混凝土防渗墙工程施工监理质量控制的几点体会.pdf

水利建设与管理 2 0 1 2 年 第 6 期 混凝土防渗墙工程施工监理质量控制的几点体会 汪胜利 ( 安徽省安庆市水利局小水电管理所2 4 6 0 0 3 ) 【 摘要】 本文以安庆市花凉亭水库大坝混凝土防渗墙工程施工监理为例， 阐述 了施工监理应按照事前审批、 事 中监督和事后检验等监理工作环节进行工程质量控制。周期监测资料表明： 混凝土防渗墙加固后， 大坝防渗效果 明显 。 为今后 的混凝土 防渗墙施工监理质量控制积累 了经验 。 【 关键词】 花凉亭水库 混凝土防渗墙 施工监理 质量控制 震密砂层 1工程概 况 安庆市花 凉亭水库位于长江流域皖河支流长河上 游 ， 在安徽省 太湖县 境 内， 坝址 在县城 西北约 5 k m处 ， 是一座 以防洪 、 灌溉 为主 ， 结合发 电 、 供水 、 养殖 、 航 运 、 旅游等综合利用的大( 1 ) 型水利枢纽工程。水库控制 流域面积 1 8 7 0 k m ， 水库由大坝、 溢洪道、 泄洪隧洞、 引 水隧? 同 和 电站等组成。 此次大坝混凝土防渗墙加 固的设计内容为 ： 沿大 坝黏 土心 墙 部 位 布 置 一 道 混 凝 土 防渗 墙 ， 桩 号 D O一 0 0 6 DO + 5 3 5 ， 全 长 5 4 1 m， 墙顶高程为 9 6 0 m， 防 渗墙穿过坝基厚 21 0 m爆炸震密砂层 ， 嵌入弱风化岩 层按入岩 1 0 m控 制 ， 强 风化 岩层按 入 岩 1 5 m控 制 ， 最大墙深 6 5 2 m， 墙厚 8 0 e ra。混凝土 防渗墙物理 力学 指标为立方体抗压强度 尺 ： 1 5 MP a ， 弹性模量 E 1 8 0 0 0 M P a ， 抗渗等级 W8 ， 允许渗透比降 J 8 0 。为 后期灌浆需要， 防渗墙内预埋 西 1 1 0钢管， 管距 1 5 m。 实 际完成 防渗墙槽孔 8 9个 ， 其 中含爆 炸震密砂层 槽孔 6 5个 。防渗墙造孔采 用“ 纯抓 法” 与 “ 钻劈 法” 结 合成槽 ， 槽孔接头孔采用 “ 接头管法” ， 泥浆护壁采用 膨润土泥浆 ， 清孔换浆采用循环泵吸法 ， 混 凝土成墙采 用泥浆 下 直 升 导 管 法 浇 筑 。共 完 成 总 成 墙 面 积 2 3 4 6 5 m ， 其中： 坝体部分 2 1 3 3 5 m ， 砂层部分 1 3 1 7 m ， 基岩部分 8 1 3 m 。 。防渗墙剖面如图 1 所示 。 4 4 图 1 防渗墙剖面 图 2 现 场监理 机构 根据签订 的“ 安 庆市 花凉 亭水 库除 险加 固工 程 ” 监理合同， 监理公司及时在施工现场组建了监理项 目 组。现场监理机构共配备 l 1 人 ， 其中 ， 总监理工程 师 1 人 ， 副总监理工程 师 2人 ， 专 业监 理工 程师 4人 ， 监理 员 6人 。根据监理 规范和 相关合 同 ， 及 时编制 完成 了 安庆市花凉水库除险加固工程施工监理规划， 发送 代建机构和项 目法人 ； 按照工程建设进度计划， 分专业 编制了安全施工 、 混凝土防渗墙 、 灌浆工程等 2 0个分册 的施工监理实施细则 ， 并制定 了监理人员守则 、 监理工 作方法 、 监理工作流程 、 监理人员职责等内部管理制度。 3 施工准备阶段监理质量控制要点 3 1 建立健全质量保证体系 该工程 由中国水 电基础局 有限公 司承 建 ， 施 工单 位具有丰富 的施工管理经 验。项 目部成立 了以项 目经 理为组长 、 项 目总工为副组 长的质量领 导小组 ， 从组织 汪胜利 混凝 土防渗墙 工程施工 监理质 量控制 的几点体会 上 、 技术上 、 经济上保证 了工程质量 。 3 2 防渗墙先导孔施工 为准确掌握大坝底层岩性及确定 防渗墙的底高 程 ， 在防渗墙施 工前需进行地质复勘工作 ， 按 照设 计要 求 ， 沿 混凝 土防渗 墙轴 线每 隔 1 8 m布 置一孔 ， 共 布置 3 1 个先导孑 L ， 每个先导孔采 集的芯样 由地质设计 工程 师 、 地质监理工程师 、 施工专业工程 师共 同鉴定 。绘制 了先导孔柱状图， 芯样分别装箱、 拍照后集 中保存 ， 获 取了较详细的地质岩层分布资料。根据先导孔柱状图 绘 制 的坝轴 线地质剖 面 图， 作 为各槽段基 岩顶高程及 岩性 的宏 观控制依据 。 3 3 合理划分槽段 安庆市花凉亭水库大坝 防渗墙设计长度 5 4 1 m， 最 深槽段为 6 5 2 m， 根据 防渗墙轴 线处地质条件 、 槽孔 深 度 、 预测成槽周期 、 导管布置和浇筑能力 、 冲击钻及抓斗 成槽设备功效等情况 ， 该工程防渗墙共划分为I 、 期槽施 工 ， I 期槽段长 度为 6 8 m， I 期槽 段 长度 为 6 4 m， 共 划分为 8 9 个单元槽段 。槽孔划分情况如图 2所示 。 一 l 3 0 一I 一 1 5 0I 一 1 5 0一I 一 1 3 0一 期槽 一 一 l 一 一 I 一 一 l 一 一 I 1 l n 厂 、 厂 、 勿一 r 一一 勿 一 一一 一 勿 一 一一 一 囝 一一 一L 移 1 V l l l I 期 槽 2 0 I 一 1 5 o I 一 1 5 0 一 I 一 1 5 o l一 1 5 o l 6 8 0 一 l I 一 一I 一 一I 一 一I 图 2 槽孔划分 示意 图 3 4 做好混凝土 防渗墙配合 比试验 为验证防渗墙施工 有关技术 参数 的合 理性 ， 施 工 前， 监理人员会同施工单位将防渗墙配合 比材料送至 水利部长江科学院做 防渗墙混凝土配合 比试 验。现场 选择 防渗墙所在 部位进行 生产性试 验 ， 验证配合 比适 用性 ， 以便为防渗墙施 工提供 可靠 的保证 。 4施工阶段监理控制要点 4 1 确保防渗墙底线达到设计要求的人岩深度 设计施工 图纸要 求防渗 墙墙底 嵌入基 岩深 度为 ： 弱风 化 岩 层 按 入 岩 1 O m 控 制 ， 强 风 化 岩 层 按 人 岩 1 5 m控制。保证 防渗墙 入岩深 度是 防渗 墙能否 发挥 设计 效 果 的关 键 。监 理 控 制 过 程 中 主要 抓 住 以下 几点 ： a 确保先 导孔 的精 度。以先 导孔 柱状 图绘 制 的 坝轴线地质剖面图， 作为各槽孔基岩面高程及岩性的 宏观控制依据 ， 确定槽孔的深度， 保证防渗墙入岩深度 满足设计 要求 。 b 加强终 孔深 度控 制 。参 考 防渗墙 先导 孔取 得 的地质 特征和基 岩面深度 ， 指导每个槽孑 L 基岩 面的深 度 。同时 ， 可根据 观察抓 斗或 冲击钻 机连续 不断抽 出 单位 ： c m 的钻渣判 断槽 孔岩 面位置 。在施 工 中， 当地层 发生变 化时 ， 可 由抽 出来 的钻 渣样 品按 照鉴定程 序进行基 岩 面确定 ， 并 由设 计 、 监理 、 代 建单 位签发单 孔基 岩鉴定 表 ， 并 确定最终终孔深度 。 c 清孔 。防渗墙清孔 质量 的重要指标 为 ： 槽 内泥 浆密 度 不 大 于 1 1 5 e m 。 ， 1 0 0 6型 漏 斗 黏 度 不 大 于 2 8 s ， 含沙 量 不 大 于 6 ， 清 孔 槽 底 淤 积 厚 度 不 大 于 l O o m。为达到这 一指 标 ， 监理 应做 好 三个 方 面工 作 ： 检查确认施工现场有充足的符合要求的优质泥浆； 审查批准清孔换浆方法 ， 采 用“ 循环 泵吸法” 清 孔换 浆 ； 检查督促施工单位做好混凝土浇筑前的各项准 备工作 ， 缩短清孔至浇筑开仓的时间。 终孔验收 项 目有 孔 位 、 孔 深 、 孔 宽 、 孔 斜 、 入 岩深 度 。采用 重锤 原 理进 行孔 斜 测量 。槽 孔 宽度 不 小 于 8 0 c m， 孔深不小 于设计深度 ， 孔 内沉淀物不超 过 l O o m， 孑 L 斜满 足规范及设计要求 。 4 2 确保各槽段的有效连接 该工程采用接头管法接头， 监理督促施工单位做 好以下工作 ： a 垂直 度控制 。为保 证两槽孔 之 间的有效连接 ， 4 5 一 必须保证槽孔两端主孔垂直度偏差不大于 0 3 ， 在成 孔过程中自上而下分段检查垂直度。出现大于要求的 偏差经修 凿 符 合要 求 后 继 续 钻 进 ， 从 而 保 证 端 孔 垂 直度。 b 接头的洗刷 。二期槽 孔 浇筑前 必 须洗刷 接 头 孔壁面的泥皮 ， 直至刷 子基本不带泥屑 ， 并且孔底 淤积 不再增加 ， 确保两期槽 段防渗墙 的有效连接 。 4 3 严格控制混凝土拌和物 的质量 混凝土采用拌和楼拌制 、 泵送运输， 确保了混凝土 配合 比的准确性 、 均匀性 ， 缩短 了混凝土熟料 自机 口至 槽 口的运 送 时 间， 减 少 了在 运 送 途 中 的离 析 下 温 度 变化 。 4 4 密切关 注水下混凝土浇筑速度 防渗墙水下混凝土浇筑要着重控制浇 筑导管同步 进 料 ， 使槽孔 中各点混凝 土浇筑面基 本在 同一水 平面 上 ， 避免 了混凝土侧向流淌挤压 ， 以防预埋 管变形 和混 入泥浆， 从而造成墙体夹砂 ， 损害墙体质量。同时要保 证 混凝土 面上升速度在 2 6 m h 。 4 5 防止坝体劈 裂和塌 孔是 防渗墙 施工 的关键点 防渗墙施工过程 中如何防止坝体劈裂 和塌孔 ， 是 防渗墙工 程质量安 全 的技术关 键点之一 。采取 合理划 分槽 段长 度 、 跳槽 分 序施工 、 拉开槽孔施工距离 、 分散设备荷 为了解决爆炸震 密砂层 成槽难题 ， 正式 施工 前要 求施工单位选择典型地段进行穿透砂层成槽 的生产性 试验 ； 在试验 中对“ 纯抓法 ” 和“ 钻抓法” 两种成槽 方法 进行 了比较 。监理 机构 召开 了专题 会议 ， 制 定 了三套 方案 。 首先按既定方案( 第一套方案) 采用 S G 4 0重型液 压抓斗抓取基岩以上的坝体土和坝基砂层， 在粉质黏 土地层 中抓斗 的工效较高 ， 但 在致密砂层 中抓取 困难 ， 基本没进尺， 反复试抓依然如此 ； 因此决定采用第二套 方案 ， 即用 c z 一3 0型 冲击 钻机 先施工 主孔 ， 然 后用抓 斗抓取副孔。采用“ 钻抓法” 后工效显著提高 ， 但个别 部位的工效仍不理想 ， 且抓斗斗齿消耗严重。鉴于上 述情况 ， 最终决定在砂层中先用冲击钻机钻打主副孔 ， 然后用抓 斗抓取小 墙和 回填 物 ( 第三套方 案 ) ； 试用此 方法后取得 了 良好 的效果 ， 在其他槽 孔 的施 工 中采用 此方 法均顺 利地穿过 了砂层 。第 三套方 案 中槽 孔 主 、 副孔 施工布 置如 图 3所示 ， ( 主 L ：f L 径 8 0 0 m m) 。 载、 控制冲击钻造孔的速度、 控制好孔内泥浆质量等措 施防止坝体劈裂和塌孔。监理人员与参建各方应及时 做 好应对 出现坝体劈裂 和塌孔 的预案 ， 在坝顶 工作面 上备足黏 土 、 膨润土 、 锯屑等应急处 理材料。一旦 出现 漏浆 ， 立 即 中断槽 孔 钻 掘 ， 迅 速 向槽孔 内加 注合 格泥 浆 ， 保持浆面高度 ， 并提高槽内浆液黏度 、 掺加堵漏剂。 4 6 穿透坝基爆炸震密砂层 入岩是本工程难点 大坝纵剖 面图显示 ， 在大坝 中间部位 ( D O+1 3 3 4 D O+2 7 1 2) 的坝 体底 部 与基 岩 之 间有 一段 长 1 3 7 8 m、 层 厚 21 0 m 的爆 炸震 密砂 层 。此爆 炸 震密 砂 层会增 加防渗墙 造孔 困难 ， 若施 工方案 不当将影 响 施 工质量 、 施工进度及大坝安全 。 4 6 图 3 第三套方案布置情况 单位 ： c m 5 监理平行检测和竣工检测 5 1 监理平行检测 施工过程中 ， 监 理机构 均按规定 的频 次对 原材 料 和 中间产品进行 了平行抽检 ， 试验结果均 合格。其 中， 防渗墙施工过程中， 监理人员对孔位、 孔斜率、 孔深( 尤 其是入岩深度) 、 孔底沉积、 孔内浆液性能、 接头槽壁上 的泥皮清除、 埋件导管下设、 混凝土拌和质量 、 混凝土 浇筑速 度 、 导管提 升和拆 除等 工作进行 连续跟 班旁站 监理， 按照规范要求进行各项数据的抽检和采集。抽 检成果见下页表。 从表 中可见 ， 各项指标满足设计要求 。 汪胜利 混凝土防渗墙工程施工监理质量控制的几点体会 混凝土防渗墙工程监理抽检情况一览表 参 毋 j 。 。 。 一 。 簦 - 囊t 溢懿氮 | t 譬 i 。 。 警 食 热数 | j 食 | 曩鼍 孑 L 径 宽度 3 4 6 3 4 3 9 9 1 孔位偏差 3 6 2 3 3 5 9 2 5 终孔深度 3 5 6 3 5 6 1 0 o 造孔 人岩深度 3 0 2 3 0 2 1 o o 孔斜 3 2 9 3 2 9 l o o 槽孔套接长度 8 8 8 8 1 0 0 孔内泥浆性 能 2 6 7 2 6 7 l o o 清孔 孔底淤积 3 O 9 3 0 9 1 0 o II 期槽 孔端头刷洗 8 8 8 8 1 0 0 混凝土上升速度 1 0 9 0 1 O 6 9 9 8 1 混凝土浇筑 导管埋入混凝土深度 4 9 4 4 9 1 9 9 4 混凝土拌和物 1 2 4 2 l 1 6 8 9 4 0 5 2竣工检测 a 钻孑 L 及探 坑开 挖检查 结果 表 明： 芯样均 匀 、 完 整 ， 未见孔洞 、 裂隙和混泥现象 ， 搭 接 良好 。 b 防渗墙墙 体芯样试 验结果。芯样共检测 2 4 组 ， 强度 范围为 1 5 2 2 4 7 M P a ， 满 足设 计 C 1 5要求 ； 弹性模量范 围为 1 5 8 1 0 1 7 8 7 0 MP a ， 小于 1 8 0 0 0 M P a ， 满 足设计要求； 抗渗等级共做 8 组， 均满足设计 W8 要求。 c 根据探地雷达和 高密度 电法 检测结 果 ， 墙体整 体连续 ， 较均匀 。 曼 芒 曼 曼 芒 要 蔓 巴 蔓 ! 蔓 芒 曼 曼 ( 上接第 6 1页) s sf= 面 一 式 中S 地 基最终变形量 ， m m； s 按分层总和法计算 出的地基变形量 ； 沉降计算经验系数， = 0 2 0 4 ； n 地基 变 形计 算 深 度 范 围 内划 分 的 土层 数 ， n=5 ； P 。 对应 于荷 载效 应 准永 久 组 合 时 的基 础 底 面处 的附加应力 ， P 。= 2 7 3 2 k P a ； E 一基础底 面第 i 层 土的压缩模 量 ， 取每层 土 复合压缩模量 E E = 1 8 M P a 。 最终沉降量 1 1 1 1 m m， 满足设计要求 。考虑 本工 程实际运行情况及计算 成果 与实 际情况 的差异 ， 此 计 算结果偏 于保守 。 6结语 混凝土防渗墙工程共划分为 8 9个单元工程， 全部 为隐蔽工程 。经评 定 ， 单元工程质量全 部合格 ， 优 良单 元 8 2个， 优 良率为9 2 1 ， 该分部工程质量等级为优 良。经对大坝运行 周期监测 资料进 行分 析 ， 大 坝渗压 正常 ， 混凝土 防渗墙 防渗 处理 ， 效 果明显 ， 各项指 标满 足设计要求。由此可见， 监理机构对混凝土防渗墙工 程质量控制 的程序和方法是正确的 、 可行的 ， 为今后 的 混凝土防渗墙监理质量控制积累了经验。 蔓 气 蔓 曼 气 气 芒 蔓 芒 芒 l 气 芒 4 结语 C G S工法处理新开河 口大型灌排泵站不均匀沉 降问题 ， 解决 了常规地 基基础 处理设 计方法 在地基基 础除险加 固工程 中不 普遍适 用 的技术 难题 ， 经过 了两 年实际运行的考 验。通过长 期实 际观测 ， 未 发现泵 站 有再 倾 斜 的趋 势 ， 表 明泵站 已经 稳定 ， 证 明 了 C G S 工法在 新 开 河 口大 型 灌 排泵 站 基 底 加 固 的实 用 性 。 C G S 工法在 国内首 次用 于大型泵 站基底 加 固， 没有 先例 ， 是一项 技术创新 。在原理 、 结 构 、 技术 特征 方面 均属 国内外首创 ， 技 术经济指 标达 到 了同类 技术 的 国 内领先水平 。 参考文献 1 江正荣 地基与基础施工手册 M 北京 ： 中国建筑工业 出版 社 ， 2 0 0 5 2 唐业清 简明地基基础设计施工手册 M 北京： 中国建筑工 业 出版社 ， 2 0 0 3 4 7