廖 強

（中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司，云南 昆明650041）

1 防滲方案設計

栗樹埂水庫壩址區(qū)出露的地層有第四系沖洪積和殘坡積松散堆積層，以及下伏的中生界侏羅系上統(tǒng)妥甸組泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖。沖洪積層主要為含碎石圓礫壤土、砂壤土，分布于河床，厚度2～5 m；殘坡積層主要為含礫壤土、粉質(zhì)粘土，分布于河道兩側(cè)緩坡地段，厚度2～3 m；下伏的妥甸組泥巖夾粉砂質(zhì)泥巖，分布于整個壩址區(qū)。壩址區(qū)巖層走向SSE 方向，傾向149°～241°，傾角16°～36°，單斜構(gòu)造。壩基區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較簡單，地表未發(fā)現(xiàn)明顯的斷層構(gòu)造痕跡，但經(jīng)勘探和鉆孔壓水試驗發(fā)現(xiàn)下游民房附近有滲水現(xiàn)象，判定壩基偏左岸順河方向有一條剪性斷層，受此斷層影響，左岸壩基巖體中節(jié)理裂隙較發(fā)育。針對大壩壩體和壩基存在的滲漏問題，決定采用垂直全封閉式塑性混凝土防滲墻和帷幕灌漿相結(jié)合的防滲方案進行處理。

防滲系統(tǒng)布置方案為：沿壩軸線自1 832.10 m高程以下壩體內(nèi)，挖槽垂直澆筑0.4 m 厚塑性混凝土防滲墻，防滲墻嵌入強風化基巖深度0.5～1 m。塑性混凝土防滲墻澆筑完成后，對大壩左右岸基礎進行帷幕灌漿，帷幕灌漿按單排孔設計，孔距1 m。塑性混凝土防滲墻、灌漿帷幕軸線與壩軸線重合。

2 塑性混凝土防滲墻施工

為保證塑性混凝土防滲墻與灌漿帷幕的良好連接，決定先進行塑性混凝土防滲墻施工，再進行左右岸壩基帷幕灌漿施工。塑性混凝土防滲墻施工主要由導墻澆筑、槽孔開挖、混凝土灌注等工序組成。

2.1 導墻澆筑

先挖除1 833.50 m 高程以上壩體，形成一個寬度約15 m 的施工平臺，滿足塑性混凝土防滲墻施工導墻、排漿溝、運輸?shù)缆返仍O施的布置需要，挖除的壩體待防滲墻施工完成后再恢復。導墻采用“工”字型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，高1.4 m，墻頂寬0.5 m，兩導墻間間距0.45 m，混凝土強度等級為C20。

先沿軸線開挖頂寬4.3 m，底寬2.9 m 的倒梯形溝槽。在開挖的溝槽內(nèi)澆筑鋼筋混凝土導墻。為保證首尾兩個防滲墻槽段的正常施工，導墻端頭在防滲墻邊界處向外延伸2 m。施工時保證導墻的縱向分段與混凝土防滲墻的分段錯開一定距離。導墻澆筑完成后，在下游側(cè)平行于壩軸線布設排漿溝。

2.2 槽段劃分及定位

按照施工安排，塑性混凝土防滲墻分兩期施工。從大壩右岸向左岸沿壩軸線逐段先施工Ⅰ期槽段，后施工Ⅱ期槽段。在同一槽段內(nèi)，先鉆主孔，后劈打副孔。該工程共分19 個槽段施工，每個槽段長約6 m。

槽段長度在施工過程中可結(jié)合實際情況適當調(diào)整，為了減少槽段之間接頭孔數(shù)量，提高防滲墻的整體性，宜盡可能使槽段長些，但必須滿足下述條件：

式中：L 為槽段長度，m；Q 為塑性混凝土生產(chǎn)能力，m3/h；B 為防滲墻厚度，m；V 為混凝土上升速度，m/h；K 為墻厚擴大系數(shù)，可取1.2～1.3。

2.3 護壁泥漿制作

護壁泥漿由水、粘土及添加劑組成，泥漿的性能指標和配合比根據(jù)地層特性通過試驗確定。對每次新拌制的泥漿每天進行一次粘度、比重測試?？變?nèi)泥漿在混凝土澆筑之前進行粘度、比重、含砂量測試。澆筑置換出的泥漿經(jīng)沉淀或其他凈化方式處理后重復利用。

在義務教育階段，學生的年齡和認知特點決定了學生的數(shù)學學習很多時候需要借助一定的外部活動來幫助理解，例如做一做或試一試等數(shù)學活動可獲得豐富的數(shù)學活動經(jīng)驗，但還需要學生在理解的基礎上自主探究、去粗求精、反思，抽象出幾何模型，并在過程中內(nèi)化為學生自身的活動經(jīng)驗。

2.4 槽孔開挖

采用“鉆劈法”進行槽孔開挖作業(yè)，將每個槽段沿軸線劃分為主孔和副孔，先進行主孔施工，后進行副孔施工。首先采用沖擊鉆機配空心鉆頭和十字鉆頭沖擊鉆進主孔，當空心鉆頭鉆進穿過壩體土層和砂卵石層后，改為十字鉆頭進行基巖段鉆孔。主孔鉆進結(jié)束后，對副孔用十字鉆頭劈打施工，這時由于兩邊主孔已成形，劈打中間副孔容易使隔墻松動塌落，使主副孔貫通成槽。不論是主孔鉆孔還是副孔劈打，均適時采用專用套筒清除槽底部鉆渣與碎屑。成槽過程中，當接近設計基巖面時開始留取基巖鉆渣樣品，并由現(xiàn)場地質(zhì)工程師會同監(jiān)理人進行巖樣的鑒定，以確定最終成槽入巖深度。

Ⅰ期槽段澆筑塑性混凝土成墻后，Ⅱ期槽段成槽時在Ⅰ期槽段端頭套打一孔，與一期槽段墻體搭接不低于0.4 m，以保持防滲墻的整體性。

所有主孔和副孔孔位偏差不得大于3 cm，孔斜率不大于4%。相鄰兩個槽段接頭套接孔的兩次孔位中心，任一深度的偏差值不大于墻厚的1/3，孔深要符合設計要求。成槽過程中，為保證不發(fā)生孔壁坍塌，孔內(nèi)泥漿應維持在導墻頂面以下30～50 cm 之間。

2.5 終孔及清槽

每個槽段開挖至設計深度后，清槽換漿采用泵吸反循環(huán)法，在清除槽內(nèi)廢渣的同時及時向槽內(nèi)補充新鮮泥漿。對于Ⅱ期槽段，在清槽換漿結(jié)束前或清槽過程中用鋼絲刷鉆頭刷洗兩側(cè)槽段接頭混凝土壁上的泥皮，至鋼絲刷鉆頭不帶泥屑、孔底淤積不再增加為止。

清槽換漿結(jié)束后1 h 須達到下列標準：槽底殘渣淤積厚度不大于10 cm；槽內(nèi)泥漿比重1.1～1.2 g/cm3，泥漿粘度15～25 s；泥漿含砂量不大于5%。

在清槽驗收合格后4 h 內(nèi)，必須澆筑塑性混凝土，如因特殊原因不能按時澆筑，則重新按上述規(guī)定進行檢測，若達不到要求應重新清槽換漿。

2.6 塑性混凝土拌制

防滲墻采用低彈模、摻膨潤土、一級配塑性混凝土。水泥選用42.5 級普通硅酸鹽水泥。碎石最大料徑不大于20 mm，含泥量不大于1.0%，飽和面干吸水率不大于1.5%。砂的細度模數(shù)為2.4～2.8 cm，含泥量不大于1.0%。粘土的指標一般控制為含水率13%，土粒比重2.6～2.7，液限43.3%，塑性23.1%，塑性指數(shù)20.2%，泥漿比重1.15～1.20。膨潤土、減水劑、引氣劑為市場購買的合格產(chǎn)品。經(jīng)試驗確定每立方混凝土配合比為：水250 kg、水泥192 kg、碎石801 kg、砂979 kg、粘土100 kg、彭潤土28 kg。塑性混凝土統(tǒng)一在拌合系統(tǒng)拌制，混凝土初凝時間不小于6 h，終凝時間不大于24 h，出機口坍落度18～22 cm，擴散度34～38 cm，拌合析水率小于3%。

2.7 塑性混凝土澆筑

采用槽內(nèi)下直升導管法灌注塑性混凝土。導管內(nèi)徑為200 mm，導管間用法蘭、膠墊連接，連接前配置足夠的0.1～0.3 m 的短管，以便調(diào)節(jié)使用。導管的連接和密封必須可靠，防止泥漿進入污染混凝土。其上端焊接固定一個漏斗，方便入料。導管準備好后，由鉆機懸吊導管和漏斗，以便控制下插就位和起拔作業(yè)，使導管可作上下垂直移動。每個槽段塑性混凝土澆筑一般要求使用兩套以上導管，導管安放位置應合理、準確、垂直，彼此間距不宜大于3.5 m，靠端頭的導管中心至槽段端部的距離不大于1.0 m，以保證混凝土流動過程中覆蓋整個倉面且能確保均勻上升。

開澆前，導管下口置入一個可浮起的隔離塞球，塞球通過鋼絲經(jīng)管內(nèi)達上部管口扎緊。開澆時先注入水泥砂漿，隨即澆入足夠的塑性混凝土，此時剪斷塞球的鋼絲，從而擠出塞球并埋住導管底端。澆筑過程中導管下端口始終要埋入塑性混凝土中，其埋入深度大于1 m，但不宜超過6 m，嚴禁將導管拔出塑性混凝土面。塑性混凝土面應均勻上升，上升速度不得小于2 m/h，各處高差控制在0.5 m 以內(nèi)。塑性混凝土澆筑應連續(xù)進行，若因故中斷，中斷時間不得超過40 min。槽孔口設置鋼蓋板，導管從鋼蓋板中穿過，避免塑性混凝土由導管外散落在槽孔內(nèi)，影響澆筑質(zhì)量。塑性混凝土終澆高程高于防滲墻墻頂設計高程0.5 m。

3 帷幕灌漿施工

3.1 先導孔施工

帷幕灌漿鉆孔分兩序施工，將部分Ⅰ序孔作為先導孔先行施工。根據(jù)先導孔的施工效果，確定是否需對有關設計參數(shù)進行修正，以達到更佳的灌漿效果。

3.2 鉆 孔

鉆孔開孔直徑91 mm，終孔直徑75 mm，選用XY-2PC 型回轉(zhuǎn)式鉆機鉆進。先導孔和檢查孔按規(guī)定分段鉆取巖芯，進行地質(zhì)編錄。鉆孔偏差需符合設計規(guī)定，否則報廢原孔，重新鉆孔。

3.3 鉆孔沖洗

灌漿前采用灌漿泵向孔底注入清水進行沖洗，至孔口返水澄清10 min 后結(jié)束沖洗，孔內(nèi)殘留巖芯沉積厚度不超過20 cm。

3.4 壓水試驗

采用“簡易壓水法”，試驗壓力為灌漿壓力的80%，壓水20 min，每隔5 min 測讀一次壓入流量，取最后一次流量值計算透水率。

3.5 漿液制備

在左右壩肩各設置一個集中制漿站，每個集中制漿站配備一臺高速制漿機和一個儲漿桶，水泥采用42.5 級普通硅酸鹽水泥，漿液拌制時間不少于3 min，漿液在使用前應過篩，制備至用完的時間小于2 h。

3.6 灌 漿

采用自上而下分段灌漿法施工。灌漿壓力起始段為0.2 MPa，最大為0.5 MPa。漿液濃度由稀到濃逐級變換，水灰比采用3∶1，2∶1，1∶1，0.8∶1，0.5∶1 五個比級。當灌漿壓力保持不變而注入率持續(xù)減少，或注入率保持不變而灌漿壓力持續(xù)升高時，不得變換水灰比；當某一比級漿液的注入量達到300 L 以上或灌漿時間達1 h 以上，而灌漿壓力和注入率均無顯著改變時，應改濃一級水灰比漿液灌注；當注入率大于30 L/min 時，可根據(jù)情況越級變濃漿液灌注。在規(guī)定灌漿壓力下，注入率不大于0.4 L/min時，繼續(xù)灌注60 min 或注入率不大于1 L/min 時，繼續(xù)灌注90 min，便可結(jié)束該段鉆孔的灌漿。

4 防滲效果檢查

塑性混凝土防滲墻的施工質(zhì)量和防滲效果采用開挖取樣、超聲波檢測及注水試驗等手段進行檢驗；帷幕灌漿通過鉆設質(zhì)量檢查孔做壓水試驗檢查其防滲效果。檢測結(jié)果如下：

1）共選取4 個部位開挖取樣檢測，墻體未有明顯的夾泥、分縫現(xiàn)象，成墻質(zhì)量較好。塑性混凝土試樣28 d 抗壓強度均大于2 MPa，平均為2.37 MPa。

2）預埋了9 根超聲波測管，分3 組檢測，每組3 根測管。其中1 組布置在相鄰的兩個槽段內(nèi)，以檢測接頭部位的成墻質(zhì)量。發(fā)射和接收傳感器從測管底部同步上升，移動點距為0.25 m。經(jīng)檢測，第一組和第二組波速未出現(xiàn)異常，塑性混凝土均質(zhì)性較好，接頭緊密；第三組中的兩根測管對測深度1.75 m 時，波速稍低，判斷該處存在泥夾層，但因波速衰減不大，未做處理。

3）選取了6 個槽段進行鉆孔注水試驗，滲透系數(shù)分別為4.56×10-7cm/s、6.42×10-7cm/s、5.35×10-7cm/s、7.21×10-7 cm/s、6.66×10-7 cm/s、5.49×10-7cm/s，滿足設計要求。

4）帷幕灌漿質(zhì)量檢查孔的數(shù)量為灌漿孔的10%，檢查孔各孔段壓水試驗透水率均小于0.03 l/（min.m.m），平均為0.0117 l/（min.m.m），灌漿效果良好。

5 結(jié) 語

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?jié)B性能好，同時還具有節(jié)約水泥、降低造價等優(yōu)點。塑性混凝土防滲墻結(jié)合帷幕灌漿已廣泛應用于施工圍堰、老壩除險加固等工程。實踐中精心組織施工，加強質(zhì)量控制，可取得滿意的防滲效果。

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