水库塑性混凝土防渗墙的施工技术.pdf

水利技术监督 2 0 1 4 年第 2 期 水库塑性混凝土防渗墙 的施 工技 术 常继才 ( 中国水利水电第十一工程局有限公司，河南 郑州 4 5 0 0 0 1 ) 【 摘要】 由于塑性混凝土具有较低的弹性模量，可以产生较大的极限应变，因此塑性混凝土防渗墙在承受一 定的荷载作用之后，墙内应力以及应变相对来说都比较低，能够有效提高墙体具有的耐久性。基于 此，本文结合实例针对水库塑性混凝土防渗墙施工技术进行了探讨。 【 关键词】 水库；塑性混凝土；防渗墙；施工技术 D O I 编码 】 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 8 1 3 0 5 2 0 1 4 0 2 0 2 4 【 中图分类号】 T V 5 4 3 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 8 1 3 0 5( 2 0 1 4 )0 2 0 0 6 7 0 3 目前在很多水利工程 中，由于地基或者坝体具 有松散及透水等特点，在施工过程中都开始采用塑 性混凝土防渗墙 ，这种防渗方法相对于其他混凝土 防渗墙来说 ，强度、弹性模量都比较低 ，而且应变 能力较好，受到 了各施工方的青睐。在塑性混凝土 防渗墙施工 中，一定要做好设计工作，并控制各个 施工要点的施工质量 ，确保水利工程在既定工期 内 高效完成。 1 工程概况 某水库坝址以上的控制流域面积一共有5 7 k m 2 ， 总库容达 到了5 9 8 万l n 3 ，其主要功能为防洪 ，并在此 基础上进行农业灌溉。该水库大坝的两端和坝肩之 间接触的坡度相对较 陡，大坝左端还存在一定的裂 缝，下游坝坡存在 阴湿及渗水等问题，另外大坝右 端还发生了一定程度 的塌陷，近几年这些问题明显 加重 。在此次大坝除险加固施工中主要采用 了塑性 混凝土防渗墙，坝体左岸的总长度达到了7 0 m ，右 岸 的总长度一共有9 2 m 。另外还将 防渗墙设置成为 槽形孔混凝土防渗墙，墙体厚度大约8 1 c m ，槽孔的 长度大约9 O m ，平均孔深达到了2 6 m 。 2 库区塑性混凝土防渗墙的具体设计情况 该工程设计要求墙体 混凝 土的抗压强度要在 2 5 M P a ，渗透系数不得超出1 1 0 一 c m s ，弹性模 量要控制在2 0 0 0 M P a 以内，另外塑性防渗墙混凝土 的配合 比要求如下表1 所示，最终将其变形模量规 定为1 0 4 0 M P a 。除此之外，在工程设计 中对相关 的 施工技术做 出了下述规定 。 ( 1 )将塑性混凝土的入孔坍落度尽可能的控制 在1 8 2 2 c m 之间， 将扩散度保持在3 4 4 0 c m 2 _ 间，要 求坍落度在1 5 c m 以上时的持续时间不得低于1 h 。 ( 2 )施工中混凝土初凝 时间要求在6 h 以上 ， 终凝时间则要控制在2 4 h 以内。 ( 3 )要求将 混凝土的密度提 高 rJ 2 2 0 0 k g m 3 以上 。 3 库区塑性混凝土防渗墙主要施工要点 3 1做好施工准备工作 在该水库施工中，导向槽主要是由上 、下排钢 筋混凝土导墙共同构成的， 槽口的宽度要求超出设 作者简介：常继才 ( 1 9 7 4 年一 )，男，工程师。 67 水利技术监督 2 0 1 4 年第 2 期 计规定 的塑性混凝土防渗墙厚度大约1 0 1 5 c m ， 而且 导墙 的高度还应该控制 1 _ 5 2 0 m 之间 ，确 保泥浆达到规定压力，避免废浆以及废水等出现 倒流回槽孔的现象，以便于确定塑性混凝土防渗 墙所在位置、墙体深度以及混凝土浇筑高程等。 此 外，要做好施工平 台的建设工作 ，其 中钻 机 工作平 台主要采用 了枕木进行铺设 ，要求该平 台要与防渗墙 的轴 线相互平行 ，并在铺设好 的轨 道 上将钻机平 台车安装在指定位置 ；采用人工砌 石垫层来完成倒浆平台和排浆沟的施工，利用水 泥砂浆完成抹面 工作，要求两者之 间要形成一定 的坡面，将坡 比控制在1 ： 5 。确保弃浆能够全 部流 入 到排浆沟 中。 在塑性混凝土 防渗墙 的施工现场， 为实现 自流可 以在地势相对较 高的地方设置泥浆 和供水系统，距离不得过远。 3 2完成槽孔的划分工作 在该水库塑性混凝土 防渗墙施工 中，主要分 为 I 期槽孔施工和 I I 期槽孔施工。 在进行槽孔划分 时要充分考虑工程施工顺序、施工过程中采用的主 要工艺、防渗墙轴线位置上的地质条件、施工采用 的具体造孔机械设备、槽孔的实际深度、设计成槽 周期以及混凝土的浇筑能力等各方面因素。 在采用较长槽段时，要确保槽孔 具有 良好 的 稳定性 ，减少墙体接头的总数 ，以便 于加快工程 的施工进度 。在该水库防渗墙施工中将 I期和 I I 期槽长度分别确定为8 0 m 、8 7 m 。槽段划 分的具 体情况如下 图1 所示 。 表1 塑性混凝土配合比 ( m 。 k g ) 水 l水泥E 3 2 5 1 砂 I 小石 l 膨润土 l L K F 2 2 8 0 l 1 9 o l l O O O l 7 5 0 l 6 5 l 1 9 图1 槽段划分情况示意图 3 3造孔施工操作 在该水库塑性混凝土 防渗墙造 孔施 工过程 中 主要采用 了液压抓斗，在油缸压力 的作用下利用斗 齿 以及斗刃等对土体进行切削，然后把产生 的土渣 全部放置到斗体当中，将其从槽孔中提取 出来 ，进 行重复挖掘操作最终完成造孔施工操作 。在进行基 岩的钻进施工时，需要在斗体重量的作用下对基岩 进行反复冲击 ，将冲击 时产生 的破碎岩块及时排 出，直到深度满足设计规定为止。在造孔操作中并 不需要将土体全部击碎，因此可 以避免严重的环境 污染，提高造孔施工效率 。另外，在采用液压抓斗 进行造孔的过程中还需要做好孔斜的控制工作，通 过采用重锤法对孔斜进行精确测量，一旦出现偏斜 等问题时要及时进行纠正，确保造孔垂直度能够满 足施工设计要求 。该水库塑性混凝土防渗墙造孔孔 位的偏差要控制在3 c m 以内，孔斜率不得超出4 。 3 4做好护壁泥浆的拌制以及回收施工工作 根据该水库施工过程 中的相关施工规 范要 求 进行防渗墙护壁泥浆的拌制作业。 在进行膨润土泥 浆拌制的过程中可以掺加适量的工业碱，并要求膨 润土泥浆的浓度要在4 5 以上，密度不得超出1 1 g c m 。 。在本工程基浆的拌制 中主要采用了膨润土， 68 在对泥浆进行回收循环使用的基础上有效提高了 泥浆性能，可 以确保工程施工质量。 另外在进行泥浆搅拌时通过采用高压泥浆泵 ， 提高了拌制效率，新拌制的泥浆在进入到膨化池之 后需要经过2 4 h的水化膨胀之后才可 以使用。对于 从槽孔当中置换出来的废浆，如果其上部性能仍然 满足施工要求则可以将其继续存入到储浆池当中 进行使用。施工中产生的废渣要集中堆放在指定地 点，避免发生严重 的环境污染。 3 5清孔换浆施工工作 在进行清孔换浆施工作业时，主要采用 了气举 反循环法，该方法主要是在空压机输出高压风的作 用下，进入到排渣管 当中利用混合器将液体进行混 合，由于排渣管内外之间会形成一定的密度差，可 以通过该密度差排出泥浆 以及沉渣等。 在造孔验收工作结束之后，通过采用抓取法将 一 些较大块的岩石全部清理出来，再通过气举反循 环法进行清孔 ，与此 同时向槽孔 当中补充新 的浆 液，要求新鲜的浆液和槽孔当中浆液之间的置换量 不得少于槽孔方量的三分之一。 3 6完成混凝土的浇筑施工 在 该水 库 工程 施 工 中 ，选择 了 内径 大 小 为 水利技术监督 2 0 1 4年第2 期 水利部关于批准发布水利行业标准的公告 ( 水土保持元数据) 中华人民共和 国水利部公告 ( 2 0 1 3 年第 8 9 号) 中华人民共和国水利部批准 水土保持元数据( S L 6 2 8 2 0 1 3 )为水利行业标准，现予以公布。 序号 标准名称 l 标准编号 l替代标准号 I 发布日期 I 实施日 期 1 水 土保 持元 数据 I( S L 6 2 8 - 2 0 1 3 )l l 2 0 1 3 1 2 3 0 l 2 0 1 4 3 3 0 水利部关于批准发布水利行业标准的公告 ( 干旱灾害等级标准) 中华人民共和国水利部公告 ( 2 0 1 4年第 1号) 中华人民共和国水利部批准 干旱灾害等级标准( S L 6 6 3 2 0 1 4 )为水利行业标准，现予以公布。 2 2 0 m m 的塑性混凝土 防浇筑无缝导管，按照槽孔的 实际孔深确定了导管的具体长度，要求将导管底部 和孔底之间的距离保持在 1 5 2 5 c m 之间，并根据设 计规定顺序组装导管 。要求每个槽段都应该安装三 组导管，将导管之间的间隔距离控制在3 0 m ，并将 导管和槽孔两端之间的距离控制在1 4 m ，确保导管 的安装具有较好的牢固性 ，保证导管连接密封性 良 好。在塑性混凝土防渗墙施工中还应该做好接头孔 处理工作，以此来提高墙体的施工质量。 由于塑性混凝土在早期的强度相对较低，所 以 需要在完成 I期槽孔浇筑工作 的2 4 h 之后才 可以在 其 1 号 以及9 号孔处进行 I期和 I I 期接头孔 的施工 操作 。另外在 I I 期槽孔清孔工作完成之前，还应该 利用钢丝刷钻头彻底清洗接头孔 ，清理完成之后才 可 以开始浇筑混凝土。 在浇筑 的过程 中主要采用了直升导管法 ，先在 进料漏斗当中加入一定量的水泥砂浆，并储存适量 的混凝土，然后在一次进料的过程中一定要挤出隔 离球，同时将导管的底部位置全部埋好。要保持混 凝土 的浇筑操作连续进行，将导管在混凝土 中的埋 深控制在1 6 m之间。浇筑过程中每隔3 0 分钟需要 检测一次混凝土顶面深度，在距离孔 口大约l O m 时， 由于沉积泥浆 的稠度会不断增大，导致混凝土浇筑 的压差逐渐降低，增加了浇筑施工的难度，所 以需 要在孔 口位置安装排污泵，及时将泥浆排除，确保 混凝土高度满足施工规定。 4 结 语 塑性混凝土防渗墙具有较低的弹性模量 ，可以 产生较大的应变能力，能够有效降低防渗墙内的应 力以及应变等，确保了该水库防渗墙体具有的稳定 性，简化 了施工操作，并减少了水泥用量 ，节省了 工程施工成本。而且从力学特性上来看，塑性混凝 土相 比于刚性混凝土具有更多的优点，在实际施工 过程 中可 以取得更大 的效益，值得在 同类工程施工 中进行推广应用 。 参考文献 1 李清富， 张鹏 -=r l 峡槐扒水库塑性混凝土防渗墙工程施工 J 施工技术， 2 0 0 6 ( 1 O ) 2 康建忠 张峰水库大坝塑性混凝土防渗墙施工及质量控制 J 山西水利科技， 2 0 0 7( 0 2 ) 3 尚夏， 姚雷生， 王宁 塑性混凝土防渗墙在某水库大坝中的应用 _T 平顶 山工学 院学报 ， 2 0 0 6( O 4 ) 6 9