混凝土防渗墙的设计与施工质量控制.pdf

第 8卷O 1 2 0 1 0年 3 月 南水北 调与水 利科技 S o u t h — t o - N o r t h Wa t e r Tr a n s f e r s a n d Wa t e r S c i e n c e& Te c h n o l o g y Vo 1 ． 8 S u p p ． Ma r ．2 0 1 0 混凝土 防渗墙的设计与施工质量控制 张昀保 ， 朱亚飞。 ， 郎 超 ( 1 ． 河北省水利科学研究院， 石家庄 0 5 0 0 5 7 ； 2 ． 南水北调中线干线工程建设管理局 河北直管建管部， 石家庄 0 5 0 0 3 5 ) 摘要： 通过河北省中小型水库安全检测 ， 进行了施工前原材料和塑性混凝土配合比以及施工过程中拌和站和施工现 场严格质量控制详细研究调查， 经过大量配合比室内试验及复核试验， 对前期原材料的质检控制及配合比设计的论 述得到最优施工配合比， 同时对防渗墙塑性混凝土施工的质量控制给出相应的建议。 关键词： 塑性配合比； 防渗墙； 质量控制； 弹性模量 中图分类号 ： TV 3 3 1 文献标识码 ： B 文章编 号 ： 1 6 7 2 — 1 6 8 3 ( 2 O 1 O ) O O l 一 0 0 7 0 — 0 3 D e s i g n a n d C o n s t r u c t i o n Qu a l i t y C o n t r o l o f C o n c r e t e s C u t - o f f Wa l l Z HANG Yu n b a o 1 。 ZHU Ya — f e i 2 ， LANG Ch a o ( 1 ． He b e i Pr o v i n c i a l Ac a d e my o f Wa t e r Re s o u r c e s ，S h qi a z h u a n g 0 5 0 0 5 7 ， C h i n a ； 2 ． C o n s t r u c t i o n a n d Ad mi n i s t r a t i o n B u r e a u o f S o u t h — t o - No r t h Wa t e r Di v e r s i o n Mi d d l e R o u t e Pr o j e c t ， S h ij i a z h u a n g 0 5 0 0 3 5 ， C h i na) Ab s t r a c t ：Th r o u g h t h e s a f e t y t e s t i n g t o t h e s ma l l a n d me d i u m s i z e d r e s e r v o i r s i n He b e i p r o v i n c e ，i t r e s e a r c h e d t h e r a w ma t e r i a l s b e f o r e c o n s t r u e — t i o n，p l a s t i c c o n c r e t e mi xt u r e r a t i o 。t h e q u a l i t y c o nt r o l t o mi x i n g s t a t i o n a nd t h e c o n s t r u c t i o n s i t e ．Af t e r a l ot o f l a b or a t o r y t e s t i n g a n d r e v i e w t o t h e r a t i o t e s t ，t h e q u a l i t y i ns p e c t i o n c o n t r ol t o r a w ma t e r i a l s a n d mi x d e s i g n a r e d i s c us s e d。a n d t he o p t i ma l c o n s t r u c t io n mi x t u r e r e a t i o a r e g i v e ~ An d s o me s u g ge s t i o n s a r e g i v e n t o t he q u a l i t y c o n t r o l t o c on s t r u c t t h e p l a s t i c c o n c r e t e c u t — o f f wa l 1 ． Ke y wo r ds ：p l a s t i c mi x t u r e r a t io； c u t — o ff wa l I ； q u a l i t y c o nt r o i ； e l a s t i c i t y mo d u l us U 刖 昌 通过对河北省中小型水库检测发现， 大部分水库坝体的 抗渗性能及抗滑稳定性均存在不稳定因素。河北省对于中小 型水库进行除险加固， 对大坝进行防渗处理， 采用塑性混凝土 防渗墙是病险土石坝防渗处理的有效手段。混凝土防渗墙是 指利用钻孔、 挖槽机械， 在松散透水地基或坝( 堰) 体中以泥浆 固壁 ， 挖掘槽型孔或连锁桩柱孔 ， 在槽 ( 孑 L ) 内浇筑混凝 土或 回 填其他防渗材料筑成的具有防渗等功能的地下连续墙l_ 1 ] 。塑 性混凝土水泥用量较低， 并掺加较多的膨润土、 黏土等材料， 因此塑性混凝土防渗墙具有低弹模 、 高塑性、 极限应变大等特 点， 可使防渗墙应力应变状态接近于坝体土层的真实情况， 能 有效地防止因地震等造成的墙体开裂现象， 从而可提高防渗 墙的防渗效果。 l 混凝土防渗墙技术要求 混凝土防渗墙应具有足够的抗渗能力， 抗渗标号大于 W4 ， 渗透系数不大于 1 O ～8 c m／ s 。混凝土应具有适当的强 度、 较低的早期强度和较低的弹性模量 ， 混凝土 7 d龄期抗压 强度 3 MP a 左右 ， 2 8 d龄期抗压强度不低于 5 MP a 。弹性模 量小于 1 4 0 0 0 MP a 。 1 ． 1 防渗墙材料 水泥： 水泥标号应不低于 3 2 5号， 有抗冻要求时， 应优先 选择硅酸盐水泥 。 粗骨料 ： 应优先选用天然 卵石 、 砾 石 ， 其最 大粒径应 小 于 4 0 I i 3 r n ， 含泥量应不大于 1 ， 泥块 含量应不大于 0 ． 5 。 细骨料 ： 应选用细度模数 2 。 4 ～3 ． 0范围的中细砂， 其含 泥量应 不大于 3 ， 黏粒含量应不大于 1 。 外加剂 ： 减水剂、 防水剂和加气剂的质量和掺量应经试 验 ， 并参照 D L ／ T 5 1 0 0 — 1 9 9 9 6 水工混凝土外加剂技术规程》 的 有关规定执行。 1 ． 2 配合 比试验应满足下列要求 混凝土泌水率不大于 4 ． o H， 入槽坍落度 1 8 ～2 2 a m； 扩 散度 3 4 ~4 0 c m； 坍落度保持 1 5 c m以上 ， 时间应不小于 1 h ； 初凝时间不小于 6 h ； 终凝时间不大于 2 4 h ； 混凝土密度不小 于 2 1 0 0 k g ／ ms ； 胶凝材料用量不小于 3 5 0 k g ／ r n 3 ； 水胶比小 于 0 ． 6 5 。 收稿 日期 ： 2 0 0 9 — 0 8 — 1 8 修回 日期 ： 2 0 1 0 — 0 3 — 0 8 作者简介： 张昀保 ( 1 9 7 8 ～ ) ， 男 ， 河北故城人 ， 工程师， 主要从事工程质量检测及大坝安全监测方面的研究 。 张昀保等 混凝土 防渗墙 的设计与施工质量控制 2 塑性混凝土 配合 比 技2 0 术 0 6 标 ) [ 2 准 ] , 。 L ／ T5 1 。 2 o 0 口 等有关 2 ． 1混凝土原材料 水泥： 水泥采用石家庄市鹿泉 曲寨 水泥厂生产 的 塑性混凝土生产原材料主要包括水泥、 膨润土、 砂石料、P $ 3 2 ． 5 等级水泥， 其检验结果见表 1 。承包人需按照 2 0 0 t 外加剂 和水 等 。主要 依 据《 水 工 混 凝 土试 验规 程 》 ( S L 3 5 2 一 为一个取样单位送具有相应 资质的检测机构进行检验 。 表 1 P $ 3 2 ． 5等级水泥检验结 果 膨润土 ： 主要设计指标 ： 含水量≥ l 0 ， 细度 ( 7 5 m方 空 筛筛余量) ≤4 。承包人需按照 2 0 0 t 为一个取样单位送具 有相应资质 的检测机构进行检验 。 砂 、 石骨料 ： 砂 采用石家庄 市正定 中砂 ， 石 子采 用石 家庄 市鹿 泉生产 的 1 O ～2 0 n 1 n 1 碎石 。其 检 验结 果见 表 2 、 表 3 。 承包人 需按 照 8 0 0 m3 为一 个取样单 位送具有 相应资 质的检 测机构进行检验。配制塑性混凝土需要采用高砂率， 因为充 足的砂浆不仅可以有效地填充石子空隙， 还可以提高墙体的 变形性和抗渗性 。经过混凝土拌和确定本次试验砂率选取为 45 ～ 6 O 。 表 2 砂检验 结果 检验项 目 细度模数 表观密度／ ( m- s ) 堆积密度／ ( k g r n - s )空隙率 ( )含泥量 ( )坚 固性( )有机质含量 ( ％)吸水率( )云母含量 ( ) 外加剂 ： 为 了改善混凝 土性能和混凝 土拌和物 的和易性 ， 以及为了降低混凝土静压弹性模量。故采用河北省混凝土外 加剂厂生产的高效减水剂 D Hs 。 和引气剂 DH 9 ， 其检验结果见 表 4 、 表 5 。高效减水剂掺量通过试验确定， 考虑到引气剂的掺 入可适当降低混凝土的弹性模量， 但若加入过量可能会对塑性 混凝土 的强度 产生一定 得负面影 响， 因此 其掺量控 制在 0 ． 0 1 。外加剂分别按 5 0 ~1 0 0 t 及 1 ～2 t 为一个取样单位送 具有相应资质的检测机构进行送检。 表 4 D H。 c 高效减水剂检 验结果 水： 混凝土拌和用水采用饮用 自来水， 现场施工拌和用水 应符合《 水工混凝 土施工规范 》 对拌和及养 护用水 的质量要求 。 2 ． 2混凝土施 工配合 比 塑性混凝土的配合 比与常规混凝土 的配合 比间存 在较大 差异， 常规混凝土具有成熟的经验配合 比， 而塑性} 昆 凝土的发 展史较短 ， 缺乏经验配合 比， 已建 工程中塑性混凝 土 防渗墙 的 配合 比存在较 大差异[ 4 ] 。塑性混凝 土在配合 比方面 的特点是 水泥用量较少， 坍落度较大， 此外还需要掺加部分膨润土。鉴 于此 ， 河北省水利科学研究 院经过多组混凝土配合 比室 内试验 和复核试验， 确定塑性配合比见表 6 、 表 7 。 表 6 塑性混凝土配合 比及 性能指标 堡 圭 里 2 8 d 抗 压2 8 d 白 陡 量 2 8 d 抗 水泥 膨润土 砂 石子 水D H3 G D H9 强度／ MJ a ( 1 ~l O ~ ) ／ N ,Pa 渗等级 2 5 8 1 1 1 7 96 7 9 5 2 4 0 2 ． 6 5 2 0 ． 0 3 6 9 9 ．9 l— 娃壤 蔽罄 ．7 1． — ⋯| ％ i 0 一 第 8 卷 O 1南水北调与水利科技 2 0 1 0年 3月 表 7 混凝 土拌合物性能指标 3 塑性 混凝土质量控 制措施 3 ． 1 应采取措施 ①严格控制原材料的质量， 尤其要保证砂、 石料进场材料 与配合比试验时的材料一致。对于每批料 ， 按照规定及时送检。 ②混凝土拌制均采用先进的自动化设备， 配料按混凝土 配合比进行， 并派专门人员进行计量和控制， 确保称量和配 比 准确 ， 试验人员随时进行混凝 土和易性检测 ， 确保混凝土 的拌 制质量 。 ③混凝土输送采用泵送， 保证混凝土的均一性、 连续性和 强度。若因故中断的， 时间不宜超过 4 0 rai n ， 以入仓口混凝土 和易性作为标准， 不合格则以废料处理l 5 ] 。 ④即时检测孔口混凝土的坍落度、 扩散度， 根据现场情况 调整加水量 。 在施工 中要严格执行“ 三检制 ” ， 对各道工 序级工序 产品 由班组初检， 初检合格后 由现场值班质检员复检， 复检合格 后 ， 由质检科会同监理工程师进行终检 ， 合格后签字认可方可 转人下一道工序施工。 施工 中应及 时制 备 1 5 0 mm 混 凝 土 标 准 抗 压 试 块 和 l 5 0 mm混凝土弹性模量试块， 标准养护至 2 8 d进行试 验。成墙后对墙体进行钻机钻芯取样 、 注水试验、 岩芯室 内试验 。 3 ． 2 施工过程 中旁站制度 塑性混凝土防渗墙系重要隐蔽工程， 从原材料抽检、 混凝 土生产、 混凝土入仓、 导管提升及各项试验等关键环节， 施工 质检人员、 试验人员、 监理人员和业主均应派驻现场代表， 2 4 h 全过程旁站， 确保整个施工过程得到有效控制。 4 结语 ①塑性混凝土防渗墙在水库除险加固中的应用可以有效 地解决大坝的坝基和坝体的渗漏， 坝后的散渗区与集中渗漏 点渗水可以明显减弱， 说明可以有效地解决坝体的渗稳问题。 ②施工中要严格把关， 加强质量控制， 使塑性混凝土达到 预期的效果 。 ③因为塑性混凝土的弹模量低， 极限应变大， 对周围土体 的适应性强， 和易性好， 成本低， 防渗效果好， 耐久性好等优点， 在同类水利水电工程中具有推广应用的价值， 但由于经验较 少， 技术还不是很成熟， 同时也需要我们进一步的研究与探讨。 参考文献 ： E l i D L ／ T 5 1 9 9 — 2 0 0 4 ， 水电工程混凝土防渗墙施工规范[ S ] ． [ 2 ] S L 3 5 2 — 2 0 0 6 ， 水工混凝土试验规程E s ] ． [ 3 ] D L ／ T 5 1 4 4 — 2 0 0 1 ， 水工混凝土施工规范 E s ] ． E 4 ] 晏继杰． 白莲河抽水蓄能电站塑性混凝土防渗墙施工口] ． 人民 长江 ， 2 0 0 9 ， ( 6 ) ． [ 5 ] 袁月明 ， 何勇， 方建平． 青 山水库除险加 固工程防渗墙 塑性混 凝 土质量控制[ J ] ． 浙江水利科技 ， 2 0 0 4 ， ( 3 ) ． ( 上接第 6 9页) ③人为因素。管道安装需要有经验的专家或技工指导把 关， 安装工人要细心负责， 不能敷衍塞责， 不合格的坚决返工。 5 结语 在管道施工中， 成败的关键在于两个环节 ： 一是管道基础 的施工 ， 坚固、 稳定 、 均一 的基 础是保证 管道长期安 全运行 的 关键； 二是管道的安装质量， 交装质量的好坏将直接影响管道 是否漏水、 浸水。只要施工方法得当， 从细节入手， 切实把好 每一个环节的质量， 就一定会达到预期效果， 就一定会建成经 得起时问检验 的精 品管道工程 。 参考文献 ： [ 1 ] S L 2 6 0 — 9 8 ， 堤防工程施工规范I s ] ． [ 2 ] S L 3 0 3 — 2 0 0 4 ， 水利水电施工规范E s ] ．