1、關于塑性混凝土防滲墻淺談一、工程概況    長潭水庫壩體為粘土斜墻砂礫石壩，壩址處河床覆蓋層為第四系全新統洪積砂卵石（滲透系數K=4.3*10-30.35cm/s，屬中等強透水性）及上更新統沖洪積含泥砂卵石（滲透系數K=8.7*10-52.8*10-3cm/s，屬弱中等透水性）。壩體斜墻粘土滲透系數K=2.12*10-62.35*10-4cm/s，屬微中等透水性，土質均勻性較差，局部物理力學指標如干密度、滲透系數不能滿足規范要求。大壩除險加固防滲設計采用80cm厚塑性混凝土防滲墻，最大深度67.25m，總長421m，截水面積18300m2（布置形式見下圖）。  &

2、#160; 二、造孔機械    本工程采用鋼繩沖擊式鉆機，這種機械不僅適用于一般的軟弱地層，亦可適用于礫石、卵石和基巖，且結構簡單，技術成熟，易于維護，因此盡管效率較低，在防滲墻施工中仍被廣泛采用。長潭水庫除險加固工程由于工期緊、工程量大，為了滿足進度要求，高峰期投入40臺鉆機，主要是CZ-22型和CZ-30型。鉆頭大都采用十字鉆頭，這種鉆頭適用于砂卵石層、風化巖層及基巖，鉆頭磨損后可補焊修理。少量采用空心鉆頭，為厚壁大直徑無縫鋼管，頭部堆焊切割刃角，前端1/3處焊成翼翅。抽排沉渣采用抽砂筒。    三、施工臨時設施1、導向槽及施工平臺導向槽是防滲墻施工

3、之前修建的臨時構筑物，主要作用是保護孔口的土體，防止坍塌。綜合考慮地質條件、施工方法、槽孔深度等因素，導向槽深度取1.2m，槽口寬度0.9m，底部和頂部均設置縱向受力鋼筋，一旦導向槽下的土體坍塌，可形成連續或簡支梁，確保鉆機安全。2、泥漿系統由于當地粘土料儲量豐富，且粘粒含量高，適于制備泥漿，所以采用當地粘土制漿。在右壩頭布置制漿站，采用2m3臥式泥漿攪拌機制漿，并設沉漿池和儲漿池。3、混凝土系統本工程防滲墻混凝土量大，為提高澆筑速度，改善混凝土澆筑質量，采用兩套自動化攪拌站，型號*，混凝土運輸采用兩臺混凝土泵，型號分別為HB-60和HB-80。對深度在40m以上的槽段，采用兩套系統供料，提高

4、澆筑速度。四、固壁泥漿泥漿的作用是在槽孔施工過程中，保持孔壁的穩定、懸浮和攜帶鉆渣、冷卻鉆頭。設計指標如下表：密度 漏斗粘度 含砂量 膠體率 穩定性 失水量 泥餅厚 1分鐘靜切力1.11.2g/cm3 1825S 5% 96% 0.03 <30ml/30min 24mm 2.05.0N/m2固壁泥漿由泥漿泵沿固定輸漿管送至各槽段，廢漿經回收處理后重新使用。在砂卵石層鉆進過程中也采取直接投入粘土進行制漿的方式。五、墻體材料長潭防滲墻墻體材料采用塑性混凝土，這是用膨潤土取代普通混凝土中的部分水泥而形成的一種柔性墻體材料，它比普通混凝土的彈性模量小很多，與周圍的土體的變形模量相近，因而能很好地

5、適應地基變形，大大地減小了墻體內的應力，避免了開裂。塑性混凝土的設計指標如下表所列。抗壓強度28d(mpa) 抗拉強度28d(mpa) 彈性模量（mpa） 極限水力坡降 滲透系數60d(cm/s) 摻入土料5.0 0.45 1250 250 1*10-7 鈉基膨潤土塑性混凝土配合比委托省水利河口設計研究院試驗室試驗，經幾個階段的反復選擇、論證，最后的施工配合比如下表所列：編號 水膠比 膨潤土（%） 外加劑摻量（%） 砂率（%） 每方混凝土材料用量（kg/m3） 抗壓強度28d（mpa） 彈性模量（mpa）水 水泥 砂 石子 膨潤土 外加劑 CT3-1 0.65 40 1.9 50 265 24

6、5 810 810 163 7.75 7.7 1270CT3-2 0.70 40 1.9 50 265 227 907 742 151 7.19 6.5 1105六、造孔    防滲墻造孔按照按照預先劃分好的槽段進行，采用間隔分序法施工，即先施工單數的一期槽段，再施工雙數的二期槽段。綜合考慮工程地質與水文地質條件、造孔歷時、混凝土供應強度及設備布置，將槽長定為9m和7m，共劃分52個槽段。采用鉆劈法造孔成槽，先鉆進主孔，后劈打副孔，劈打副孔時在相鄰的兩個主孔中放置接砂斗出渣。副孔長度L=1.5d（d為主孔直徑，即墻厚），由于鉆頭是圓形的，因此在主、副孔鉆完后，其間會留下一些

7、殘余部分，俗稱“小墻”，需要變換鉆機和鉆頭的位置，從上至下把它們劈掉，從而形成一個完整、等厚度的槽孔。在鉆孔過程中，需要將含大量鉆渣的泥漿抽出，同時更換新漿。采用抽砂筒出渣，抽筒為底部設有活門的鋼筒，由鋼繩牽引向下運動時，活門被泥漿頂開，孔底泥漿進入抽砂筒，提升時自動關閉，往復數次，抽筒內就裝滿了含大量鉆渣的稠泥漿，即可提出孔口，倒入排渣溝?；炷翝仓靶柽M行清孔，清除孔底淤積，置換新鮮泥漿，保證混凝土澆筑質量。采用氣舉排渣法，在澆筑導管內設一根風管，將高壓空氣注入導管底部，使用液氣混合，利用密度差升揚排出孔底的沉渣。    塌孔的處理：槽孔側壁坍塌的原因有多種，如泥漿的質

8、量，地下的影響，槽段土體的組成和密實度，孔口地面的荷載等。筆者認為鉆機的動荷載和泥漿的質量是引起坍塌的主要原因，尤其對于密實程度較差的壩體填筑砂卵石，在長期動荷載作用下極易坍塌。泥漿最重要的功能之一就是支撐孔壁，泥漿最重要的功能之一就是支撐孔壁，泥漿的密度越大，對槽壁的穩定越有利，而孔口的泥漿由于沉淀，會逐漸失去固壁作用。所以在施工過程中，要注意對鉆機及時進行維修，保持良好工況，減小振動。對泥漿及時進行補充和更換，保證孔內泥漿的質量。本工程發生的坍塌大都集中在3539槽段，均為導墻下淺部坍塌，采用密打松木樁的辦法進行了加固。    漏漿和處理：本工程壩體和壩基覆蓋層均為砂卵

9、石，特別是壩體填筑料，限于當時的施工條件，壩體較為松散。據分析，漏漿多發生在壩體填筑基面處，最嚴重的漏漿發生在39#槽段，在下游壩腳處可見泥漿滲出。對一般的漏漿采取投入木屑、黃土或袋裝膨潤土的方式，并用鉆頭搗實以擠入縫隙，對嚴重的漏漿，則大量投入粘土將漏漿槽孔填滿，過一段時間重新鉆進。七、混凝土澆筑    采用水下導管澆筑法，導管內徑250mm，絲扣連接，每個槽段設3組導管，導管間距3m。混凝土采用泵送，在孔口設料斗，開澆時儲備足夠的混凝土，保證一次封孔成功。槽孔混凝土的澆筑速度是影響混凝土質量的重要因素，速度太低會使混凝土坍落度損失，容易造成堵管，本工程的澆筑速度一般都達

10、到68m/h，最高時可達10m/h。在澆筑過程中，定時測量混凝土面的上升情況，并與所澆入的混凝土量相核對，避免導管拔離混凝土面，并根據混凝土面的上升情況及時調整各導管的混凝土注入量，保證混凝土面的均勻上升。八、墻段連接    采用鉆鑿法和拔管法相結合的連接方式。在一期槽孔澆筑混凝土前將3m長的接頭管置于槽孔兩端，然后澆筑混凝土，待初凝后，用吊機將接頭管拔出，從而在一期墻段的兩端形成3m光滑的半圓柱面。3m以下采用鉆鑿法，將一期槽孔兩端主孔鑿除，同樣形成一個半圓柱面，在清孔時用鋼絲刷鉆頭進行反復刷洗，以清除泥皮，改善一、二期槽段連接效果。九、質量檢查1、造孔檢查：鉆頭的直徑決

11、定了槽孔的寬度，在造孔過程中，定期鉆頭的直徑不得小于墻的設計厚度，終孔驗收時，在槽孔內隨處放入鉆頭，特別是主、副孔間，防止小墻的存在。2、鉆孔偏斜：沖擊式鉆機在造孔過程中易受地質條件的影響而使孔位出現偏斜，因此在施工過程中要定期檢查偏斜情況，并及時糾偏。終孔驗收時一般采用重錘法測量孔斜，即在所檢查的孔內吊入鉆頭，每2m測量一次鋼繩的偏差，從而推算出該段的孔斜率。3、入巖深度：針對不同的基巖面設計對防滲墻嵌入弱風化巖的深度有不同要求，基巖面高于-10.0m的，入巖深度不小于0.5m；基巖面對在-10.0m-20.0m的，入巖深度不大于0.5m；基巖面低于-20.0m的，入巖深度不大于0.3m。對

12、于不大于0.3m的入巖要求，控制難度較大，必須增加取樣頻率，在接近設計提供的地質剖面圖入巖高程時，每鉆進10cm就取樣一次，并且加強抽筒抽渣，使巖樣能客觀地反映基面情況。4、墻體質量檢測：本工程采用鉆孔取芯的方式對混凝土防滲墻進行成墻質量檢查，使用300型巖芯鉆機在墻機上獲取試樣，通過對試樣的檢查試驗，了解墻體混凝土的情況，如有無夾泥和水平冷縫、混凝土密實程度、強度等。這種檢測方法的優點是比較簡單直觀，缺點是鉆孔及試驗時間長，檢驗的結果實際上是鉆孔通過部位的混凝土樣本，另外，鉆孔對墻體還有一定的削弱甚至破壞作用。有文獻表明，由于受施工、養護條件的影響，結構混凝土強度一般僅為標準強度的75%80

13、%。而在泥漿中澆筑的混凝土強度更低于一般混凝土強度，而且強度的波動性大。所以當混凝土強度低于10mpa時，不宜在墻體上取芯，并且不應當以鉆孔取芯的抗壓強度值作為評判防滲墻混凝土強度是否合格的標準，只能作為了解混凝土防滲墻整體質量均勻性的參考。十、墻內儀器埋設防滲墻原型觀測的項目有墻體的變形和滲透壓力。使用的觀測儀器有應變計、無應力計、固定傾斜儀、滲壓計。應變計是用來量測防滲墻混凝土體變形的，在墻體混凝土中，除了由于應力引起的變形外，還存在著由于溫度、濕度以及水泥水化作用引起的“自由體積變形”，為了排除這種影響，就需要測出混凝土的自由體積變形，使用的就是無應力計。固定傾斜儀采取墻體內預埋導管，在

14、導管中固定裝設一連串的探頭，每一探頭監測一段長度傾斜值。應變計和無應力計埋設采用吊索法，將要埋設的儀器固定在懸吊于槽孔內的尼龍繩上，而后澆入混凝土中。尼龍繩下端固定于沉重塊上，上端固定在孔口定位架上。防滲墻內共分三個斷面，埋設42只應變計，11只無應力計，其中兩個斷面設固定傾斜儀，設13只探頭。滲壓計并不埋設在防滲墻內，而是埋設在防滲墻的上、下游側，采取鉆孔埋設。防滲墻前后各設3只孔，前面每孔2只滲壓計，后面每孔3只。十一、經驗與體會1、鉆機的改進：防滲墻施工高峰期共使用40臺鉆機，其中25臺為CZ-22型、6臺為CZ-30型，9臺為ZZ-3型，CZ-22型鉆機鉆具最大重量為1300kg，CZ

15、-30型為2500kg，ZZ-3型為2500kg。由于CZ-30型鉆具最大重量約為CZ-22型的一倍，所以鉆進時切削力大，重心穩，速度快，據統計CZ-30型的平均速度為*m/d，CZ-22型為*m/d。ZZ-3型鉆機采用在防滲墻一側設斜撐桿保持穩定，而CZ-22及CZ-30型均四角設拉風的方式。由于防滲墻施工工作面狹窄，運輸機械往來頻繁，采用撐桿可有效地避免相互干擾，部分CZ-22、CZ-30型改裝了撐桿后，效果明顯，在使用大重量鉆頭時鉆機穩定性也有明顯改善。2、鉆頭的改進：本工程主要使用十字鉆頭，后逐漸增加了一些空心鉆頭?？招你@頭為厚壁大直徑無縫鋼管制成，鋼管內徑達32cm，這種鉆頭主要用于鉆進粘土層、砂壤土層等松軟地層，鉆進時阻力小，切削力大，重心穩，但實踐證明，這種鉆頭對砂卵石層的鉆進效果也十分明顯。由于中間是空的，因此可將砂卵石擊松，但大部分砂卵石不會被擊碎，直接用抽筒抽取，可避免對砂卵石重復擊碎，效率可大大提高。十字鉆頭的優點是適用于風化巖、卵石、漂石以及基巖等較硬的地層，對孔壁有擠壓密實的作用，對孔壁穩定十分有利。本工程為加固工程，防滲墻所處地層大