一、工程概況

新孟河延伸拓浚工程界牌水利樞紐位于鎮(zhèn)江丹陽市界牌鎮(zhèn)新孟河向北延伸段入江口處，新孟河入江口位于浦河和小夾江之間，水利樞紐由船閘、節(jié)制閘、泵站組成，泵站引、排水流量300m3/s；節(jié)制閘總凈寬80m，最大引、排流量為745m3/s；船閘閘室長度為180m，閘室及口門寬度為16m，門檻水深為3.0m，設(shè)計船型為100t 級貨船，校核船型為300t級貨船。浦河閘閘孔總凈寬18m。

界牌水利樞紐位于江邊，場地表層為潛水含水層，中下部有承壓含水層，場地主要賦水層厚度大，且潛水、承壓水位均較高，緊鄰長江，補(bǔ)給豐富。工程基坑底大多位于淺部的②2-1'、②2-1、②2-2層砂壤土中。場地主體部位對該工程有影響的承壓水共有三大層，分別為：淺部的②2-1'、②2-1、②2-2層輕粉質(zhì)壤土、輕砂壤土，具中等透水性，以②1-1、②1-2層淤泥質(zhì)粘性土為隔水頂板，⑤2層粘性土為隔水底板，構(gòu)成承壓含水層。同時，該幾層土在大夾江、浦河處直接出露，②2-1'、②2-1、②2-2層中地下水與地表水（長江）水力聯(lián)系密切，受周邊水體（大夾江、浦河）補(bǔ)給。中部的⑤3層分別以⑤2、⑥2層為隔水頂、底板，構(gòu)成承壓含水層。下部的⑥3、⑨1-1層砂性土以⑥2層為隔水頂板，構(gòu)成承壓含水層。

二、塑性混凝土防滲墻設(shè)計

為保證樞紐建筑物穩(wěn)定及安全，該工程對建筑物主體設(shè)置防滲封閉線，其中主體建筑物的長江側(cè)防滲封閉主線（外閘首、節(jié)制閘、泵站、外河側(cè)翼墻等建筑物的底板前沿）、內(nèi)河側(cè)防滲封閉主線（內(nèi)閘首及其內(nèi)河側(cè)翼墻底板前沿）、船閘與閘站分界防滲封閉線（船閘閘室底板前沿）等主要防滲封閉線采用塑形混凝土防滲墻結(jié)構(gòu)，墻厚40cm，底高程-20.0m。

墻體塑性混凝土具備以下特征，彈性模量：地基彈模的1～5 倍；28d 抗壓強(qiáng)度: 1～5MPa；彈強(qiáng)比：150～300；滲透系數(shù)≤10-6cm/s；滲透坡降J ≥100。

三、塑性混凝土配合比

根據(jù)設(shè)計要求的塑性混凝土的性能指標(biāo)，結(jié)合水泥、黃砂、石子、外加劑等原材料，進(jìn)行配合比設(shè)計試驗，確定了塑性混凝土施工配合比如表1。

混凝土坍落度200±20mm，28d 抗壓強(qiáng)度1.3MPa，滲透系數(shù)8.94×10-7cm/s，彈性模量1700MPa。

四、防滲墻施工

1.導(dǎo)墻施工

（1）導(dǎo)墻的作用

導(dǎo)墻主要為塑性混凝土防滲墻體施工起著導(dǎo)向的作用，同時為防滲墻體的定位、頂高程以及墻體深度等參數(shù)控制等起到基準(zhǔn)的作用，還起到保護(hù)著槽口的松散土體，防止坍塌等作用，對于槽口處比較好的土質(zhì)，能保持打樁基面穩(wěn)定，槽口不坍塌的情況下，可以不設(shè)鋼筋混凝土導(dǎo)墻，直接施工。

（2）導(dǎo)墻設(shè)計

根據(jù)施工區(qū)域地質(zhì)情況，對槽口基面土質(zhì)較差的位置，設(shè)計現(xiàn)澆鋼筋混凝土導(dǎo)墻，鋼筋混凝土導(dǎo)墻內(nèi)部尺寸，一般要求內(nèi)側(cè)凈寬度比防滲墻體寬6～10cm，配筋可采用規(guī)格為8mm 和12mm 鋼筋。

（3）導(dǎo)墻支模

在打樁平臺平整完成后，進(jìn)行導(dǎo)槽開挖，導(dǎo)槽可采用挖機(jī)開挖，人工修整成型，以便立模及支撐，模板可采用鋼模板或木模板，一般模板支撐間距為50～60cm。

（4）導(dǎo)墻混凝土澆注

導(dǎo)墻混凝土澆注使用工地拌和站拌制的混凝土，當(dāng)工地未建立攪拌站時，可采用商品混凝土，用混凝土罐車將混凝土運(yùn)至現(xiàn)場，人工入倉、插入式振搗棒振動密實，頂面收面抹平。

表1 塑性混凝土施工配比表

表2 新鮮泥漿性能指標(biāo)表

（5）導(dǎo)墻修正

在導(dǎo)墻澆筑成型，具有一定強(qiáng)度后進(jìn)行拆模，拆模后對尺寸等進(jìn)行復(fù)核檢查，若有局部變形的部分，則需對導(dǎo)墻墻體進(jìn)行整修，以保證抓斗能順利進(jìn)出槽孔進(jìn)行施工。

2.槽段劃分

在導(dǎo)墻施工完成，強(qiáng)度達(dá)到要求后，在墻體上每隔6m 設(shè)立明顯標(biāo)志，可用膨脹螺絲或水泥釘打入墻體，以便防滲墻體施工時標(biāo)視各個槽段。

根據(jù)現(xiàn)場的實際情況以及工期的要求，該工程為加快施工進(jìn)度，槽段施工采用1#、3#及2#、4#間隔二期施工，即1#、3#槽段為一期、2#、4#槽段為二期進(jìn)行成槽施工，施工槽段每段長為6m，施工中確保槽壁的穩(wěn)定，施工中接頭形式采用沖擊鉆清理銜接。

施工中，為了更好地進(jìn)行監(jiān)控及施工，現(xiàn)場技術(shù)人員把各個槽孔的編號、頂高程、深度等參數(shù)在導(dǎo)墻上用紅漆進(jìn)行標(biāo)注。

3.泥漿配制

該工程的塑性混凝土防滲墻護(hù)壁的泥漿所選用的材料及要求如下：

膨潤土： 二級商品膨潤土；水：深井水，檢驗合格后使用；分散劑：工業(yè)用純堿（Na2CO3）；增粘劑：CMC（粉末狀，高粘度，根據(jù)需要采購）。

（1）泥漿的性能要求及配制

制備的泥漿的各項性能參數(shù)指標(biāo)見表2。

（2）泥漿配制

泥漿配制的流程如圖1 所示。

（3）泥漿儲存

圖1 泥漿配制流程圖

在施工區(qū)域附近的開闊地方設(shè)置泥漿池，泥漿池可用挖掘機(jī)直接開挖形成，配制好的泥漿放入泥漿池中。

（4）泥漿循環(huán)

泥漿循環(huán)依靠泥漿泵進(jìn)行輸送及回收，通過軟管聯(lián)通泥漿池以及防滲墻開挖的槽孔，組成泥漿循環(huán)系統(tǒng)，以便槽孔護(hù)壁以及穩(wěn)定槽孔內(nèi)水壓。

4.槽段開挖

（1）槽段開挖順序

先挖1#、3#槽段槽孔，再開挖2#、4#槽段槽孔。

（2）每個槽段內(nèi)單元孔槽段的開挖順序

每個槽段內(nèi)單元孔槽的開挖時，考慮到槽孔的質(zhì)量，為保證槽孔的垂直度以及防止坍孔，在保持孔內(nèi)泥漿質(zhì)量的同時，保證抓斗兩側(cè)及兩邊的泥、土壓力均衡，所以施工中采用跳孔的開挖順序及方法。具體如下：

①先開挖單元槽段內(nèi)的單孔序號，這樣，單孔兩端為原狀土，保證了開挖時抓斗兩端的受力均衡，避免因為一側(cè)阻力大另一側(cè)阻力小而影響成槽質(zhì)量，在單孔序號開挖前，根據(jù)抓斗的開度，以及設(shè)置的槽段，放樣好孔位，并嚴(yán)格控制，以保證兩個單孔間的隔墻長度小于抓斗的最大開度。

②在單孔序號開挖完成后，再開挖兩個單孔之間形成的隔墻。由于隔墻的長度小于抓斗開度，施工中控制抓斗套住隔墻開挖，由于隔墻兩端均為成孔的槽孔，泥漿壓力平衡，即抓斗吃力均衡，同樣可以保證成槽質(zhì)量。

③待單孔序號和單孔之間的隔墻都開挖至設(shè)計深度后，再在成槽孔內(nèi)套挖修整，以保證槽段的成槽質(zhì)量。

5.墻體混凝土澆筑

（1）混凝土拌和及運(yùn)輸

混凝土拌和采用現(xiàn)場建立的混凝土攪拌站按混凝土配合比進(jìn)行拌制，混凝土罐車進(jìn)行運(yùn)輸，用汽車泵進(jìn)行澆筑，混凝土拌和、運(yùn)輸及澆筑能力滿足澆筑強(qiáng)度的要求?；炷恋臐仓?yīng)連續(xù)進(jìn)行，不能間隔時間過長，以保證混凝土澆筑時具有較好的和易性。

（2）混凝土澆注

① 防滲墻體混凝土采用直升導(dǎo)管法進(jìn)行澆筑。在導(dǎo)管安放過程中，保持泥漿的濃度以及液面，以防塌孔，導(dǎo)管直徑一般為200～300mm。導(dǎo)管的安裝、安放及提升、拆卸等采用汽車吊進(jìn)行，每個槽段混凝土澆筑時，設(shè)置2 套導(dǎo)管。導(dǎo)管的位置根據(jù)其影響范圍均衡布置，以保證混凝土澆筑時能均衡上升。開澆前，導(dǎo)管底口距槽底控制在30～50cm，以保證初始混凝土的灌注以及導(dǎo)管的埋置深度。

② 在混凝土澆筑過程中，應(yīng)保證導(dǎo)管埋入混凝土的深度1.0～6.0m；混凝土面應(yīng)保持均勻上升；根據(jù)混凝土的澆筑強(qiáng)度，及時測量槽孔內(nèi)混凝土面深度，并核對澆筑方量，以控制澆筑過程及澆筑速度。

③ 防滲墻的混凝土最終澆筑面一般控制在低于導(dǎo)墻頂部20cm 左右。

6.槽段連接

在一期1#、3#槽段成墻后，用CZ-6D 型沖擊鉆對接頭位置進(jìn)行接頭處理，在鉆機(jī)就位后進(jìn)行鉆頭調(diào)整，使得其中心線一邊貼著已澆筑的混凝土墻，然后啟動鉆機(jī)，利用沖擊鉆頭清凈接頭處混凝土墻體上的粘土，然后再進(jìn)行二期槽段的成孔及施工。

五、施工質(zhì)量控制措施

1.導(dǎo)墻施工質(zhì)量控制

包括導(dǎo)墻垂直度、軸線、寬度。用經(jīng)緯儀、線垂、卷尺檢查。

導(dǎo)墻施工允許偏差：導(dǎo)墻的內(nèi)墻面與防滲墻的縱軸線平行度為±10mm；內(nèi)外導(dǎo)墻間距為+10mm；導(dǎo)墻內(nèi)墻面垂直度為5‰；導(dǎo)墻內(nèi)墻平整度為3mm；導(dǎo)墻頂面平整度為5mm。

2.泥漿質(zhì)量控制

包括比重、粘度、失水量、泥皮厚度、pH 值等指標(biāo)，見表3。

測定頻率：新制備的泥漿，約每100m3用量，應(yīng)測定一次，若放置超過一天，也應(yīng)測定一次。成槽施工中槽段內(nèi)的泥漿，在挖槽成孔前、挖槽至一半以及挖槽成孔結(jié)束前各檢測一次。被混凝土置換出的泥漿，在混凝土澆注完3/4 后，每上升3m 測定一次。

3.成槽施工質(zhì)量控制

包括成槽垂直度、槽段厚度、槽段寬度、沉渣厚度等。

表3 泥漿性能表

嚴(yán)格控制地下連續(xù)墻軸線位置，頂標(biāo)高和垂直度。

標(biāo)高：0.0～100mm，水準(zhǔn)儀；垂直度：3/1000，經(jīng)緯儀，垂直度測試儀。測試為每幅一點，若對檢測結(jié)果有疑問或發(fā)現(xiàn)異常情況，則該幅成槽檢測增加為三點。

4.混凝土澆注質(zhì)量控制

包括混凝土的初灌量、上升速度、墻頂標(biāo)高、混凝土坍落度等。質(zhì)量控制表見表4。

六、檢測結(jié)果及防滲效果

1.混凝土試塊檢測結(jié)果

該工程按每個槽段取一組成型試件，共計85 組抗壓試件，進(jìn)行了28d 齡期抗壓強(qiáng)度試驗。統(tǒng)計計算結(jié)果如下：

最大值R28max=3.5MPa，最小值R28min=1.3MPa，平均抗壓強(qiáng)度R28=2.1MPa，標(biāo)準(zhǔn)差σ=0.531MPa，離差系數(shù)Cv=0.248?；炷?8d 抗壓強(qiáng)制指標(biāo)滿足1～5MPa 的設(shè)計要求。

表4 混凝土澆筑質(zhì)量控制表

2.鉆芯取樣檢測及抗壓強(qiáng)度試驗

該工程防滲墻成墻后，由蘇州市水利工程質(zhì)量檢測中心有限公司到施工現(xiàn)場進(jìn)行了鉆芯取樣，防滲墻位置共檢測3 個部位，其芯樣抗壓強(qiáng)度檢測值為1.8MPa、1.9 MPa、1.9MPa，強(qiáng)度滿足設(shè)計要求，由鉆芯檢測孔深度范圍內(nèi)取出的芯樣觀察可見，呈圓柱狀，骨料分布均勻，膠結(jié)良好。

3.注水試驗結(jié)果

在防滲墻鉆芯取樣后，對留置的鉆芯孔進(jìn)行注水試驗，其滲透系數(shù)分別為6.6×10-8cm/s、4.9×10-8cm/s、5.7×10-8cm/s，滲透系數(shù)均小于設(shè)計值。

七、結(jié)語

塑性混凝土彈性模量低，能承受較大的變形，抗裂性能好，對周圍的土體適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點，同時塑性混凝土防滲墻的施工成本低，質(zhì)量可靠、防滲效果好。本文通過塑性混凝土防滲墻在界牌水利樞紐工程中的應(yīng)用，可為以后類似項目的設(shè)計與施工提供一定參考■