馬建泉

（廣東五華縣小水電管理站梅州市514400）

水庫大壩塑性混凝土防滲墻施工質(zhì)量控制

馬建泉

（廣東五華縣小水電管理站梅州市514400）

塑性混凝土防滲墻施工技術(shù)是水庫大壩防滲施工中較為有效的一項(xiàng)施工技術(shù)，在水庫大壩除險(xiǎn)加固工程施工中得到廣泛的應(yīng)用。文章結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)水庫大壩塑性混凝土防滲墻施工準(zhǔn)備階段及實(shí)施階段的施工質(zhì)量控制進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，旨在為其他類似工程施工質(zhì)量控制提供參考。

水庫大壩防滲墻質(zhì)量控制

我國水利資源豐富，已建成的水庫數(shù)量也十分巨大。近年來，隨著水庫運(yùn)行年限的增加，由于水庫施工技術(shù)水平的限制及年久失修，許多水庫出現(xiàn)了不同程度的病險(xiǎn)情況，嚴(yán)重影響到了水庫的正常、安全運(yùn)行，并對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。采取有效的施工技術(shù)對(duì)病險(xiǎn)水庫進(jìn)行除險(xiǎn)加固施工，做好質(zhì)量控制工作，保障水庫的正常、安全運(yùn)行具有十分重要的意義。

1 工程概況

某水庫于1961年2月修建，于1964年3月竣工?？⒐ず?，進(jìn)行2次加固，仍存在設(shè)計(jì)不達(dá)標(biāo)的問題。此水庫壩頂寬6 m、長425 m，壩底寬465 m,壩總高度70.4 m。目前水庫大壩存在壩頂發(fā)生裂痕與不均勻沉降現(xiàn)象；壩體的寬度、壓實(shí)度、抗震性能、滲透值不達(dá)標(biāo)等問題。水庫大壩的下游區(qū)含有1.67萬hm2（25萬畝）耕地、30萬以上人口和很多交通要道，因此要采取塑性混凝土防滲墻施工技術(shù)對(duì)此水庫大壩除險(xiǎn)加固，解決水庫大壩的安全問題，保證水庫防洪工作的安全運(yùn)行，確保下游居民的生命、財(cái)產(chǎn)安全。

2 施工的主要內(nèi)容

此水庫大壩的塑性混凝土防滲墻施工項(xiàng)目于2015年1月18日開工，因?yàn)榇怂畮齑髩芜M(jìn)入5月份后都是汛期，所以塑性混凝土防滲墻施工期要保持在3個(gè)月內(nèi)，時(shí)間緊迫，任務(wù)及責(zé)任都十分重大。塑性混凝土防滲墻的主要施工內(nèi)容是由于大壩內(nèi)原建有0.8 m厚度、188.20 m高、0.5 m深的的C15混凝土防滲墻，所以要新建390.0m線長、63個(gè)槽段、11.3 m≦墻深≦72.2 m、W8防滲等級(jí)的C20防滲墻。

3 防滲墻施工的準(zhǔn)備階段

3.1 擬定塑性混凝土防滲墻的施工流程，制定其施工程序和施工方案

在塑性混凝土防滲墻施工的開始，塑性混凝土防滲墻的施工總監(jiān)必須組織施工的各部門、各單位對(duì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和方案設(shè)計(jì)開展會(huì)議。由塑性混凝土防滲墻的施工設(shè)計(jì)部門負(fù)責(zé)人對(duì)具體的技術(shù)流程進(jìn)行交底，準(zhǔn)確地列出塑性混凝土防滲墻的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，更正和解答塑性混凝土防滲墻施工條件與其它施工項(xiàng)目的聯(lián)系、錯(cuò)漏和疑問。塑性混凝土防滲墻的施工總監(jiān)核查設(shè)計(jì)圖紙沒有錯(cuò)誤后簽字才能開展施工的各項(xiàng)前期的準(zhǔn)備工作。塑性混凝土防滲墻的施工總監(jiān)針對(duì)塑性混凝土防滲墻的施工項(xiàng)目組織施工的各部門、各單位召開專題的會(huì)議，討論和分析各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備、各段施工工藝、各個(gè)項(xiàng)目造價(jià)等。塑性混凝土防滲墻的施工總監(jiān)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙與施工的規(guī)范要求，參建方確定塑性混凝土防滲墻總體施工方案如下：

（1）利用抓取法進(jìn)行塑性混凝土防滲墻施工，指的是利用抓斗，挖掘地層，制造槽孔。

（2）經(jīng)監(jiān)理機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)合格后，利用抓斗撈取法或氣舉法清孔。

（3）穩(wěn)定孔壁采用優(yōu)質(zhì)膨潤土進(jìn)行固壁護(hù)壁。

（4）利用直升導(dǎo)管法對(duì)墻體進(jìn)行混凝土澆筑。

（5）采用特制鋼桁架對(duì)水庫壩體防滲墻下方的基巖進(jìn)行埋管定位。

（6）采用BG420/100型液壓拔管機(jī)和“接頭管法”連接墻段，節(jié)省接頭鉆鑿的時(shí)間，節(jié)約塑性混凝土防滲墻的澆筑量，保證接縫質(zhì)量。塑性混凝土防滲墻的施工依據(jù)槽段進(jìn)行劃分，首先進(jìn)行一期槽段的施工，最后進(jìn)行二期槽段的施工。塑性混凝土防滲墻施工以施工方案為前提，依據(jù)施工的規(guī)范要求與設(shè)計(jì)圖紙，制定塑性混凝土防滲墻的施工流程，要求施工過程中塑性混凝土防滲墻的施工單位必須嚴(yán)格依據(jù)施工流程進(jìn)行施工；監(jiān)理機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督，必須在塑性混凝土防滲墻施工前檢查施工現(xiàn)場是否符合施工的各個(gè)條件和要求，復(fù)核導(dǎo)墻施工是否沿軸線開展，孔位與施工槽段是否正確。檢查施工機(jī)械、儀器儀表是否齊備且正常運(yùn)轉(zhuǎn)，施工作業(yè)人員及技術(shù)管理人員是否到位。塑性混凝土防滲墻施工工藝流程見附圖。

3.2 控制施工的原材料及中間產(chǎn)品

發(fā)包人要求監(jiān)理機(jī)構(gòu)對(duì)承包人進(jìn)場原材料和中間產(chǎn)品進(jìn)行見證取樣，送檢的樣品必須符合現(xiàn)行的相關(guān)技術(shù)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，委托檢測公司、監(jiān)理機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)合格，施工方同意后方能投入使用。塑性混凝土防滲墻施工的原材料及中間產(chǎn)品必須符合《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》、招標(biāo)文件、施工設(shè)計(jì)圖紙等各項(xiàng)要求。原材料包括:膨潤土、水泥、細(xì)骨料、外加劑、粗骨料。使用P.O 42.5普通硅酸鹽水泥；選?。?～20）mm或（20～40）mm的人工碎石天然砂做粗骨料；采用特定的木質(zhì)素磺酸鈣做外加劑；采用鈣基膨潤土做鈣基膨潤土。

3.3 控制防滲墻混凝土的配合比

施工原材料和中間產(chǎn)品都符合檢驗(yàn)要求，根據(jù)即將實(shí)施塑性混凝土防滲墻的現(xiàn)場環(huán)境和塑性混凝土防滲墻施工的技術(shù)要求，參建方委托合格的檢測公司，進(jìn)行塑性混凝土防滲墻混凝土配合比的試驗(yàn)工作，其中包括塑性混凝土防滲墻的主要物理力學(xué)技術(shù)指標(biāo)、混凝土試配的試驗(yàn)結(jié)果、混凝土拌合物的性能試驗(yàn)、水庫除險(xiǎn)的加固工程中防滲墻混凝土配合比等參數(shù)試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。

附圖塑性混凝土防滲墻的施工工藝流程圖

表1 防滲墻混凝土的主要物理力學(xué)技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)《水利水電工程混凝土施工技術(shù)規(guī)范》及項(xiàng)目的技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，采用膨潤土和不同水泥進(jìn)行適配，試驗(yàn)結(jié)果如表2。

試驗(yàn)結(jié)果合理科學(xué)可靠，序號(hào)1的配比結(jié)果符合塑性混凝土防滲墻的設(shè)計(jì)指標(biāo)，同時(shí)對(duì)序號(hào)1的配比進(jìn)行性能試驗(yàn)，結(jié)果如表3。

從表2、表3的數(shù)據(jù)可以知道，檢測的結(jié)果是合理科學(xué)可靠的，序號(hào)1的配比結(jié)果符合塑性混凝土防滲墻的設(shè)計(jì)指標(biāo)，滿足拌合物的性能要求，最終得出標(biāo)準(zhǔn)的配合比(如表4)。防滲墻混凝土的配合比設(shè)計(jì)方案經(jīng)監(jiān)理機(jī)構(gòu)審核通過，方能施工。

表2 塑性混凝土的試配結(jié)果

表3 混凝土拌合物的性能試驗(yàn)

表4 水庫除險(xiǎn)的加固工程塑性混凝土防滲墻的配合比

3.4 進(jìn)行生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)確定塑性混凝土防滲墻施工的技術(shù)參數(shù)

根據(jù)招標(biāo)文件、施工設(shè)計(jì)圖紙、施工各項(xiàng)要求，確保塑性混凝土防滲墻的整體施工質(zhì)量，通過相關(guān)的生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)對(duì)防滲墻施工的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的驗(yàn)證。施工方在業(yè)主代表和監(jiān)理人員的見證和監(jiān)督下，依據(jù)監(jiān)理機(jī)構(gòu)審核通過的塑性混凝土防滲墻生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)方案，抽取出在防滲工程的F-51#、45#兩個(gè)槽孔進(jìn)行生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)。此次生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是實(shí)驗(yàn)塑性混凝土防滲墻的材料、相關(guān)參數(shù)、施工工藝、設(shè)備性能、槽孔成槽、槽孔造孔等，分析得出混凝土的配比性能、槽孔造孔、清孔、澆筑、接頭孔清洗、設(shè)備心梗、泥漿壁面性能、槽段長度等可行性數(shù)據(jù)。生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)如下：

（1）通過對(duì)防滲工程的F-51#、45#兩個(gè)槽孔進(jìn)行生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)，分析證明此項(xiàng)工程利用了性能良好的造孔設(shè)備，采用的純抓法造槽、設(shè)備配置都非常適合此水庫大壩的地層屬性；槽段的長度和槽孔的劃分?jǐn)?shù)量都符合了規(guī)定，可以使用跳槽技術(shù)緩解集中負(fù)載的施工設(shè)備；基巖的鑒定方法正確，確保入巖深度。

（2）固壁泥漿的配合比、漿液配合比兩者的比例合適、性能良好，使冷卻機(jī)具、懸浮鉆渣充分發(fā)揮作用，穩(wěn)定孔壁。

（3）利用氣舉法清孔匹配此水庫大壩的砂巖地層、土層屬性，清孔換漿的檢驗(yàn)指標(biāo)也符合招標(biāo)文件、施工設(shè)計(jì)圖紙、施工規(guī)范等各項(xiàng)要求。

（4）拌合站的機(jī)械設(shè)備包括配料機(jī)、拌合機(jī)、混凝土泵，其各項(xiàng)的性能和配置必須符合招標(biāo)文件、施工設(shè)計(jì)圖紙、施工各項(xiàng)要求并準(zhǔn)確地控制好大宗材料的數(shù)量、拌合時(shí)間、拌合配比，保證塑性混凝土防滲墻墻體澆筑的連續(xù)性。

（5）接頭孔的工藝技術(shù)成熟且其性能良好，確保接頭孔質(zhì)量。施工過程嚴(yán)格把控接頭管的垂直度，適當(dāng)控制起拔時(shí)間，預(yù)埋技術(shù)符合招標(biāo)文件、施工設(shè)計(jì)圖紙、施工各項(xiàng)要求。

（6）塑性混凝土防滲墻墻體澆筑的各項(xiàng)工序都符合了招標(biāo)文件、施工設(shè)計(jì)圖紙、施工規(guī)范等各項(xiàng)要求。10 m以下墻體澆筑速度大于2 m/h,10 m以上墻體澆筑速度大于3 m/h。

綜上所述，在通過生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)后，防滲墻施工技術(shù)的各個(gè)參數(shù)以及各個(gè)施工階段都符合了符合招標(biāo)文件、施工設(shè)計(jì)圖紙、施工規(guī)范等各項(xiàng)要求。

4 控制防滲墻施工的各施工階段質(zhì)量

嚴(yán)格把控防滲墻施工的各施工階段的質(zhì)量，必須依據(jù)經(jīng)監(jiān)理機(jī)構(gòu)審核通過的塑性混凝土防滲墻施工方案進(jìn)行施工，在防滲墻施工的各施工時(shí)期，重點(diǎn)保證建造槽孔和墻體混凝土的澆筑質(zhì)量。

4.1 控制孔形、終孔

（1）控制孔形。在建造槽孔時(shí)，必須確保每個(gè)槽孔的中心線位于防滲墻的中心線上，誤差必須小于3 cm。在建造槽孔時(shí)，要全程控制孔斜，槽孔兩端的主孔孔斜率必須小于3%，其他槽孔的孔斜率必須小于4%，相近的槽段偏斜方向必須保持一致，槽孔的壁面必須垂直平整，不能有探頭石，墻壁不能凹凸不平。而槽孔的孔斜率利用重錘法測量，發(fā)現(xiàn)偏斜，使用石塊回填對(duì)槽孔糾偏，驗(yàn)收終孔時(shí)還需要聯(lián)驗(yàn)孔斜率。

（2）終孔。根據(jù)施工方案的設(shè)計(jì)圖紙，要求防滲墻必須穿過壩底的基砂面，強(qiáng)風(fēng)化巖達(dá)到（1.5～2.0）m巖面，弱風(fēng)化巖達(dá)到（0.5～1.0）m巖面。在進(jìn)行終孔前，不斷抽取鉆渣，分析判斷槽孔的位置。保存抽取的鉆渣，交給監(jiān)理機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定終孔的深度。在水壩的陡坡，利用2～3個(gè)階梯坎型式整理每個(gè)槽孔底部，確保相近的槽孔終孔的深度高差小于1.0 m，在大壩的平緩段，確保每個(gè)槽孔底部相對(duì)水平，利用重錘法測量槽孔孔斜率。

4.2 刷洗接頭孔、清孔換漿

槽孔封孔后必須進(jìn)行刷洗接頭孔和清孔換漿工作的工作。

（1）刷洗接頭孔。為了防止槽孔底部積累淤積，刷子的鉆頭禁止帶有泥屑。利用有重量的圓形的鋼絲刷子并通過鉆機(jī)使刷子不斷地在孔口和孔底進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)，不斷地調(diào)整鋼絲繩的位置對(duì)孔壁施壓，使接頭孔的孔壁完全清洗。

（2）清孔換漿。驗(yàn)收合格的槽孔封孔，還必須驗(yàn)證其槽孔內(nèi)的泥漿指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)，是否符合混凝土的澆筑要求。如果槽孔不達(dá)標(biāo)，則用“氣舉法”清理槽孔內(nèi)的泥漿，如果達(dá)標(biāo)，則用抽筒將槽孔內(nèi)的沉渣撈取出。施工方將清孔效果報(bào)告監(jiān)理人員，業(yè)主代表和監(jiān)理人員檢查清孔效果的質(zhì)量，清孔合格證書由監(jiān)理工程師頒發(fā)，在清孔合格驗(yàn)收后方能進(jìn)行下一步施工流程。

4.3 塑性混凝土防滲墻的澆筑施工

塑性混凝土防滲墻成墻的前提是澆筑施工，而塑性混凝土防滲墻墻體的澆筑必須嚴(yán)格依據(jù)經(jīng)監(jiān)理機(jī)構(gòu)審核通過的施工技術(shù)規(guī)范與施工方案進(jìn)行，塑性混凝土防滲墻墻體澆筑的施工過程應(yīng)按如下進(jìn)行：

（1）塑性混凝土防滲墻必須使用（20～25）cm內(nèi)徑的直升導(dǎo)管對(duì)泥漿進(jìn)行澆筑，并且對(duì)墻體進(jìn)行定期的密閉承壓實(shí)驗(yàn)。

（2）塑性混凝土防滲墻澆筑施工連續(xù)進(jìn)行的前提是要保證混凝土拌合和運(yùn)輸對(duì)接工作沒有中斷，如果混凝土拌合和運(yùn)輸?shù)膶?duì)接工作沒有做好，導(dǎo)致澆筑施工被中斷，必須注意其中斷時(shí)間要控制在40 min之內(nèi)。

（3）一期槽孔的導(dǎo)管兩端槽口不能大于1.5 m，二期槽孔的導(dǎo)管兩端槽口不能大于1.0 m，導(dǎo)管之間的距離必須小于3.5 m。

（4）在進(jìn)行塑性混凝土防滲墻澆筑前，必須準(zhǔn)備充足的混凝土數(shù)量，向直升導(dǎo)管注入適量的水泥砂漿，防止導(dǎo)管低端因擠出的木球塞而露出混凝土。在澆筑時(shí)，可以先從低處開始澆筑，避免因高低不平的槽孔底部導(dǎo)致澆筑困難。

（5）在進(jìn)行塑性混凝土防滲墻澆筑前，要對(duì)每根直升導(dǎo)管放入排水膽或可浮起的木球堵塞底部，導(dǎo)管的底端口必須小于1.5倍直徑的木球，并且和孔板距離小于25 cm。如果導(dǎo)管底端和孔板距離大于25 cm，就必須將導(dǎo)管放置在控制范圍的最低處。

（6）塑性混凝土防滲墻澆筑施工必須連續(xù)進(jìn)行，槽孔內(nèi)的混凝土傳輸速度必須大于2 m/h，但也不能太快，槽孔內(nèi)的混凝土必須能連續(xù)上升到施工平臺(tái)的最高處。

（7）將導(dǎo)管埋入混凝土?xí)r，必須控制在（2.0～4.0）m的深度，防止泥漿流入導(dǎo)管中。

（8）在對(duì)塑性混凝土防滲墻的墻體進(jìn)行澆筑時(shí)，要保持槽孔的澆筑速度均勻進(jìn)行，而混凝土的高差保持在0.5 m之內(nèi)。2 h/次測量導(dǎo)管中的混凝土面，30 min/次測量混凝土面，適當(dāng)增加開頭的澆筑次數(shù)和結(jié)尾的澆筑次數(shù)。

（9）禁止不達(dá)標(biāo)的混凝土入槽澆筑，在夏季進(jìn)行澆筑施工時(shí)，嚴(yán)格將混凝土的溫度控制在28℃之內(nèi)。

（10）在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，如果泥漿混入混凝土中或?qū)Ч鼙瑵{，施工人員應(yīng)立即報(bào)告監(jiān)理人員，并對(duì)產(chǎn)生的問題進(jìn)行研究處理。

（11）若混凝土防滲墻的頂部高于50 cm，則必須將其鑿除，重新澆筑。

5 塑性混凝土防滲墻成墻質(zhì)量檢查

塑性混凝土防滲墻的施工單位要檢查澆筑的質(zhì)量。檢驗(yàn)方法如下：

（1）塑性混凝土防滲墻完成澆筑后，塑性混凝土防滲墻成墻，施工方向監(jiān)理機(jī)構(gòu)上報(bào)完整的施工資料，讓監(jiān)理機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行審核，監(jiān)理機(jī)構(gòu)根據(jù)施工資料確定澆筑檢查方法和澆筑位置，最后得出檢驗(yàn)方案。

（2）在塑性混凝土防滲墻成墻一個(gè)月后，進(jìn)行鉆孔檢查，依據(jù)防滲墻的中心線設(shè)置檢查孔，每50 m設(shè)置一個(gè)以上的檢查孔，孔斜小于0.5%，孔寬≦1.0 cm，孔深＞1.0 m，每個(gè)檢查孔要進(jìn)行注水試驗(yàn)，測試其力學(xué)性能，并對(duì)芯樣進(jìn)行描述。

（3）塑性混凝土防滲墻澆筑槽口的取樣數(shù)量與常規(guī)取樣數(shù)量相同，每一個(gè)檢查孔的取樣數(shù)量大于3組。抽取一定數(shù)量的試樣，在室內(nèi)對(duì)塑性混凝土防滲墻進(jìn)行彈模、抗壓、抗?jié)B強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度的物理力學(xué)性能試驗(yàn)。

（4）塑性混凝土防滲墻的質(zhì)量檢查要依據(jù)《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》（SL 174-2014）進(jìn)行，注水試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為K（i×10-7cm/s）。

（5）利用黏土水泥漿（黏土含量＜30%）對(duì)塑性混凝土防滲墻的檢查孔進(jìn)行壓漿封孔。

（6）對(duì)不合格槽孔段，施工方要增加其檢查孔的數(shù)量。

（7）對(duì)不合格槽孔段，施工方必須立即對(duì)原因進(jìn)行分析，并制定解決方案向監(jiān)理機(jī)構(gòu)提交審批，監(jiān)理機(jī)構(gòu)對(duì)解決方案審核通過后，施工方對(duì)不合格槽孔段進(jìn)行合格處理。

（8）塑性混凝土防滲墻的墻頭要進(jìn)行開挖檢查，監(jiān)理機(jī)構(gòu)依據(jù)實(shí)際的施工環(huán)境與質(zhì)量檢查結(jié)果確定開挖的部位和數(shù)量。

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2016-11-19）

馬建泉（1980-），男，廣東五華人，工程師，大學(xué)本科，目前從事水工建筑工作，通訊地址：廣東省五華縣水寨鎮(zhèn)前進(jìn)街

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