泥浆泵，保证其生产能力满足施工高峰期用料要求，泥浆管路铺设两路至lT作点。泥浆净化回收系统配备了振动筛、旋流器等设备，对泥浆进行净化回收和重复利用，减少环境污染，降低工程造价。

正式开挖前先进行挖槽准备，使用经纬仪确定导向槽轴线，与防渗墙轴线一致。导向槽宽0.5 m，深0.5 m。其次是进行泥浆准备，泥浆用于支承孔壁、稳定地层、悬浮沉渣，同时对导向槽两侧地层渗透的泥浆以及导向槽两侧边壁形成泥皮还起到辅助截渗的作用。

3.1.1 槽孔宽度和槽孔分段长度

槽孔分两序施工，先施工工序槽、再施工工序槽。采用“纯抓法”成槽，即采用液压或钢丝绳抓斗抓取地层。槽孔宽度根据合同文件及设计要求，宽度为300 mm。成槽分二期进行，一、二期槽段采用套接相连，套接厚度不小于300 mm，或采用抓凿法，但必须报监理工程师批准后方可实施。槽孔长度：一期槽采用8 m，二期槽孔长度采用8 m，成槽条件差的坝段，槽孔分段长度应相应减小。槽孔分段长度根据施工部位、成槽造孔方法、延续时间及砼生产能力等确定。在槽孔孔壁稳定、砼生产能力足够的前提下，考虑加长槽孔分段长度可减少套接工作量，有利于防渗墙的整体性。

3.1.2 槽孔中心线与垂直度

各槽孔中心线位置在设计防渗墙轴线上，上、下游方向的误差不大于30 mm。槽孔壁面保持平整垂直，防止偏斜，孔斜率不大于3%。成墙段无探头石和波浪形小墙等。一、二期槽孔搭接部位的两次孔位中心线在任一深度的偏差值应能保证搭接墙厚度，满足设计文件要求。抓槽前先认真校对孔位，抓斗纵面轴线与防渗墙设计轴线结合，抓斗上下升降过程中保持平稳，避免左右摆动。

3.1.3 终孔及清孔换浆

为清除回落在孔底的沉渣，保证砼防渗墙的浇筑质量必须进行清孔换浆。先用抓斗自槽底部采用定位抓取槽底淤积物及沉淀物，然后边注入符合要求的新鲜泥浆边抓取槽内陈旧废浆进行置换，或采用反循环泵抽取槽内陈旧废浆进行置换。清孔换浆结束条件为清孔换浆结束1 h后，泥浆比重＜1.25，黏度＜30 s，含砂量＜10%。清孔换浆结束后，经自检和监理单位验收合格后方可进行下一道工序的作业。

3.2 墙体混凝土浇筑

3.2.1 泥浆下砼浇筑

防渗墙墙体采用塑性混凝土，成槽后采用直升导管法进行泥浆下砼浇筑。浇筑导管沿槽孔轴线布置，相邻导管的间距不大于3.5 m，一期槽孔两端的导管距孔端控制在1.0～1.5 m，二期槽孔两端的导管距孔端控制在 0.5～1.0 m，当槽段长度增加时，适当相应增加导管路数。

每个导管开始浇筑时，先下入导注塞，准备好足够数量的混凝土，将导注塞压到导管底部，将管内泥浆挤出管外。然后将导管稍微上提，使导注塞浮出，一举将导管底端被混凝土埋住，保证后续浇筑的砼不致与泥浆掺混。浇筑过程中，保持导管埋入砼的深度不小于1 m，不超过6 m，并维持全槽砼面均衡上升，控制其高差在0.5 m范围内；砼浇筑连续进行，槽孔内砼面上升速度大于2 m/h，并连续上升到施工平台高程顶面。

一般每30 min测量一次槽孔砼面，每2 h测定一次导管内砼面，在开浇和结尾时适当增加测量次数。浇筑过程中作好砼面上升的记录，防止堵塞、埋管、导管漏浆和泥浆掺混等事故的发生。

3.2.2 相邻槽孔混凝土接头

相邻槽孔的砼接头采用抓凿法、钻凿法，精确标记，孔位每次移动定位时严格对准标记。先抓除250～300 mm一期塑性砼墙体至设计深度，待二期槽清孔时，再在一期槽两端用抓斗斗齿垂直再凿除30～50 mm砼至槽底，后用钢丝钻头刷子上下刷洗，以保证砼搭接厚度和质量满足设计文件要求。

3.2.3 固壁泥浆及性能

固壁泥浆制浆材料选用粘土或膨润土。经试验检测，若粘土指标不能满足要求，则必须采用膨润土。

通过试验确定拌制泥浆的方法及时间，并按批准或批示的配合比配制泥浆。固壁泥浆性能指标一般采用比重1.10～1.30，粘度20～25 s，含砂量＜4%，胶体率＞97%，失水量＜30 ml/min，稳定性＜0.01。

成品膨润土性能指标为：质量标准采用原石油工业部部颁标准《钻进液用膨润土》（SY5060－85）。为减少环境污染，降低工程造价，对泥浆使用振动筛、旋流器、流槽及深沉淀池等方法进行净化回收、重复利用。旋流器分离出的土渣采用装载机或挖掘机和自卸汽车运至指定点堆存。回收的泥浆经检验性能符合要求才能重复利用。

3.2.4 泥浆制作与供应

采用ZJ－1500型高速搅拌机制浆，分段建造制浆站集中拌制、集中供应、集中回收泥浆，供浆管路送至槽口。

3.3 墙体质量检测

（1）开挖检查：随机抽样结合重点抽样开挖防渗墙一侧至检测位置进行直观检查，同时可进行混凝土强度、接缝渗透试验。

（2）取芯检查：在防渗墙顶部钻取混凝土芯样，并进行检测试验。

（3）围井检查：在已完成的防渗墙边上做围井试验，测定混凝土墙体与接缝渗透性。

（4）注水检查：根据设计和现场监理工程师的要求，沿墙体轴线钻检查孔进行注水试验检查防渗墙的抗渗性能。

4 质量检查及效果评述

该水库除险加固塑性混凝土防渗墙施工在 2009年全部结束，根据在防渗墙连接处进行取芯检验和注水抽样检查，均能达到设计和施工规范要求，同时，设计单位对该水库的蓄水安全鉴定，全面分析了坝体浸润线变化和坝后地下水渗出距离和大小的情况，该塑性混凝土防渗墙能够较好地起到防渗效果。

5 结束语

成槽设备除抓斗式成槽机以外还有切削式成槽机、冲击式成槽机等，成槽工艺除纯抓法以外还有两钻一抓法等。不管采用哪种方法，塑性混凝土墙成败的关键是成槽工艺，提高成槽效率很重要。成槽后槽壁形状基本上确定了墙体外形，而成槽工艺中最主要是对固化泥浆的选择和处理。因此，深入研究成槽工艺对研究塑性混凝土防渗墙施工工艺尤为重要。

1 付辉明.浅谈某水库塑性砼防渗墙施工技术应用[J].甘肃农业，2008（05）

2 马 军、沈克金、杨红轩.某水库塑性砼防渗墙施工技术与实例[J].西部探矿工程，2008（06）