混凝土防渗墙施工质量控制方法的探讨.pdf

1概述 混凝土防渗墙施工质量控制方法的探讨 摘要 关键词 任雄章 ( 新疆生产建设兵 团农十师水利 工程管理处新疆 北 屯8 3 6 0 0 0 ) 混凝土防渗墙是近年来发展起来的一种新型防渗形式。作为隐蔽工程， 防渗墙的施工质量控制 和检查极其重要， 对墙体质量的检查， 要全面分析各项检测成果并对整体防渗效果做出判定。 本 文结合 已完工的农十师阿克达拉水库除险加固工程， 对混凝土防渗墙在施工中的质量控制方法 进行简单地探讨。 防渗墙； 施工质量； 质量控制 中图分类号 ： T V 2 2 3 4 + 2 文献标识码 ： B 兵 团农十师阿克达拉水库位 于农 十师 北 屯 灌 区 东 南 部 ，距 农 十 师 师 部 北 屯 市 约 3 8 k m， 水 库设计 总库 容 4 0 0 0万 m 。阿克 达 拉 水库 由于 当时修建 时以人工 填筑 为主 ， 坝 体 和坝基主要为强透 水性的砂砾石 ，而且未 做任何防渗处理， 渗漏严重， 水库现状只能蓄 至2 5 0 0 万m 3 , 严重影响了 下游灌区的生产发展。 2 0 0 7 年，经兵团水利局 、 黄河水利委员 会 、 水利部核查鉴定， 确定阿克达拉水库坝体 为三类坝 ， 急需除险加固。最终确定对水库大 坝 采取以下加 固措施 ：水库大坝为砂砾 石均 质土坝 ， 坝 顶长度 6 2 0 0 m， 坝顶宽 6 m， 坝前 设 2 0 c m厚混凝土 防浪护坡 ，坡脚设混凝土阻滑 墙 ，坝体坝基采用 3 0 c m厚混凝 土心墙防渗 。 混凝土防渗墙作为一项隐蔽工程，其质量好 坏 只能在施工过程 中进行控制 ，最终 在运行 中才能完全体现。为保证混凝土防渗墙的质 量 ， 施工工艺的关键在于提高造孑 L 的连续性 、 浇注的及时性以及各施工环节的科学紧凑 表 1 造 孔质量标准 l序号 项 目 质 量要 求 检 查方 法 l 1 孔 位 偏 差 不 大 于3 e ra 尺 量 2 槽 孔宽 度( 墙 厚) 不小 于设计 墙厚 钻 头 、 抓 斗 、 超 声波测 孔仪 3 孔 一般地层 0 4 4 漂石 、 陡 岩 O 6 重 锤 法 斜 5 l，室 接头孔 两次孔位 中心在任一深度 的 超声波测 孔仪 偏差不大于设计墙厚 的 1 3 6 入岩深度 符合设计要求 岩样鉴定或钻孔检查 性。一旦其中一项环节出现问题， 势必将会影 响到整体工程的建设质量。本文主要从造孔、 清孔 、 混凝土浇筑等方面阐述混凝土防渗墙 施工过程中的质景控制方法。 2质量控制方法 2 1 造孔检查 2 1 1质量标准 本工程采用液压抓 斗成槽技术 ，投入北 京 三一重机 S H 3 5 0 D型连续 墙液 压抓斗 钻机 3台。 该施 工方 法 既发挥 了抓斗 成槽速 度快 的优势 ， 又解决 了软 弱基 岩成槽 的 问题 。另 外 ， 抓斗配备了槽孔 自动测斜仪器 ， 配合人 工测斜， 保证了槽孔施工的成槽质量。根据 成槽造孔情况， 检查 内容包括槽孔的位置 、 轮 廓尺 寸 、 孔斜 和孔深 ( 入岩 深 度 ) 等 ， 其 质 量标准如表 1 。 2 1 2孔位和孔宽 ( 1 ) 孔位 孔位是指槽孔 以及组成槽孔 的各单孔 的 孔 口位 置。槽 孔中心线的位置 由各单孔 的孔 中心位置确定， 所以在槽孔验收时要检查各单 孔 的孔位 。单孔孔位的最大允许偏差 为 3 e m， 洪水位 ，侧堰及侧槽边墙高度可满足泄流 要 求 ， 暗涵 进 口边 墙 高度 稍显 不 足 ， 泄槽 边 墙高度可满足 泄流要求。建议 暗涵 进 口边墙 高度局部加高 。 ( 4 ) 试验 实测 库水位 升至 7 8 6 8 7 m时 ， 流 量为 1 5 m 3 s ， 挑流鼻坎水流开始起挑。 当库水 位高于 7 8 6 8 7 m时 ，水舌 落点随库水位 的升 高挑距越来越大 ， 当库水位等 于 7 8 6 8 7 m时 ， 流量为 2 6 m 3 s ，鼻坎水舌开始远离高程为 7 2 4 8 5 m的平台， 而落人下游坡脚处。 校核洪 水位 7 8 9 5 3 m最大挑距约为 8 9 3 m。实测溢 洪洞最 大点流 速为 2 9 3 7 m s ，出现 在洞出 口 附近。 ( 5 ) 实测 溢洪洞 陡坡段最小压强为 1 2 4 9 8 1 k P a 。 最小水流空化数为 0 4 1 ， 因此只要严格 控制施工不平整度， 即可保证陡懵不会发生空蚀 破坏。但为确保陡坡安全，建议在流速约为 2 5 m s 2 6 m s 的 0 + 1 6 5 0 0断面设一道掺气坎。 ( 6 ) 从 冲坑形态 看 最深冲坑位 置出现在 溢洪洞中轴线上， 在设计情况下 ， 冲坑最深点 的高程 6 9 6 9 8 m，较原地 面高程 7 1 3 5 m低 1 6 5 2 m。在校核情况 下 ，冲坑最深 点的高程 6 9 0 4 2 m， 较原地面高程 7 0 8 4 m低 1 7 9 8 m。 6结论与建议 ( 1 ) 原方案溢洪洞布置合理 ， 可行。 ( 2 )修改方案将堰长由原 5 0 m减小 到 4 2 m， 堰长减小 8 m， 可满足泄量要求。同时由 于暗涵进口 边墙稍显不足， 建议设计对暗涵进 口边墙做适当的调整。若水位控制在设计洪 水位时， 下泄流量 1 5 0 m 3 s ； 若水位控制在校核 洪水位时 ， 下泄流量 4 9 9 m。 溢洪洞满足泄量 要求 ( 3 ) 修改方案溢流堰的流量系数在 0 3 9 0 5 0 9之间变化。设计和校核洪水位流量 系数 分别为 0 4 4 8和 0 5 0 8 8 ， 泄流为 自由出流。 ( 4 ) 试 验实测库水 位升至 7 8 6 8 7 m时 ， 流 量 为 1 5 m 3 s ， 挑流鼻坎水流开始起挑 。 校核洪水 位 7 8 9 5 3 m， 最大挑距约为 8 9 3 m。实测溢洪洞 最大点流速为 2 9 3 7 m s ， 出现在洞出 口附近。 ( 5 ) 在 0 + 1 6 5 0 0断面设一道掺气槽后， 水 面局部增加有限， 泄槽边墙高度可满足校核泄 流要求。只要较严格控制了施工不平整度， 即 可保证陡槽不会 发生空蚀破坏 。 ( 6 ) 最深冲坑位置出现在溢洪洞中轴线 上 ，在 设 计 情 况 下 ， 冲坑 最 深 点 的高 程 6 9 6 9 8 m，较原地 面 高程 7 l 3 5 m低 1 6 5 2 m， 在校核情况下， 冲坑最深点的高程 6 9 0 4 2 m， 较原地面高程 7 0 8 4 m低 1 7 9 8 m 。陕西本利 ( 责任编辑 ： 黄灵芝 ) 表 2 防渗墙混凝土抗压试 块检 测数 据统计 表 抗 压强 度( MP a ) 达到 设计强 度 检 测 内容 设 计强度 ( d) 龄期 ( d ) 检测 组数 ( 组 ) 强 度保证 率 合格 平 均值 ( ) 检 测结 果 C l O 2 8 1 O 0 7 1 1 9 1 1 9 1 o o 1 0 o 表 3 防渗墙混凝 土抗渗试块检 测数 据统计表 O 8 MP a力下 开始 检测 内容 设 计强 度( d) 龄期 ( d ) 检测组数( 组 ) 抗渗等级 强度保证率 合格 渗水时间( mi n ) 检测结 果 C 1 O 6 0 2 4 2 ： 5 9 W6 1 0 0 1 0 o 在不同方向均应满足要求 。 以设于 防渗墙 两端和各槽孔 附近的 中 心线测量标桩为基准检查孔位 。 ( 2 ) 孔宽 对于二期槽孔来说 ，还要检查与一期墙 足设计要求。 ( 3 ) 钻孔偏斜 钻孔 偏 斜 的程 度 用孔 斜 率 表示 。孔 斜率是指孔底或某一深度孔中心的位置 相对于孔口孔中心位置的偏差值与孔深的 比值。孔斜可用重锤法或超声波测孔仪检 测 。超声 波测 孔仪 操作 简便 ， 检 测 的结果 较精 确 ，而且 可 以同时完成孔宽 的检 测 ， 应 大力 推广 应 用 。 2 1 3 人岩深度检查 ( 1 ) 人 岩深度 防渗墙嵌 入基 岩要 求人 岩深 度为 0 5 m一1 0 m。 施工中 也会根据基岩鉴定揭示的 地质情况随时调整入岩深 度 ，否则不 能保 证垂直岩面方向的人岩深度。本工程防渗 墙的深度按设计要求需伸人基岩 0 5 m， 以 达到防渗和延 长渗径的 目的。 ( 2 ) 人岩深 度的检查 方法 防渗墙的人岩深度不能直接量测， 只 能用间接的方法进行 判断。防渗墙入 岩深 度检查的方法是 ：在钻进 基岩 的过程 中鉴 定基岩面位置及岩性 ， 据此确定入岩深度 和终孔深度 ，所确定 的入岩深度应不 小于 设计入岩深度； 在槽孔检验时， 将实际终孑 L 深度与所要求的终孔深度相比较 ， 判定其 是否满足要求。由于防渗墙沿线的岩面和 岩性情况不同，所以每个槽孔都必须进行 多点基岩鉴定 和多点检查 。 2 1 4基岩鉴定 ( 1 ) 基 岩鉴定 的重要性 对 于需 要嵌人基岩 的防渗墙 ，基岩 鉴 定是十分重要的工作，也是一项难度很大 的工作。 要保证基岩鉴定有足够的准确性 ， 必须先 做好 了解基 岩特性 。 ( 2 ) 基岩鉴 定的方法 基岩鉴定包括岩面鉴定和岩性鉴定。 通 过岩面鉴定确定入岩深度的计算起点， 将抓 斗抓出的地层岩样由地质人员分析， 通过岩 性鉴定会确定入岩深度和终孔深度。 2 2清孔 检查 2 2 1质量标 准 本工程清孔换浆采用抓斗三抓 四清法 进行清孔。清孔阶段应当检查孔底淤积厚 度 、 孔 内泥浆质量 ， 二期槽孔 还应检查接 缝 面泥皮刷洗情况 。 2 2 2孔底淤积厚度检查 孔底 淤积 的检查采用测绳 检查 。 2 2 3清孔换浆检查 清孔换浆后孔内泥浆性能的检查方法 是 ： 清孑 L 换浆结 束 l h后 ， 用 取浆 器取距 离 孑 L 底 0 5 m1 0 m处泥浆检测其密度 、 粘 度 和含砂量 。每个槽 孔至少在两个孔位取样。 2 3混凝土 的质量检查 2 3 1 新拌混凝土的质量检查 本工程混凝土槽孑 L 连续浇筑采 用直升 导管法在泥浆下浇筑 ，混凝土各种材料配 合比应事先通过试验确定。施工中计量要 准确，确保混凝土标号及抗渗性能达到设 计要求，浇筑中要遵循先深后浅 ，连续浇 筑 、 均匀上升 的原 则 ， 混凝土面上 升速度不 小于 2 m h ，因此混凝土的平均供应量不小 于 1 2 0 m 3 h 。 防渗墙混凝 土拌 和物的和易性 除开浇 时必须检查外 ， 每班至少在现场取样检查 2 次 。当发现流动性 和均匀性不满足要求 时， 应及时调整配合 比。 由于高流动性 的混凝土 的流动性和均 匀性在运输的过程中容易发生变化，所以 其拌和物的质量控制应以在浇筑现场取样 检查为主。 此外， 为了检验配合比和搅拌时 间是否适 当 ，在搅拌机机 口也 应适时取样 检查其流动性和均匀性。 流动性采用测试其坍落度和扩散度 的方法检查 ， 其检查方法应按 水工混凝 土试验规程 ( D I JI 5 1 5 0 2 0 0 1 ) 进行 。均匀 性 和粘 聚性 一般根据经验采用 目测的方法 检查。 浇筑时， 混凝土面应均匀上升 ， 各处高 差应在 0 5 m以内。每间隔 2 0 m i n 3 0 mi n测 量一次孔内混凝土面深度，作好记录并核 对浇筑方量。 2 3 2混凝土的质量检查 防渗墙墙体材料的性能指标检查以抗 压强度和抗渗性能为主。弹性模量越低越 好，但弹性模量是随着强度的增长而增长 的， 难以确定其合理的匹配关系， 两者往往 不能 同时满足要求 ，只能在满足 强度要求 的前提下， 尽量降低弹性模量。 对于柔性墙 体材料，应以弹性模量与抗压强度的比值 ( 弹强 比) 作 为一 项衡量配合 比设计 和施工 管理水平优劣的指标。 2 3 _ 3检查方法 ( 1 ) 抗压强度的检查 混凝土抗压强度试验按照 水工混凝 土试验规程 ( D L T 5 1 5 0 2 0 0 1 ) 规定的方法 进行 ， 一般 只进行 2 8 d龄期的试验 ， 必要时 可增加少量 7 d和 9 0 d龄期的试验 。 ( 2 ) 抗渗等级( 或渗透系数) 的检验 由于混凝土 的抗 渗指标与抗 压强度相 关， 对于抗渗性能的检查方法， 普通混凝土 和粘土混凝土可按 水工混凝土试验规程 ( D L ， r 5 1 5 0 2 0 0 1 )规定的方法检查其抗渗 等级 。 2 3 4 墙体材料质量评定方法 防渗墙墙体材料的总体质量一般应采 用 统计方法进行评定 ，墙体材 料的总体质 量评定以全部取样成型试件的试验结果为 依据。 开挖检查、 墙体材料质量评定的主要 项 目是抗压 强度 和抗渗指标 。 2 4质量控制结果 工程 质量严 格执 行相关 的技 术规范 、 条款， 严把各阶段验收关 ， 经建设方委托试 验检测机构现场取样检测 ，相关试验数据 统计如表 2 、 表 3 。 3结论 阿克达 拉水库 于 2 0 1 0年竣 工验 收并 投入运行 ， 工程运行 两年多来 ， 水库 坝体坝 基渗漏 问题得 到了很好的解决 ，说 明塑性 混 凝土 防渗 墙 在施 工过 程 中 质量 控 制得 当， 方 法正确 ， 取得了预期 的效果 。在今后 的水利工程中还应不断研究、 发展 、 推广塑 性混凝土防渗墙新技术。陕西水 利 参考文献 1 】 陈开凡 塑性混凝 土在 凤 亭河主 坝防渗 墙 的应用与初探 1 ， 人 民珠 江， 2 0 0 1 ( 3 ) ， 7 2 水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规 范( S L 1 7 4 9 6 ) S 1 3 t ff - 式 土石坝设计规 范( S L 2 7 4 2 0 0 1 ) S ( 责任 编辑 ： 黄灵芝) 、 、 a C