浅谈新建平原水库中塑性砼防渗墙施工几个关键环节控制要点

陈涛李伟李灏

（山东水利工程总公司，山东 济南 250014）

高唐南王水库为围坝型平原水库。水库设计最高蓄水水位33.5m，设计死水位23.00m，相应最大库容为1404.6万m3，死库容171.1万m3。水库年入库水量3970.5万m3，年供水量3726.1万m3，入库泵站设计流量16.0m3/s，出库泵站设计流量1.431m3/s。本工程围坝坝基采用塑性砼防渗墙工艺进行垂直防渗处理，防渗墙厚30cm，防渗墙施工平台高程25.70m，最大深度24.95m，平均深度为24.04m，施工轴线长度4589.44m，防渗墙底部入（15）层粘土1.65m。墙体材料为C10塑性砼。

通过该工程的施工与探索，针对平原水库中地下塑性砼防渗墙冬季施工过程中的几个关键环节，浅谈如下：

1 砼导墙施工

本工程地基承载力差，导墙采用现浇钢筋砼结构。形状设计成正“L”型,导墙深度为1.0米，厚度为20cm，钢筋间距25cm，因为地表来水很少，墙顶与施工平台齐平。导墙主要作用是：保证地下连续墙设计的几何尺寸和形状；容蓄部分泥浆，保证成槽施工时液面稳定；承受抓斗等机械的荷载，保护槽口土壁不破坏，并作为挖槽时控制深度的基准。导墙施工保证措施：

1）导墙的施工一定要在冬季来临前完成，确保砼的浇筑强度，且回填压实必须采取分层压实，压实工具宜采用羊角碾；

2）导墙应分段施工（本工程每段20m），导墙分段与防渗墙的分段接头错开；

3）在导墙砼达到设计强度之前，禁止重型机械和运输设备在旁边行驶或停留，并避免在导墙周围堆土或其它物品，以防导墙受压变形。

2 泥浆护壁及泥浆制作

泥浆的作用是在槽壁上形成不透水的泥皮，从而使泥浆的静水压力有效地作用在槽壁上，防止地下水的渗水和槽壁的剥落，保持壁面的稳定，在施工中起到冷却、润滑钻具，同时泥浆还有悬浮土渣和将土渣携带出地面的功能。

本工程泥浆采用抗酸性膨润土制备。在透水率大的砂砾层中成槽时可采用木屑、蛭石等挤塞剂防止漏浆。泥浆拌制保证措施：

1）该地区地下水含有硫酸根离子，用普通的膨润土拌制泥浆，膨润土不膨化，泥浆指标达不到要求，采用抗酸性膨润土；

2）冬季水温低，应严格保证泥浆的搅拌时间，使之搅拌均匀，拌制好后，在储浆池内至少存放24h，以便于膨润土颗粒充分水化、膨胀。若直接使用，则须延长一半的搅拌时间，以确保泥浆质量；

3）加强泥浆技术性能的检测，在循环使用过程中，每班组进行两次泥浆质量检测，以便有效地控制好泥浆质量；

4）在成槽过程中，不间断的向槽内补充新泥浆，确保孔内泥浆面始终保持在导墙顶面以下30cm左右，避免孔内因水头不够而坍孔；

5）施工过程中，考虑降低成本，可以根据不同地层透水情况，调整泥浆浓度。

3 砼防渗墙成槽施工

槽段划分，在保证不塌孔的前提下槽段应尽量加长，以减少槽段之间接头，提高墙体的整体性。考虑本工程不入岩，抓斗施工效率高，成槽速度快及规范对浇筑导管间距的要求，槽长设为9m，在部分防渗墙轴线处新筑的平台上，土体稳定性差，宜塌槽，槽长适当缩短，设为7m或更短。

槽孔成孔后，具体控制以下指标：槽孔孔壁平整垂直，孔位中心偏差不大于3cm、孔斜率不大于0.4%、对于一、二期槽孔接头套接孔的两次孔位中心任一深度的偏差值不大于墙厚的1/3，并保证设计厚度。

槽孔终孔验收合格后进行清孔换浆。冬季因泥浆制备要求高，成槽时间短，沉渣不多，本工程成槽后，采用抓斗捞取槽孔内大部分淤积和大颗粒沉渣进行清孔，再采用泵吸法清孔，直至淤积厚度满足要求，以减少清孔换浆时间，提高施工效率。清孔1小时后要求达到下列标准：孔底淤积厚度不大于10cm、含砂量不大于10%，粘度不大于30s、密度不大于1.15g/cm3。

Ⅱ期槽孔清孔结束前，利用钢丝刷刷洗Ⅰ期槽孔段砼孔壁上所吸附的泥皮，采用自上而下分段刷洗，标准是刷子钻头上不再带泥屑，孔底淤泥不再增加。

成槽施工为防渗墙施工环节的重中之重，具体保证措施：

1）槽孔施工前，导墙内注入泥浆至导墙顶以下0.3m左右，并在整个成槽过程中浆面不得低于导墙顶以下0.3m；

2）在成槽施工时，在开孔时要保证斗体与防渗墙轴线平行，斗体的中心线与导墙的中心线重合，其下放的速度要平缓、稳定；

3）成槽过程中，禁止大行程快速升降斗体，以防抽吸或冲击而引起坍孔和大坝裂缝；

4）成槽过程中，发现液面下降并伴随泛气泡的现象，证明有漏浆现象。一般情况填粘土、水泥,稍严重填锯末、草球，较严重时槽孔填死，等两边槽孔结束后再开挖，根据具体情况开挖时可分为两个小槽段；

5）成槽过程中，因故停止时间较长时，为避免泥浆沉淀，防止孔壁坍塌，在停工期间，用气鼓法（即下排气管，通压缩空气）搅拌槽孔内泥浆；

6）本工程防渗墙要求浇筑到导墙顶，在Ⅰ期槽孔浇筑完成后，槽孔边缘夹杂泥浆的砼极易流进二期槽内，因为冬季气温低，冻结而形成具有一定抗压强度的砼，在Ⅱ期槽孔施工时易被当做Ⅱ期槽孔的边缘，所以Ⅱ期槽孔开槽前应重新测量确定槽孔边界，确保墙体间不存在漏抓墙段。

4 砼浇筑

防渗墙砼浇筑采用直升式导管法进行泥浆下的砼浇筑，一般要求为：

1）导管下设应严格按照规范要求进行，当槽底部的高差大于250mm时，导管应布置在其控制范围的最低处。槽孔浇筑应严格遵循先深后浅的顺序，即从最深的导管开始，由深到浅连续浇筑。浇筑前先下入可浮起的隔离塞球，经过计算，准备好足够量的砼，保证导管底端有足够的尺寸被砼埋住，保证浇筑质量；

2）导管下设前应做密封实验，在砼浇筑后期，因为砼冲击力小、下料慢，容易堵管，所以导管要勤提勤放，保证砼面达到设计要求；

3）浇筑时导管埋入砼深度为1.0～6.0m；保持槽孔内砼面均匀上升，上升速度不小于2m/h，每30min测定一次砼面的深度，保证砼面高差控制在0.5m范围内；浇筑砼时，孔口设盖板，以防杂物掉入槽孔内。砼防渗墙终浇高程按超过设计墙顶高程0.5m控制。

4）砼浇筑质量是保证成墙质量的关键环节，具体保证措施如下：

（1）冬季拌制砼，需采用温水拌合，砼运输车辆需采取保温措施以保证砼的和易性；

（2）冬季施工，砼流动性相对差一些，应严格按规范要求的间距下设三副导管，保证砼充分顶起泥浆，不致使泥浆挤到槽孔两端而在两槽段接头处形成泥浆夹杂砼的漏斗区；

（3）浇筑过程中，若发现导管漏浆或砼中混入泥浆，立即停止浇筑，利用抽筒进行清孔换浆，清到设计墙底高程为止；

（4）砼浇筑要连续进行，不得中断，以保证砼的均匀性。间歇时间一般应控制在15min内，任何情况下不得超过45min，否则槽孔及导管内砼流动性丧失，使浇筑无法继续进行，造成断墙事故，为此应配备应急电源及相应设备；

（5）浇筑时要保持槽内砼面均衡上升，导管不能作横向运动，否则会使泥渣泥浆混入砼内。各导管处的砼面高差不宜大于0.5m。导管提升速度控制与砼的上升速度相适应，不能使砼溢出漏斗或流进槽内，污染泥浆；

（6）搅拌好的砼宜在1.5h内浇筑完毕，否则应掺加缓凝剂，砼浇筑到距离顶部3～4m时，可在槽段内放水适当稀释泥浆，或尽量减小导管的埋深深度，或适当放慢浇筑速度，以减小砼排出泥浆的阻力，保证浇筑顺利进行；

（7）当砼浇到墙顶层时，如果砼不易流出，则采取如下措施：降低浇筑速度；将导管的埋入深度减为1m左右；使导管上下运动，但上下运动的高度控制在30cm以内。

5 墙体连接

本工程为保证防渗墙的连续，Ⅰ期槽浇筑前，下设接头管，这种方法相比钻凿法优点在于增加了Ⅰ、Ⅱ期砼的接触面积，施工方便，无需增加冲击钻，并能节约砼，加快施工进度（薄墙，冲击钻施工效率低），墙体连接保证措施：

1）接头管本身必须具备足够的强度和刚度，在安放过程中必须紧靠槽孔边缘且保持竖直，确保垂直度、下设深度，并保证其浇筑过程中的稳定性；

2）待砼初凝后用液压拔管机起拔，将钢管徐徐拔出,拔出的接头管要及时保养。

以上是根据笔者的施工经验，对平原地区地下防渗墙冬季施工过程中几个关键环节的一些粗浅看法。