彭麗英

（牟定縣水務局，云南 牟定 675500）

0 引言

牟定縣中屯水庫屬金沙江水系二級支流古巖河上游，位于牟定縣與姚安縣交界的牟元、姚南兩條公路21 km處，壩址位于劉凹子村，徑流面積47.5 km2，水庫設計總庫容1100萬m3，為完全年調(diào)節(jié)水庫，是一座集灌溉、供水、防洪綜合利用的中型水庫。

根據(jù)設計圖紙，對大壩除險加固措施為：大壩的防滲漏處理使用澆筑塑性混凝土防滲墻，并對兩壩肩實行帷幕灌漿。防滲墻造孔成槽采用沖擊反循環(huán)鉆機鉆鑿施工：槽段長6 m，混凝土防滲墻厚度為0.8 m，墻長為208.8 m，截水面積為9236.5 m2，河床段伸入強風化基巖為1.0 m，鋼筋混凝土導墻高程為1993.6 m，防滲墻頂高程為1993.3 m。防滲墻底界最低點高程為1936.9 m，墻體最大澆筑深度為56.4 m。

防滲墻施工及兩壩肩的帷幕灌漿軸線均位于心墻軸線偏上游0.7 m，左岸延伸至牟元、姚南公路邊，右岸由于山坡陡峭，綜合考慮施工難度等問題，右岸采用開挖50 m長廊道進行灌漿的施工方法。

1 塑性混凝土防滲墻施工工藝及質(zhì)量控制

1.1 施工平臺及導墻

由于防滲墻施工工藝需備有一定寬度的施工平臺以便于施工機械的操作，故需將壩頂高程1994.5 m開挖至1993.3 m的基礎上，分別向上下游填土，并在上下游兩側(cè)用漿砌石砌筑臨時擋墻，將開挖的土部分填筑在其內(nèi)，使1993.3 m高程處形成一個寬度為13 m的施工平臺。另外，開挖及回填后的平臺基礎施工過程中易凹陷聚水，為使施工車輛能正常運行，需鋪墊4.78 m寬、0.3 m厚的石渣墊層路面，此時施工平臺高程1993.6 m（也就是導墻槽孔高程），待混凝土防滲墻施工結(jié)束后予以清除，重新回填風化泥巖至壩頂1994.2 m高程，再澆20 cm厚C20混凝土至壩頂1994.5 m高程，防滲墻1993.3 m高程以上現(xiàn)澆接長，以混凝土防滲墻同標號澆筑混凝土至1993.6 m高程。

導向槽采用人工配合1 m3單斗挖掘機開挖，其結(jié)構(gòu)尺寸設計為L型（高1.65 m，寬1.3 m），導向槽寬為0.85 m，使用C20鋼筋混凝土進行澆筑，導向槽軸線與混凝土防滲墻軸線須重合。導向槽機械開挖至設計高程0.2 m時，人工清理基底及修整側(cè)向垂直邊坡至設計高程和要求。

1.2 混凝土防滲墻的施工方法

大壩混凝土防滲墻施工時，水庫水位必須保持在死水位附近，以確保施工質(zhì)量和大壩安全。

采用分槽段施工的原則，先偶數(shù)槽段施工，后奇數(shù)槽段施工，槽段與槽段之間用反弧鉆頭鉆孔（鉆鑿法）澆筑混凝土連接。

1.3 混凝土防滲墻的造孔成槽

混凝土防滲墻采用鉆劈法成槽，即用沖擊鉆回轉(zhuǎn)鉆機鉆主孔和劈打副孔。主孔采用沖擊鉆機施工，沖擊鉆機通過卷揚機懸吊提升扁形鉆頭的高度，靠鉆頭自重正下落，往復沖擊，將土層或巖層破碎成槽孔。沖擊過程中，須依靠泥漿循環(huán)，將碎渣或巖屑帶出槽孔外，完成沖切成槽。沖擊鉆施工至要求的高程后停止鉆進。副孔使用沖擊鉆劈打形成，而后自卸汽車運輸棄渣，堆放至棄渣場，沖擊成槽時須及時對槽壁進行泥漿護壁，泥漿液面保持在導墻頂面以下30~50 cm。槽孔余留下的殘余部分，采用沖擊鉆從上至下將其劈掉，由此可形成一個完整的、等厚度的槽孔。

槽孔質(zhì)量控制應按照設計要求：槽孔深度滿足所要求的深度，采用懸吊鉆頭測斜法測量孔斜和孔底偏差。

（1）造孔成槽采用沖擊鉆成槽，開孔和終孔直徑均為0.8 m。

（2）導槽孔采用沖擊鉆，泥漿不循環(huán)，抽筒出碴，先鉆導孔，鉆劈成槽，孔深進入弱風化基巖1.0 m。

（3）槽孔孔斜率不得超過4‰，孤石和基巖陡坡孔斜率控制在6‰以內(nèi)，孔位偏差不得大于3 cm，槽孔孔壁必須平整垂直，孔位中心偏差不大于±3%，不能有梅花孔，槽孔深度須滿足設計要求，采用懸吊鉆頭測斜法測量孔斜和孔底偏差[1]。

（4）造孔結(jié)束后，進行全面檢查造孔質(zhì)量，經(jīng)檢查合格后，方可進行清孔換漿，清孔換漿采用泵吸法，孔底淤積厚度不大于10 cm，二期槽孔清孔換漿結(jié)束前須對接頭處混凝土孔壁上的泥皮用刷子清除。判斷標準為：以刷子上不帶泥屑為合格。

（5）造孔時若出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象時，加入塊狀黏土用沖擊鉆堵漏。

1.4 混凝土防滲墻的泥漿護壁

在防滲墻施工過程中避免槽孔坍塌，確保槽壁的穩(wěn)定，須及時對槽壁進行泥漿護壁。為保證泥漿質(zhì)量，貯漿池內(nèi)的泥漿要經(jīng)常攪動，在人工攪動的同時，壓縮空氣輔助攪拌，保證泥漿均勻，避免泥漿離析或沉淀。在鉆劈槽孔的過程中，槽孔內(nèi)的泥漿由于雜質(zhì)巖屑、混入及其他處理劑的消耗，泥漿性能會逐漸降低，因此必須及時處理上述問題以確保泥漿質(zhì)量[2]，如表1所示。

表1 防滲墻槽內(nèi)護壁泥漿的性能指標控制標準

1.5 混凝土防滲墻的清孔換漿

槽孔終孔后，就要開始組織進行清孔換漿工作，采用泵吸式反循環(huán)法清孔。清孔時，啟動砂石泵，將排渣管送入孔內(nèi)，排渣管底距離孔底50～100 cm，孔底漿渣被砂石泵吸出孔外至泥漿凈化系統(tǒng)，凈化后的泥漿流回槽孔內(nèi)。與此同時，向槽內(nèi)補充新鮮泥漿。清孔時鉆頭下入過程中不停地攪動孔底沉積物，以便徹底清除孔底沉渣。等前一個單孔清孔完畢，再移動鉆機及排渣管，進行下一個單孔清孔。

采用具有一定重量的圓形鋼絲刷子刷洗接頭孔，通過調(diào)整鋼絲繩位置使刷子對接頭孔壁進行施壓，待刷子鉆頭基本不帶泥屑時即接頭孔壁洗刷結(jié)束，并且孔底淤積不再增加。清孔換漿結(jié)束1 h后進行檢驗，檢驗合格以后，方可進行下一道工序。

1.6 混凝土防滲墻的混凝土澆筑

（1）墻體材料。墻體混凝土為塑性混凝土，28 d抗壓強度3 MPa~5 MPa，彈性模量500 MPa~2000 MPa，滲透系數(shù)小于1×10-6cm/s。

（2）塑性混凝土配合比。混凝土防滲墻的抗?jié)B等級為S6，初擬防滲墻工程的混凝土配合比（每立方混凝土的材料用量），水320 kg、水泥210 kg、黏土40 kg、山砂800 kg、碎石700 kg、外加劑3.12 kg、膨潤土80 kg，此配合比僅供參考，實際配合比要根據(jù)當?shù)卦牧锨闆r。通過現(xiàn)場配比實驗得出參數(shù)，所得到的參數(shù)達到設計要求方可用于現(xiàn)場施工。

（3）對原材料的質(zhì)量要求：①水泥品種優(yōu)先選用硅酸鹽大壩水泥或普通硅酸鹽水泥，水泥標號應與混凝土設計標號相適應，運輸和保管過程中不得受潮，先到的水泥應先用，水泥細度模數(shù)、初凝、終凝、穩(wěn)定性須達到設計要求；②碎石粒徑不大于40 mm；③砂料應質(zhì)地堅硬、清潔、級配良好，天然砂中含泥量應小于5%，云母含量應小于2%；④混凝土入倉前，做好原材料見證取樣和記錄。

（4）成墻施工。①澆筑導管?；炷翝仓Ч懿捎妙A埋內(nèi)徑φ110 mm的PVC塑料管，預埋管的單根長度以9～10 m為宜，具體長度應根據(jù)各個墻段的深度確定。埋設塑料管時，為了提高其抗彎能力須內(nèi)置直徑100 mm的鋼管，待澆筑完成后拔出內(nèi)置鋼管。安裝時，彎曲率應小于1%，一次性吊裝到位，其長度高出導墻標高30 cm。在導管使用前應做圓度檢驗、調(diào)直檢查、磨損度檢驗和焊接檢驗；導管在孔口的支撐架采用型鋼制作，其承載力應大于混凝土充滿導管時總重量的2.5倍以上。②導管下設。在導管下設前須做配管圖后進行配管，如果一個槽孔使用兩套以上導管澆筑時，導管中心距應小于或等于4 m。導管中心至接頭管避面或槽孔端部的距離為1～1.5 m，二期槽端的導管距孔端為1.0 m，當槽孔底部高差大于250 mm時，導管應布置在其澆筑范圍的最低處，并從最低處開始澆筑[3]。

（5）混凝土澆筑及入倉。①混凝土澆筑必須是在槽孔全面檢查合格后才能進行，二期槽孔還包括接頭的鉆進和清洗。②混凝土澆筑采用直升導管法，導管內(nèi)徑以110 mm為宜。使用混凝土泵運混凝土進入槽口儲料罐，再分流到各溜槽然后進入導管。混凝土開始澆筑時采用壓球法開澆，每個導管均放入隔離塞。開始澆筑混凝土前，先在導管內(nèi)注入適量的水泥砂漿，同時準備足夠數(shù)量的混凝土，使隔離塞被擠出后，能將導管底端埋入混凝土內(nèi)。③導管埋入混凝土的最小深度不宜小于1 m，最大深度不超過6 m，在混凝土面上升較快時，可適當加大導管深度，但不宜超過8 m；當混凝土頂面接近孔口或防滲墻頂高程時，為便于混凝土流動，可適當減小導管埋深，但深度不宜小于1 m?；炷撩鎽鶆蛏仙仙俣炔恍∮? m/h。各處高差應控制在500 mm以內(nèi)，相鄰導管底部高差不宜超過3 m。

（6）防滲墻墻段連接。本工程墻段通過接頭管連接，因此在澆筑過程中必須及時微動接頭管以防止筑死，澆筑完畢后拔管前每隔1 h轉(zhuǎn)動一次，拔管時間為混凝土初凝前，采用吊車起拔。拔管過程中，及時向孔內(nèi)注入泥漿，并注意觀察有無異常涌漿現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)異常立即停止拔管，并采取措施進行處理。

（7）混凝土澆筑過程控制。①混凝土攪拌與運輸?；炷翑嚢枨?，應按混凝土配合比進行稱量配料，攪拌好的混凝土要達到設計要求的坍落度、擴散度，并具有良好的和易性，離析的混凝土和超徑的石塊、混凝土不得澆入槽孔。每個槽孔澆筑混凝土時，隨機取樣兩組，進行成型、養(yǎng)護，用于室內(nèi)抗壓、彈模、抗?jié)B試驗。②導管的埋深。在澆筑混凝土過程中，嚴禁將導管拔出混凝土頂面，要始終將導管埋入混凝土且深度不得小于1.0 m。③澆筑速度。混凝土澆筑時間越長，混凝土坍落度越大，易造成堵管事故，因此，要保持槽孔內(nèi)混凝土澆筑速度均勻提高。對病險水庫大壩來說，有些大壩已出現(xiàn)裂縫，混凝土澆筑速度較快，壓力大，會使裂縫加大或產(chǎn)生新的裂縫，因此混凝土澆筑速度既不能太慢也不能太快，澆筑速度要適中。④槽孔中混凝土頂面測量。為了掌握混凝土的澆筑速度、控制混凝土在槽孔中均勻上升和指導拆卸導管，應經(jīng)常測定槽孔中混凝土頂面的深度。測點布置在槽孔的兩端和導管中間。在每次澆筑完一定量的混凝土后，都要測量混凝土頂面的上升高度，以便復核槽孔斷面尺寸，查明異常情況；向各導管均衡下料，使槽孔內(nèi)的混凝土面均勻上升；指導拆卸導管，保持導管底口埋入混凝土中且深度不小于1 m，不宜大于6 m。⑤終端澆筑高程。由于泥漿下澆筑的混凝土表面有很多沉渣，其質(zhì)量很差，因此應使混凝土終端澆筑高程高出設計高程至少0.5 m以上。⑥當全部混凝土澆筑完28 d后，鏟除混凝土表面沉積泥渣，用防滲墻同標號混凝土回填澆至導墻頂，導墻頂以上回填黏土至設計壩頂高程。⑦當全部混凝土澆筑完成28 d標準養(yǎng)護期后進行上下游壩坡整形回填。

2 塑性混凝土防滲墻質(zhì)量檢查

2.1 防滲墻混凝土檢查

防滲墻混凝土檢查是指對澆筑的混凝土物理力學指標的檢查，內(nèi)容包括：混凝土28 d抗壓強度、滲透系數(shù)、彈性模量。由于塑性混凝土強度低，不適宜對墻體鉆芯取樣進行檢測，而是在澆筑現(xiàn)場取樣做試件，待試件養(yǎng)護后，用試件檢測結(jié)果來代替防滲墻的實際性能指標[4]。

2.2 防滲墻墻體質(zhì)量檢查

混凝土防滲墻墻體檢測，目前最常用的3種方法：鉆孔取芯法、超聲波法、地震透射層析成像法。鉆孔取芯法易破壞防滲墻的完整性，一般情況下很少采用此種方法，為確保防滲墻墻體質(zhì)量檢測實現(xiàn)無損檢測，通常采用超聲波法、地震透射層析成像法。如，牟定縣中屯水庫防滲墻的質(zhì)量檢測采用超聲波法進行檢測，通過檢測，防滲墻墻體整體密實程度、均勻性較好，墻體底部淤積少。

對防滲墻接頭處檢測，把大壩防滲墻劃分3個部位檢測，即：大壩中段、兩岸進行，在左岸1#槽段與2#槽段、中間18#槽段與19#槽段、右岸33#槽段與34#槽段結(jié)合部表層開挖深探坑進行表觀質(zhì)量檢測，接頭縫結(jié)合良好，無泥漿夾層，墻面無裂隙均勻。

3 結(jié)語

通過對牟定縣中屯水庫除險加固工程措施中壩體防滲采用塑性混凝土防滲墻施工藝及質(zhì)量控制進行分析，防滲墻防滲效果好，表現(xiàn)為下游坡面無裂縫、滑動、隆起、塌坑、散浸等現(xiàn)象；基礎排水系統(tǒng)運行正常，滲漏水量、顏色無異常；壩面與岸坡結(jié)合部無裂縫、錯動、滲漏等現(xiàn)象。在今后的水庫除險加固工程措施尤其是壩體的滲漏措施中大力推廣應用此施工技術，只是在組織施工設計時，應進一步優(yōu)化施工工藝，科學制定施工方案，確保塑性混凝土防滲墻施工質(zhì)量，增強防滲墻的防滲效果。