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2 0 1 2年第 3 9卷第 7期 探矿工程 ( 岩土钻掘工程) 5 9 混凝土防渗墙施工相关问题的探讨 宋 平 ，王玉 溪，张连顺 ， 韩 小霞 (中国水 利水 电第十工程局有 限公 司， 四川 成都 6 1 0 0 7 2 ) 摘要： 结合工程实例， 对防渗墙施T中的一些相关问题进行了探讨， 并提出 厂看法和改进意见。 关键词： 混凝土防渗墙； 泥浆； 导槽； 清孔 中图分类号 ： T V 5 4 3 8 2 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 6 7 2 7 4 2 8 ( 2 0 1 2 ) 0 7 0 0 5 9 0 4 Di s c us s i o n o f Re l a t e d Pr o bl e m s i n Conc r e t e Cut o ff W a l l Co ns t r uc t i on S ONG P ，WANG Yu i ，ZHANG L i an - s h “n H A N X i a o x i a( S i n o h y d r o B u r e a u 1 0 C o ， L t d ， F o u n d a t i o n E n g i n e e r i n g S u b b u r e a u ， C h e n g d u S i c h u a n 6 1 0 0 7 2 ， C h i n a ) Ab s t r a c t：Di s c us s i o n i s ma d e o n s o me r e l a t e d p r o b l e ms i n c u t o f f wa l l c o ns t r uc t i o n wi t h e n g i n e e r i n g c as e s a nd s o me o pi n i on s a nd i mpr o v e me n t s u g g e s t i o ns a r e pu t f o r wa r d Ke y wo r ds：c o n c r e t e c u t o ff wa l l ；mu d；c h a nn e l ；ho l e c l e a ni n g 混凝土 防渗墙 技术被广泛应用 于水利水 电工 程 、 大型建筑物基础工程以及地下工程 的防渗支护 中， 施工工艺也 日益成熟 ， 笔者在从事混凝土防渗墙 施工中发现存在的一些 问题 ， 现撰文进行探讨 ， 希望 能对防渗墙施工提供参考和借鉴 ， 促进其施工技术 水平的提高。 1 施工平台高程 防渗墙施工平台高程的确定在 水利水 电工程 混凝土防渗墙施工技术规范( S L 1 7 49 6 ) 中要求 为 “ 应高出地下水位 2 0 m” ， 但根据施工经验 ， 笔者 认为施工平台高程在确定时还应考虑高于施工期最 高水位 2 0 m。 例如在汉坪咀水 电站 防渗墙施工 中， 电站采用 上下游围堰阻水施工， 防渗墙位于上游围堰下游侧 ， 在枯水期施工较为顺利 ， 但在汛期施工时因围堰 上 游水位高于防渗墙施工平 台高程 3 m， 造成 了水位 差 ， 槽孑 L 不能固壁而产生 了大面积塌孔 。之后在 防 渗墙两侧布置降水井降低水位才得 以顺利施工。 此外 ， 在关州水电站一期防渗墙施工中， 电站采 用左右岸分期导 流施工 ， 先进行左岸施 工 ， 右岸过 水 ， 左岸防渗墙在施工过程 中遇到与前例 同样 的问 题 ， 枯水期施工顺利 ， 汛期右岸水位过高 ， 渗透水从 左岸防渗墙槽孔中大量涌出， 无法施工。 2 混凝土导向墙 常用的混凝土导墙形式有梯形和矩形 2种 ， 混 凝土强度一般为 C 1 5 ， 视地层不 同采用不 同类型的 导向墙结构和强度。 对于漂石 、 孤石含量较少的地层或粘土地层 ， 可 采用矩形导墙( 如图 1 所示 ) ， 高度一般为 1 52 0 m， 宽度 0 5 0 8 m， 可单面立模浇筑导墙 ， 施工相 对简单 。 y y ， y y y 20 4 00 2 ( 4 () ( ) _= “ ，c 1 5 混凝上 ， ( 一 0 y 嚣 y 线 ( 之 j y ( 图 1 矩 形 导 墙 不 意 图 乐山安谷水电站围堰防渗墙施工中， 其导向槽上 部因承载液压拔管机和大型吊车等重型设备 ， 导向槽 高度为 2 m， 同样采用图 1 所示的导向槽浇筑方式。 对于漂石 、 孤石含量较多地层或松散地层 ， 一般 采用梯形导墙 ， 开挖成形后双面立模浇筑。因为它 的底面积大， 导墙高度 高， 承载能力大 ， 即使导墙底 部有坍塌现象 ， 导墙也很稳固， 如图 2所示 。 导墙每隔两个或多个槽段做一个 隔断 ， 目的是 防止在施工过程 中两侧导墙 向中间靠拢。导墙在拐 点处钢筋和混凝土浇筑都必须连续 ， 而且在导墙搭 接处应设斜面凿毛后浇筑。 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 5 2 4 ；修 回日期 ： 2 0 1 20 60 7 作者简介 ： 宋平 ( 1 9 8 4一)， 男 ( 汉族 ) ， 甘肃临泽人 ， 中国水利水电第 十工程局有限公 司基础二 r = 程分局助理工程师 ， 水利工程专业 ， 从事水 利水 电地基与基础工程施工 、 技术和管理工作 ， 四川省都江堰市蒲 阳路 1 6 6号。 探矿工程( 岩土钻掘工程 ) 2 0 1 2年第 3 9卷第 7期 图 2梯形导墙示意图 3 倒渣平台及排浆沟 倒渣平台和排浆沟 的设置对工程文明施工和顺 利施工有非常重要的作用。很多项 目为了图省事没 有规范地做好倒渣平台或干脆不做 ， 或不设置排浆 沟 ， 以至于给施工带来很多不必要的麻烦。 倒渣平 台和排浆沟的规范设置， 一是使得施工 的废浆 、 废水可以得到很好的排放和回收， 减少泥浆 成本 ， 从而使整个工作面非常整洁有序 ， 二是倒渣平 台浇筑成形后不但可以承压 ， 还可防止废浆 、 废水从 外侧导墙直接渗入地层而造成塌孔 。在粘土地层施 工时 ， 导墙和平台设置可以相对简单一些。 另外 ， 如果有大型设备从外侧导墙和倒渣平台 上通过 ， 应考虑倒渣平 台混凝土的强度及厚度。在 鲁基厂水电站一期 防渗墙工程施 工中， 5 0 t 履带 吊 车和 1 5 0型液压抓斗直接在倒渣平 台上作业 ， 倒渣 平台承受压力相当大 ， 若槽孔导向槽底部有塌孑 L 情 况或倒渣平台强度不够， 后果将很严重。因此在浇 筑倒渣平 台时， 在平台面铺了一层简易的钢筋 网， 并 将废弃钢绳等材料连 同混凝 土一起浇筑 ， 确保 了平 台的强度能够承受施工机械的安全作业 。 关于排浆沟的设置， 如果工程规模很小， 槽段深 度较浅 ， 施工进度又快的情况下 ， 可以直接在数个槽 段间设置排渣坑而不必另设排浆沟。 倒渣平台及排浆沟如图 3所示 。在中小型防渗 墙项 目和没有大型设备直接作业在倒渣平 台的情况 下 ， 倒渣平 台宽度可设置为 1 5 2 0 m。 图 3 倒渣 平台及排 浆沟示意图 4 泥 浆池 的设置 泥浆池设置有 以下几种形式。 ( 1 ) 在地面 以上构 筑泥浆池。鲁基 厂水 电站 ， 泥浆池在地面以上全部 由浆砌石砌筑 ， 墙厚 5 0 c m， 内部抹砂浆封缝。其 泥浆池尺寸为 1 2 m X 4 m x 2 m( 长 宽 x高) ， 长方向平均分 3个浆池 ， 分别为制 浆池 、 储浆池及膨化池 ， 弃浆 回浆池另设 。 ( 2 ) 在地面下开挖浆池。撒多水 电站防渗墙工 程 ， 在倒渣平 台外侧规划泥浆池 ， 在地面 以下挖 1 0 m x 5 I n 2 m的浆坑 ， 内侧衬砌 3 0 e m混凝土， 分 2 个 5 m X 5 m X 2 m泥浆池。 ( 3 ) 地面上下结合构筑浆池。这种泥浆池是根 据地形特殊性构筑的， 如图 4所示。 图 4根 据 特 殊 地 形构 筑 泥 浆池 示惫 图 在前期临建规划过程中， 应对相应地形做判断， 利用有利地形施工往往会事半功倍 。 以上几种泥浆池适合于中小型的防渗墙施工项 目， 在大型防渗墙项 目中泥浆池可按 比例加大。无 论采用哪种形式 的泥浆池 ， 都要考虑取水的便利性 以及地形 、 地层的特性 。 5 防渗墙施工方法的选择 防渗墙施工常用 的方法有 ： 使用纯冲击钻机进 行造孔施工的“ 钻劈 法” ； 配合抓斗施工 的“ 两钻一 抓” 或“ 三钻两抓” 法 ； 抓斗直接抓槽法。应根据地 层特性选择最优的施工方法。 采用冲击钻机“ 钻劈法” 的施工方式较为普遍 ， 其适应地层范 围较广 ， 钻劈法成孔 、 钻凿 法连接槽 段 。其施工工艺如图 5所示 。 抓斗施工防渗墙主要适应土层 、 砂土层及孤石 漂石含量较少 、 粒径较小 的砂卵石层。如遇到副孔 抓取困难的情况 ， 可使用冲击钻配合 ， 在副孔中问钻 一 单孔或用抓斗 自带的重锤击碎块石后再抓取 ， 效 果会更明显一些。某些有特殊要求 的项 目， 若考虑 使用抓斗施工 ， 在进行大面积施工前应进行试验槽 施工 ， 确定最优方案 和工效 。 抓斗施 工工艺较为简 2 0 1 2年第 3 9卷第 7期 探矿工程 ( 岩土钻掘工程 ) 6 1 I I 孔 单 ， 在此不做过多赘述。 ( 5 ) 砼浇筑 ( n ) 钻接 孔 图 5 冲击钻机“ 钻劈法” 成槽施 工工序 6 P S型。清孔时 ， 钻机配合下人钻头在孔 内不断搅 动孔底的沉积物 ， 以彻底清除沉渣 。 6 清孔方法 清孔方法主要有抽筒抽砂法 、 气举法 、 泵吸法。 抽筒抽砂法是较为落后的一种方法， 浪费泥浆量大 ， 清孑 L 效果也不好 ； 后两种方法一般会 配合泥浆净化 机将净化后的泥浆 回流槽孔 内， 只需补充少量的新 制泥浆 ， 清孔效果较好 。 图 6为气举法 清孔示意 图。由 6 m 空压机 吹 进风后将孑 L 底 沉渣顺 0 1 0 0 mm钢管吹人 Z L一1 5 0 型泥浆净化机 ， 通过净化机净化后的泥浆重新 注入 槽 内。同时， 泥浆池 内的一部分新鲜泥浆通过 3 P N 泥浆泵补充到槽孔中。净化机净化泥浆后的弃渣由 装载机运走 。需注意的是 ， 01 0 0 m m钢管底部应距 孔底 0 51 0 r n ， 目的是 防止钢管底部靠孔底太近 会被大量沉渣堵塞 。0 4 0 m m风管末端距 0 1 0 0 mm 钢管底部 留 1 0 2 0 m距离 ， 太高或太低都会导致 沉渣不能被吹出。 (b 1 0 0 m m 铜竹 释 m 7 j m ill软管 1 一1 5 ( 浆净化机：j 、 泥浆 图 6 气举法清孔示 意图 泵 吸法清孔方式 同气举法大致相 同， 不 同的是 排渣管底部换成 了泥砂泵 。常用 的泥砂 泵型号 为 7泥浆 的净化 和 回收 泥浆是防渗墙造孔过程 中不可缺少 的固壁材 料 ， 泥浆质量的优劣会直接影响成孔工效和出现塌 孔 、 漏浆等事故可能性 的大小 ， 也直接关 系到项 目的 生产成本。 最常用的泥浆是由工程所在地就地取材的粘土 拌制而成 ， 但往往所在地 的粘土粘粒含量较少 ， 含砂 量大， 拌制出的泥浆不能满足 良好的固壁要求 ， 因此 需要加入一些外加剂或膨润土来改善泥浆性能。如 常用的泥浆分散剂为工业碳酸钠 ( N a ： C O ， ) ， 降低失 水量的增粘剂为 中粘类羧 甲基纤维素 ( C MC) 。膨 润土有 I 级钠基膨润土和 级钙基膨润土， 钠基土 粘粒含量高， 造浆量大 ， 但成本相对较高， 钙基土颗 粒较粗 ， 造浆量较小 ， 成本较低 ， 也是最常用于添加 在粘土泥浆 中的一种掺和土。若新制泥浆是用于特 殊地层或配合抓斗成槽等泥浆质量要求较高的情况 下 ， 可以直接选用膨润土泥浆 。 不管任何外加剂或膨润土等泥浆添加物， 其掺 量需要通过现场反复试验 ， 以取得最优配合比。 7 1 泥浆制浆及 回收 ( 1 ) 钻进主孔 直接使用 粘土或膨 润土 泥浆开 孔 ； ( 2 ) 在钻进主孔过程中继续加入膨润土泥浆 ； ( 3 ) 在抽 砂冲渣 过程 中回收孔 内泥浆至沉 渣 池 ； ( 4 ) 沉渣池泥浆通过泥浆泵送至污水箱 ， 污水箱 泥浆通过泥浆净化机净化后进入储浆池( 如图 7 ) ； 一一 6 2 探矿工程( 岩土钻掘工程 ) 2 0 1 2年第 3 9卷第 7期 霎 图 7泥 浆 净 化 回 收 不 意 图 ( 5 ) 使用高速搅拌机拌制膨润土泥浆 ， 搅拌 9 1 0 mi n至完全溶解 ； ( 6 ) 溶解后的膨润土泥浆作为添加物和净化后 的储浆池里的泥浆掺合均匀并达到合格指标 ； ( 7 ) 将搅拌均匀后的掺合泥浆送至槽孔 ， 形成 如图 8所示的循环系统。 困 田 回 回 一 圈 一圈 图 8 泥浆循环系统 在防渗墙轴线较长 的情况下 ， 沉渣池和净化机 可布置多个 ， 以提高泥浆回收净化的效果。 7 2 泥浆配置及检测 ( 1 ) 新制膨润土泥浆 出浆密度必须 达到 1 1 1 2 g e m ， 粘度达到 2 53 0 S ； ( 2 ) 新制膨 润土泥浆跟净化后泥浆掺合 ， 并加 入泥浆添加剂。添加剂 为 C MC( 羧甲基纤维素 ) 和 N a C O ( 工业 碱 ) ， 具体 掺 量起 初按 理论 值 添 加 ， C MC添加量为制浆总量的 0 0 3 ， N a C O 掺量为 泥浆总量 的 0 5 1 。在施工过程 中添加剂掺 量 以试验最优掺量为准 ； ( 3 ) 新制膨润土泥浆和净化后泥浆掺合后密度 达到 1 1 g c m 以上 ， 粘度达到 1 9 2 2 S 。 8 特殊情况的处理 8 1 漏浆 的处理 造孔过程 中， 如遇少量漏浆 ， 采用加大 泥浆 密 度 、 投堵漏剂等方法处理 ； 如遇大量漏浆 ， 单孔采用 投粘土钻进处理 ， 槽孔采用投锯末 、 膨胀粉 、 水泥等 堵漏材料或孔底灌注纯水泥浆处理 ， 以确保孑 L 壁 、 槽 壁安全。根据工程施工经验 ， 尤其是劈打副孑 L 时 ， 更 应注意观察槽孔浆面 的变化 ， 及时补充泥浆 ， 保持浆 液高度 ， 保证泥浆质量。 主孔造孔 中发生架空层漏浆时 ， 采用 回填当地 渣土料加块石并用钻头冲击挤压密实。 8 2 塌孔的处理 施工中遇塌孔 ， 采用 当地渣土料回填槽孔 至塌 孑 L 位置以上 1 5 I l l ， 再用 冲击钻机夯实 ， 挤密孔壁。 若坍孔较严重 ， 可采用直升导管法 回填灌筑低标号 混凝土填平 ， 重新造孑 L 。 8 3 孔 内遇孤 、 漂石钻进困难 的处理 在造孔过程 中， 对所遇到的漂石 、 孤石以及风化 岩块等 ， 根据经验及钻孔工效分析 ， 可在钻头上加焊 耐磨块对漂石 、 孤石等进行击碎处理， 若效果不 明显 时， 在确保孔壁安全的前提下 ， 可采用孔 内定 向聚能 爆 破措 施 。 8 4浇筑事故的处理 混凝土浇筑过程中如遇导管进水 、 堵管等情况 ， 可拔 出导管 ， 重新下管 ， 并用小抽筒抽 出管 内泥浆 ， 进行二次封孔后继续浇筑 。 若浇筑过程中出现停 电、 机械设备故障等情况 ， 停浇时问超过混凝 土初凝时间而浇筑量 远远不够 时， 应果断停止浇筑 ， 待清除槽 内混凝 土后重新浇 筑。若事故 出现后剩余浇筑量较小 ， 应停止浇筑 ， 后 续采用人工凿毛混凝土顶面立模浇筑。 若浇筑过程中出现重大浇筑质量事故 ， 则优先 选用清除孔内混凝土重新浇筑的方法。 9结语 面对国家实施新一轮西部大开发的历史机遇和 “ 十二五” 发展规划 ， 混凝土防渗墙作 为一种地基 防 渗堵漏的有效处理方式 ， 将在今后水电 、 非水电等工 程领域得到更加广泛 的应用 ， 混凝 土防渗墙施工技 术水平也将不断提高和完善。 参考文献 ： 1 高钟璞 大坝基础 防渗墙 M 北京 ： 中国电力 I； 版社 ， 2 0 0 0 2 从蔼森 地 F连续墙的设计 施工与 应用 M 北京 ： 中国 水利 水电出版社 ， 2 0 0 0 3 D L T 5 1 9 9 2 0 0 4 ， 水 电水利_ 程混凝 士防渗墙 施j 二 规 范 s 4 J G J 7 9 2 0 0 2 ， 建筑地基处理技术规 范 S 5 詹永福 ， 王强 立洲水电站大坝 下游 罔堰防渗墙施 工技术 J 四川水力发 电， 2 0 1 1 ， ( 1 ) 6 段雪霞 浅议 薄混 凝 土防 渗墙 技术 J 内蒙 古水 利 ， 2 0 1 1 ， ( 2 )