淺談塑性混凝土防滲墻施工一、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(tǒng)洪積砂卵石（滲透系數(shù)K=4.3*10-3~0.35cm/s，屬中等~強透水性）及上更新統(tǒng)沖洪積含泥砂卵石（滲透系數(shù)K=8.7*10-5~2.8*10-3cm/s，屬弱~中等透水性）。壩體斜墻粘土滲透系數(shù)K=2.12*10-6~2.35*10-4cm/s，屬微~中等透水性，土質(zhì)均勻性較差，局部物理力學(xué)指標(biāo)如干密度、滲透系數(shù)不能滿足規(guī)范要求。大壩除險加固防滲設(shè)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）。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(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)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(jìn)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(fēng)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(shè)施1、導(dǎo)向槽及施工平臺導(dǎo)向槽是防滲墻施工之前修建的臨時構(gòu)筑物，主要作用是保護孔口的土體，防止坍塌。綜合考慮地質(zhì)條件、施工方法、槽孔深度等因素，導(dǎo)向槽深度取1.2m，槽口寬度0.9m，底部和頂部均設(shè)置縱向受力鋼筋，一旦導(dǎo)向槽下的土體坍塌，可形成連續(xù)或簡支梁，確保鉆機安全。2、泥漿系統(tǒng)由于當(dāng)?shù)卣惩亮蟽α控S富，且粘粒含量高，適于制備泥漿，所以采用當(dāng)?shù)卣惩林茲{。在右壩頭布置制漿站，采用2m3臥式泥漿攪拌機制漿，并設(shè)沉漿池和儲漿池。3、混凝土系統(tǒng)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(zhì)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(tǒng)供料，提高澆筑速度。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(wěn)定、懸浮和攜帶鉆渣、冷卻鉆頭。設(shè)計指標(biāo)如下表：密度

漏斗粘度

含砂量

膠體率

穩(wěn)定性

失水量

泥餅厚

1分鐘靜切力1.1~1.2g/cm3

18~25S

≤5%

≥96%

≤0.03

<30ml/30min

2~4mm

2.0~5.0N/m2固壁泥漿由泥漿泵沿固定輸漿管送至各槽段，廢漿經(jīng)回收處理后重新使用。在砂卵石層鉆進(jìn)過程中也采取直接投入粘土進(jìn)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，因而能很好地適應(yīng)地基變形，大大地減小了墻體內(nèi)的應(yīng)力，避免了開裂。塑性混凝土的設(shè)計指標(biāo)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(shù)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(shè)計研究院試驗室試驗，經(jīng)幾個階段的反復(fù)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

245

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、造孔徐防滲墻造乞孔按照按照預(yù)欣先劃分好的槽估段進(jìn)行，采用安間隔分序法施炭工，即先施工手單數(shù)的一期槽圓段，再施工雙擋數(shù)的二期槽段爽。綜合考慮工陶程地質(zhì)與水文悔地質(zhì)條件、造攏孔歷時、混凝施土供應(yīng)強度及茶設(shè)備布置，將雙槽長定為搭9m倡和勸7m催，共劃滲分翠5志2照個槽段。采用果鉆劈法造孔成蔑槽，先鉆進(jìn)主及孔，后劈打副味孔，劈打副孔車時在相鄰的兩晶個主孔中放置第接砂斗出渣。叫副孔長陵度籃L=1.5烈d升（斥d牧為主孔直徑，息即墻厚），由跪于鉆頭是圓形蜻的，因此在主順、副孔鉆完后破，其間會留下蠟一些殘余部分樂，俗坊稱團“猛小河墻豈”攤，需要變換鉆啊機和鉆頭的位顫置，從上至下篩把它們劈掉，作從而形成一個攻完整、等厚度公的槽孔。在鉆省孔過程中，需航要將含大量鉆篩渣的泥漿抽出咐，同時更換新稻漿。采用抽砂立筒出渣，抽筒止為底部設(shè)有活倍門的鋼筒，由揭鋼繩牽引向下罩運動時，活門砍被泥漿頂開，別孔底泥漿進(jìn)入藍(lán)抽砂筒，提升找時自動關(guān)閉，健往復(fù)數(shù)次，抽殼筒內(nèi)就裝滿了戶含大量鉆渣的雪稠泥漿，即可山提出孔口，倒伍入排渣溝。混腸凝土澆筑前需奇進(jìn)行清孔，清糕除孔底淤積，象置換新鮮泥漿佳，保證混凝土武澆筑質(zhì)量。采厭用氣舉排渣法羨，在澆筑導(dǎo)管松內(nèi)設(shè)一根風(fēng)管搬，將高壓空氣除注入導(dǎo)管底部挎，使用液氣混屢合，利用密度煌差升揚排出孔妖底的沉渣。江塌孔的處懇理：槽孔側(cè)壁寸坍塌的原因有搞多種，如泥漿掌的質(zhì)量，地下霸的影響，槽段繭土體的組成和輝密實度，孔口叫地面的荷載等賠。筆者認(rèn)為鉆鬧機的動荷載和翠泥漿的質(zhì)量是眼引起坍塌的主毫要原因，尤其年對于密實程度深較差的壩體填砍筑砂卵石，在揀長期動荷載作走用下極易坍塌貸。泥漿最重要句的功能之一就悉是支撐孔壁，首泥漿最重要的攏功能之一就是陜支撐孔壁，泥賢漿的密度越大飛，對槽壁的穩(wěn)性定越有利，而義孔口的泥漿由害于沉淀，會逐術(shù)漸失去固壁作速用。所以在施巨工過程中，要恩注意對鉆機及下時進(jìn)行維修，答保持良好工況中，減小振動。懼對泥漿及時進(jìn)遞行補充和更換襲，保證孔內(nèi)泥抖漿的質(zhì)量。本碗工程發(fā)生的坍材塌大都集中偷在勻35~3寺9予槽段，均為導(dǎo)傻墻下淺部坍塌璃，采用密打松至木樁的辦法進(jìn)判行了加固。起漏漿和處驕理：本工程壩習(xí)體和壩基覆蓋篇層均為砂卵石殼，特別是壩體損填筑料，限于妥當(dāng)時的施工條湯件，壩體較為丘松散。據(jù)分析源，漏漿多發(fā)生狂在壩體填筑基窄面處，最嚴(yán)重沈的漏漿發(fā)生汪在苗39峽#彩槽段，在下游揪壩腳處可見泥勝漿滲出。對一論般的漏漿采取廊投入木屑、黃梅土或袋裝膨潤蛇土的方式，并輸用鉆頭搗實以倆擠入縫隙，對共嚴(yán)重的漏漿，航則大量投入粘院土將漏漿槽孔建填滿，過一段轟時間重新鉆進(jìn)浸。恢勤七、混凝土澆環(huán)筑處采用水下很導(dǎo)管澆筑法，兩導(dǎo)管內(nèi)徑戲250mm爆，絲扣連接，悟每個槽段親設(shè)裕3灘組導(dǎo)管，導(dǎo)管注間距丈3m談。混凝土采用按泵送，在孔口素設(shè)料斗，開澆菌時儲備足夠的挽混凝土，保證取一次封孔成功燕。槽孔混凝土杯的澆筑速度是該影響混凝土質(zhì)地量的重要因素因，速度太低會瑞使混凝土坍落洽度損失，容易謹(jǐn)造成堵管，本鳳工程的澆筑速灶度一般都達(dá)李到體6~隆8m蔑/億h籠，最高時可達(dá)起10m研/彎h腳。在澆筑過程井中，定時測量耽混凝土面的上敵升情況，并與祥所澆入的混凝郵土量相核對，耀避免導(dǎo)管拔離樓混凝土面，并燙根據(jù)混凝土面候的上升情況及割時調(diào)整各導(dǎo)管塔的混凝土注入暑量，保證混凝帆土面的均勻上政升。曉三八、墻段連接壟采用鉆鑿靈法和拔管法相常結(jié)合的連接方戶式。在一期槽頌孔澆筑混凝土甜前將房3m搞長的接頭管置逃于槽孔兩端，大然后澆筑混凝今土，待初凝后執(zhí)，用吊機將接塑頭管拔出，從猾而在一期墻段回的兩端形成菊3m鉛光滑的半圓柱系面。郵3m老以下采用鉆鑿緞法，將一期槽廣孔兩端主孔鑿?fù)谐瑯有纬煞粋€半圓柱面廈，在清孔時用嘩鋼絲刷鉆頭進(jìn)繪行反復(fù)刷洗，觸以清除泥皮，授改善一、二期徒槽段連接效果緞。掃欠九、質(zhì)量檢查狹朋命1條、造孔檢查：偷鉆頭的直徑?jīng)Q為定了槽孔的寬府度，在造孔過辭程中，定期鉆瞞頭的直徑不得宵小于墻的設(shè)計兄厚度，終孔驗再收時，在槽孔教內(nèi)隨處放入鉆料頭，特別是主妻、副孔間，防鋼止小墻的存在艇。夢殃今2你、鉆孔偏斜：裂沖擊式鉆機在妹造孔過程中易魔受地質(zhì)條件的遺影響而使孔位課出現(xiàn)偏斜，因魯此在施工過程門中要定期檢查餡偏斜情況，并攜及時糾偏。終嫂孔驗收時一般昨采用重錘法測善量孔斜，即在糾所檢查的孔內(nèi)謙吊入鉆頭，每姥2m蛾測量一次鋼繩歡的偏差，從而描推算出該段的叫孔斜率。泊董不3巾、入巖深度：船針對不同的基咸巖面設(shè)計對防學(xué)滲墻嵌入弱風(fēng)忽化巖的深度有螺不同要求，基候巖面高于砍-10.0m揚的，入巖深度烈不小于絮0.5m假；基巖面對在利-10.0m豬~隊-20.0m賽的，入巖深度疑不大于桿0.5m間；基巖面低于違-20.0m傍的，入巖深度勞不大于畜0.3m坐。對于不大于郵0.3m絮的入巖要求，袍控制難度較大找，必須增加取諷樣頻率，在接誼近設(shè)計提供的呀地質(zhì)剖面圖入垮巖高程時，每票鉆進(jìn)喉10cm司就取樣一次，扣并且加強抽筒斥抽渣，使巖樣厚能客觀地反映筐基面情況。饞封程4聲、墻體質(zhì)量檢賢測：本工程采磁用鉆孔取芯的便方式對混凝土者防滲墻進(jìn)行成也墻質(zhì)量檢查，仔使亮用影30傲0喘型巖芯鉆機在嘩墻機上獲取試途樣，通過對試宴樣的檢查試驗勁，了解墻體混錦凝土的情況，稀如有無夾泥和換水平冷縫、混帖凝土密實程度更、強度等。這斥種檢測方法的揮優(yōu)點是比較簡掘單直觀，缺點燕是鉆孔及試驗陳時間長，檢驗夠的結(jié)果實際上甚是鉆孔通過部式位的混凝土樣霧本，另外，鉆息孔對墻體還有跳一定的削弱甚駛至破壞作用。輩有文獻(xiàn)表明，護由于受施工、嗽養(yǎng)護條件的影銹響，結(jié)構(gòu)混凝濕土強度一般僅枯為標(biāo)準(zhǔn)強度堵的顧75%~80獵%語。而在泥漿中涂澆筑的混凝土烈強度更低于一衡般混凝土強度祝，而且強度的命波動性大。所雙以當(dāng)混凝土強朱度低洗于晉10mp波a每時，不宜在墻嚴(yán)體上取芯，并切且不應(yīng)當(dāng)以鉆嚇孔取芯的抗壓延強度值作為評慣判防滲墻混凝醋土強度是否合干格的標(biāo)準(zhǔn)，只乘能作為了解混舒凝土防滲墻整予體質(zhì)量均勻性鉛的參考。扇墨十、墻內(nèi)儀器洋埋設(shè)世防滲墻原伸型觀測的項目罵有墻體的變形史和滲透壓力。蝴使用的觀測儀宅器有應(yīng)變計、料無應(yīng)力計、固艱定傾斜儀、滲沙壓計。應(yīng)變計磁是用來量測防歲滲墻混凝土體慌變形的，在墻節(jié)體混凝土中，艙除了由于應(yīng)力找引起的變形外芹，還存在著由庸于溫度、濕度掌以及水泥水化末作用引起梢的戚“兆自由體積變避形捎”踏，為了排除這經(jīng)種影響，就需郵要測出混凝土妄的自由體積變山形，使用的就奉是無應(yīng)力計。完固定傾斜儀采畏取墻體內(nèi)預(yù)埋那導(dǎo)管，在導(dǎo)管機中固定裝設(shè)一批連串的探頭，膝每一探頭監(jiān)測鼓一段長度傾斜潮值。應(yīng)變計和肆無應(yīng)力計埋設(shè)折采用吊索法，逼將要埋設(shè)的儀緊器固定在懸吊打于槽孔內(nèi)的尼悼龍繩上，而后嘉澆入混凝土中最。尼龍繩下端來固定于沉重塊醒上，上端固定公在孔口定位架角上。防滲墻內(nèi)折共分三個斷面搏，埋仁設(shè)津4喊2閑只應(yīng)變計扭，林1勻1短只無應(yīng)力計，沾其中兩個斷面駛設(shè)固定傾斜儀不，虎設(shè)調(diào)1辦3貍只探頭。滲壓綱計并不埋設(shè)在慮防滲墻內(nèi)，而伯是埋設(shè)在防滲俗墻的上、下游飄側(cè)，采取鉆孔拳埋設(shè)。防滲墻頭前后各杠設(shè)重3茶只孔，前面每馳孔辟2口只滲壓計，后時面每涂孔秩3中只。泰礦十一、經(jīng)驗與誰體會鴿航傲1暫、鉆機的改進(jìn)匯：防滲墻施工字高峰期共使挖用丙4念0答臺鉆機，其宴中套2訓(xùn)5絕臺屯為漂CZ-2桿2子型飯、暴6仁臺傭為知CZ-3錄0候型走，兩9夫臺恥為豐ZZ-壁3倉型疼，投CZ-2彎2呼型鉆機鉆具最暑大重量為菌1300kg沫，扇CZ-3炕0童型為海2500kg粒，督ZZ-踐3爪型為員2500kg糊。由擇于冤CZ-3若0據(jù)型鉆具最大重跟量約講為殲CZ-2霜2缺型的一倍，所品以鉆進(jìn)時切削胖力大，重心穩(wěn)攜，速度快，據(jù)瑞統(tǒng)濫計見CZ-3姻0剃型的平均速度周為則*m/稅d魔，徹CZ-2濾2轟型僵為曾*m/蘇d俘。虎ZZ-車3務(wù)型鉆機采用在斜防滲墻一側(cè)設(shè)仙斜撐桿保持穩(wěn)鄙定，界而尺CZ-2洲2耽及太CZ-3供0拌型均四角設(shè)拉昂風(fēng)的方式。由孔于防滲墻施工翅工作面狹窄，慣運輸機械往來爹頻繁，采用撐李桿可有效地避引免相互干擾，年部白分滔CZ-2煤2趨、喪CZ-3割0銷型改裝了撐桿領(lǐng)后，效果明顯碰，在使用大重近量鉆頭時鉆機謹(jǐn)穩(wěn)定性也有明絞顯改善。扶越挑2燒、鉆頭的改進(jìn)信：本工程主要夜使用十字鉆頭噸，后逐漸增加恥了一些空心鉆抖頭。空心鉆頭閱為厚壁大直徑脫無縫鋼管制成色，鋼管內(nèi)徑達(dá)狼32cm渴，這種鉆頭主炎要用于鉆進(jìn)粘旱土層、砂壤土剝層等松軟地層蛾，鉆進(jìn)時阻力停小，切削力大謀，重心穩(wěn)，但痕實踐證明，這偷種鉆頭對砂卵攜石層的鉆進(jìn)效逢果也十分明顯裕。由于中間是轉(zhuǎn)空的，因此可偶將砂卵石擊松遵，但大部分砂刮卵石不會被擊園碎，直接用抽及筒抽取，可避決免對砂卵石重吧復(fù)擊碎，效率農(nóng)可大大提高。蓬十字鉆頭的優(yōu)援點是適用于風(fēng)詞化巖、卵石、鎮(zhèn)漂石以及基巖苦等較硬的地層符，對孔壁有擠喝壓密實的作用籍，對孔壁穩(wěn)定判十分有利。本翻工程為加固工撓程，防滲墻所拒處地層大部分學(xué)為壩體填筑砂庫卵