塑性混凝土防渗墙

1两钻一抓法塑型混凝土防渗墙施工方案塑性混凝土防渗墙既具有弹性模量低、极限应变大、对周围土体的适应性强、和易性好的特点，又具有成本低、成墙整体性好、厚度均匀连续、质量可靠、防渗效果和耐久性较好的优点。本工程采用两钻一抓法具有施工速度快、对槽壁扰动小、槽底淤积少的优点，同时能保证槽壁稳定、墙体质量和防渗效果。一、设计要求塑性混凝土防渗墙造孔工艺采用两钻一抓法，分两序施工，每孔水平长度宜等于抓斗有效宽度。防渗墙混凝土28天抗压强度为3.5mpa～5mpa，抗渗等级W6，渗透系数小于1×10cm/s，[J]＞60。现浇混凝土防渗墙混凝土强度等级为C15。沿轴线方向每10m设一道伸缩缝，缝内设紫铜片防水，填充材料为聚乙烯闭孔泡沫板，伸缩缝应与塑型混凝土墙分段错开。混凝土导墙保护层为3cm。坝基土或粘土碾压经验收合格后，方可浇筑混凝土导墙。塑型混凝土防渗墙嵌入基岩强风化带下限1.0m。现浇墙顶50cm以上方可采用重型机械碾压。二、成墙技术要点施工中每个槽段安排4台冲击钻机、2台液压抓斗机、2台JS750型混凝土搅拌机、4台泥浆搅拌机、4台配浆搅拌机、2台泥浆高压泵、2辆汽车吊和其它辅助机械设备，采用“两钻一抓”法进行防渗墙的冲、抓成槽，固壁泥浆采用膨润土泥浆，混凝土浇筑采用泥浆下直升导管法。墙体质量采用钻孔取芯和无损检测法进行检测。1、造孔成槽（1）布置施工平台施工平台高程应高于防渗墙墙顶高程50～100cm。根据现场实际情况及施工需要，防渗墙上游侧施工平台宽度为6m，冲击钻、供电线路等均布置在上游侧，抓斗施工平台设置在防渗墙轴线下游侧，防渗墙抓斗机施工平台需要9m，在防渗墙轴线的下游设置平行坝轴线的排渣排水沟，断面尺寸40×40cm，再按40m间距修建垂直防渗墙轴线的排渣排水沟，将废渣、废水排至下游坝脚，所有废渣运至弃渣场。（2）修筑导向槽2导向槽是在地层表面沿防渗墙轴线方向设置的临时构筑物。导向槽起着标定防渗墙位置、成槽导向、锁固槽口；保持泥浆液面；槽孔上部孔壁保护、外部荷载支撑的作用。导向槽的稳定是混凝土防渗墙安全施工的关键。本工程导向槽两侧墙体采用“┑┍”，现浇C20混凝土构筑，槽内净宽60cm，顶面高于施工场地10cm以防止地表水流入。（3）造孔成槽①槽段划分根据本工程地质条件、防渗墙结构，混凝土供应能力等要求，初步确定本工程标准单元槽段长度6m，根据施工实际需要可适当缩短或加长槽段长度。槽段划分为Ⅰ、Ⅱ序槽段，每个槽段分为两个主孔及一个副孔，先施工Ⅰ序槽段，后施工Ⅱ序槽段。②成槽施工根据本工程的地质条件，拟采用冲击钻钻机钻两相邻的主孔，抽筒出渣，终孔后，再用液压抓斗机抓中间副孔。施工过程中应注意孔内泥浆性能的变化，定期进行检测，及时补充符合标准的优质泥浆入槽，孔内泥浆面保持在导墙顶面以下30～50cm，以保证造孔施工的正常进行。由于本工程要求塑性混凝土防渗墙嵌入基岩强风化带下限1.0m，即进入弱风化岩层1m，在液压抓斗机抓挖完副孔中的坚土及砂砾土后，改用冲击钻机进行中风化岩层的钻凿，破碎的岩体采用抓斗机进行抓取并清理。抓斗（冲击钻）严格按照防渗墙轴线施工，孔壁平整垂直，孔位允许偏差3cm，槽孔的孔斜率不大于0.4%，槽段的连接采用钻凿法，以保证成墙厚度与质量。钻孔底部接近设计高程时，立即取样，按位置顺序编号，由地质人员根据岩性确定墙底高程。经现场监理工程师确定岩层岩性，并最终确定该施工槽段成槽深度。成槽过程若因不可预见原因造成突然失浆或塌方等意外事故，应立即停止冲、钻、并加大供浆量，保持液面稳定，或向槽内加倒泥粉，也可立即进行土方回填，避免事故扩大。并立即会同监理、设计及建设等单位分析原因，探明情况并提出处理方案。③接头施工拟采用钻凿法作为防渗墙的接头处理方法，就是在槽段布置时使一期和二期槽段的端孔重合，当一期槽段浇灌的混凝土终凝后（即混凝土浇筑后12～24h）但强度不是很高时开始二期槽段的造槽施工，先用冲击钻在一期槽段已经浇好的混凝土防渗墙端部冲凿二期槽段的端孔，再利用抓斗抓挖中间副孔，完成二期槽段成槽施工，再浇筑混凝土。2、护壁泥浆泥浆在造孔成槽过程中起固壁、悬浮、携渣、冷却钻具和润滑的作用，成墙后还可增3加墙体的抗渗性能，本工程泥浆采用膨润土拌制，泥浆配合比为水1000kg，膨润土50kg；固壁泥浆性能指标密度＜1.1g/cm3、漏斗黏度32s～50s。新制泥浆经过24h膨化后，利用供浆管输送至槽孔内使用，成槽及槽段浇筑过程中回收的泥浆，经净化后可重复使用。槽孔孔口泥浆面在成槽过程中保持在导向槽顶面以下30～50cm范围内。注意防止清水流入槽内，长时间停钻时注意搅动泥浆保持其均匀性，发现泥浆不符合要求时坚决废弃。3、防渗墙体混凝土灌筑混凝土防渗墙是在泥浆下灌筑混凝土，本工程拟采用刚性导管法进行墙体混凝土灌筑，混凝土竖向顺导管下落，利用导管隔离泥浆，使其不与混凝土接触，导管内混凝土依靠自重压挤下部管口混凝土，并在已灌入的混凝土体内流动、扩散上升，最终置换出泥浆，保证混凝土的整体性。（1）清孔换浆槽段终孔验收合格后进行清孔换浆工作，清孔换浆采用抽筒抽取底部沉积物和稠泥浆，并及时从孔口注入合格泥浆进行补充。Ⅱ期槽段清孔换浆结束前将钢丝刷子安装在抓斗斗机上，紧贴Ⅰ、Ⅱ期混凝土结合面，分段上下反复提动，达到刷子上不带泥屑，孔底淤积不再增加，即接头面清洗合格。清孔换浆结束1h后，达到下列标准即为清孔换浆合格：①孔底淤积厚度不大于10cm；②泥浆参数为：槽内泥浆密度不大于1.15g/cm3，马氏漏斗黏度32s～50s，含沙量不大于6%。清孔验收合格后，必须在4h内开始浇筑防渗墙塑性混凝土。（2）槽段混凝土灌筑该防渗墙工程水下混凝土采用直升导管法进行浇筑。①导管安装清孔换浆结束后，下设混凝土灌注导管，导管内径为200mm。导管施工安装前，先进行导管压水试验检测导管接头处有无渗水现象，密封性必须满足要求，避免浇筑时泥浆通过接头渗入混凝土，影响混凝土质量。槽段长度为6m，下设两套导管，导管距槽端1～1.5m，导管中心距不大于4m。导管用钢垫支撑于导槽上，用汽车吊垂直安装于槽孔中心线。导管底部距槽孔底板不大于25cm，当槽底高差大于25cm时将导管置于控制范围的最低处。②塑性混凝土原材料及配合比水泥采用P·O42.5,每200t水泥取样检验一次；粗骨料采用粒径不大于30mm级配良好的碎石，含泥量不大于1%；细骨料采用质地坚硬、清洁、级配良好的河砂；掺合料采用膨润土；配合比根据工程经验暂定为每立方米水泥350kg，河砂670kg，碎石670kg，水4350kg，膨润土80kg，实际施工用配合比应委托有资质的试验室提供。③混凝土拌和、运输、浇筑混凝土采用现场拌和站拌制，混凝土罐车运输，混凝土拌制后在拌和站机口进行坍落度、扩散度等指标检测合格后方可运输，并按规定取样进行抗压、抗渗和弹模试验，严禁不合格的混凝土浇入槽内。入槽混凝土坍落度控制在18～22cm，扩散度控制在34～40cm，初凝时间不小于6h，终凝时间不大于12h，混凝土密度不小于2100kg/m³。混凝土拌和及运输能力不小于计划浇筑强度的1.5倍，且应保证浇筑能连续进行，若因故中断，时间不能超过40min，同时应保证运至孔口的混凝土具有良好的和易性。混凝土浇筑前搭设好浇筑平台，其上设置导管漏斗等，混凝土罐车将混凝土运至浇筑现场直接倒入漏斗，经导管注入槽孔内。灌筑前在导管内置入可浮起的隔离塞球，起到隔离泥浆和混凝土的作用。灌筑时先注入水泥砂浆，随即注入足够的混凝土，挤出塞球并埋住导管底端，避免混凝土与泥浆混合。浇筑时遵循先深后浅、连续进行、均匀上升的原则。④灌筑过程中每30min测量一次混凝土面，每2h测量一次导管内混凝土面，并及时绘制混凝土浇筑图，以便校正浇筑量，根据混凝土面上升情况，决定导管的提升长度。导管在混凝土内的埋深最小不得小于1.0m，最大不得大于6.0m，在保证埋深的前提下，随着混凝土面的上升，用吊车提升导管，并将顶部的部分导管拆除。⑤槽孔内混凝土面上升至槽口时，采用泥浆泵抽出浓浆，并提升导管，减小埋深，增加混凝土的冲击力，直至混凝土顶面超出设计墙顶标高0.5m，即可停止浇筑，拔出导管。同时在槽孔口设置盖板避免混凝土散落到槽孔内。4、槽段接头处理相邻槽段的衔接部分即为接头，本工程采用钻凿法进行接头连接，即Ⅰ期槽段混凝土浇筑完毕12h后，视混凝土强度进行Ⅱ期槽段造孔时，将Ⅰ期槽段混凝土套打40cm，以保证接头质量。槽段接头质量控制要点：①接头孔的空间位置与Ⅰ期槽孔原主孔的位置保持一致；②控制Ⅱ期槽孔清孔泥浆；③控制Ⅰ期墙段端面刷洗质量；④控制浇筑混凝土工艺；⑤单个主孔终孔后，进行孔深、孔斜率、孔形验收和基岩的判定。整个槽孔完工后，进行孔深、孔斜率、接头刷洗、泥浆比重、槽孔入岩的验收；⑥造孔质量控制标准：保证槽孔孔壁平整垂直；不应有梅花孔、小墙等。孔位中心允许偏差不大于3cm；孔斜率不大于0.4%，遇有含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，其孔斜率不大于0.6%；对于Ⅰ、Ⅱ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设计墙厚的1/3，并采用措施保证设计墙厚。5三、混凝土防渗墙成墙施工中常出现的问题该工程为塑性混凝土防渗墙隐蔽工程，施工难度较大，施工期对可能遇到的混凝土防渗墙施工质量和安全事故做到提前预防和准备，尽量避免槽孔坍塌等事故的发生。1、坍塌、漏浆施工前在现场准备足够的黏土、稻草、砂砾、水泥、锯末、膨胀土等堵漏材料，槽段在成槽过程中会出现局部坍塌和大面积坍塌，当出现局部坍塌时加大泥浆密度、注入堵漏材料，确保孔壁稳定和槽孔安全。出现大面积塌孔时可在泥浆中掺入20%水泥，回填到坍塌处以上1～2m，待沉积密实后再进行施工，同时在相应地段减小槽段开挖长度。槽段成孔开挖过程中，有时会出现的漏浆现象，出现漏浆现象常采用处理措施有：①平抛粘土，加大泥浆比重或抛入锯末、稻草进行堵漏；②松散地层，造孔应循序渐进，预防在先，稳中求快；③保证泥浆供应强度和质量，发现漏浆及时补充；④对漏失严重的地层用速凝水泥等特殊材料处理，必要时还应对槽孔进行回填。2、导管堵塞避免发生导管堵塞的手段是有效控制导管插入混凝土的深度，如出现导管堵塞，首先可利用钻机上下反复提升导管进行抖动疏通导管；如果无效，则在导管埋深允许的高度下提升导管利用混凝土压力差降低混凝土的流出阻力，达到疏通导管的目的；当各种方法都无效时，可考虑将导管全部拔出、冲洗、并重新下设，用泥浆泵抽净导管内泥浆后继续浇筑，同时还要核对混凝土面高程及导管长度，确认导管的埋入深度。3、漂石、孤石地层处理造孔若遇到漂石、孤石以及风化岩块等影响成槽功效时，可用抓斗提升重凿冲砸，也可在保证孔壁安全的前提下采用小钻孔爆破或定向聚能爆破，然后再利用钻机或抓斗进行处理。4、孔斜的处理发生孔斜的原因是多方面的，主要是地质条件。孔斜将使墙体有效厚度减小，孔斜超标时应及时进行修孔，确保成墙有效厚度满足要求。当主孔孔斜率超标时可进行回填修孔，回填材料一般为砂卵石、碎石或低强度等级混凝土。回填后按照钻机操作要领缓慢重钻，经纠偏满足设计要求后正常钻进；当副孔孔斜率超标时，可用钻机进行孔口导向或纠偏，也可用抓斗纠偏。6四、混凝土防渗墙成墙技术要点1、控制好钻凿接头的时间掌握好钻凿接头的时间及钻机就位的精确度是成槽进度快慢的关键环节，钻凿接头太短混凝土没有凝固，时间太长混凝土强度太高，钻凿接头适宜的时间为墙体混凝土浇筑后12h，最迟不超过24h。钻凿接头一侧为混凝土另一侧为土，钻机就位不准，会造成钻头受力分布不均匀，容易造成槽孔沿轴线方向偏移，导致接头质量无法保证，同时严重影响造孔成槽进度，。2、槽孔深度控制该工程塑性混凝土防渗墙嵌入基岩强风化带下限1.0m，即进入弱风化岩层1.0m，冲击钻钻进时需根据地质报告将钻孔钻进至设计底高程，采用重垂法测量实际孔深。液压抓斗抓取深度应通过实际取样决定，每抓出一斗，观察取出的岩样，确定地层成分，取出的岩样要保存，以便确定相对弱风化层顶面高程。3、成墙混凝土灌筑过程质量控制浇筑前，导管内设置可以浮起的隔离球