程 東

國外從20世紀60年代末開始采用塑性混凝土防滲墻,而我國是在1990年才首次建成福建省水口水電站主圍堰塑性混凝土防滲墻,防滲效率達98%,取得較好效果。自那以后很多水利工程相繼采用了塑性混凝土,如:山西省冊田水庫防滲墻、北京市十三陵水庫防滲墻、河南省小浪底水利樞紐上游圍堰防滲墻及長江三峽大江圍堰防滲墻等。塑性混凝土防滲墻的施工有著嚴格的施工質量要求,在施工過程中,監(jiān)理人員應把握施工質量標準,認真履行監(jiān)督義務,確保工程質量。

1 混凝土防滲墻發(fā)展簡介

混凝土防滲墻適用于土石壩及堤防地基的防滲處理、混凝土閘壩的地基防滲處理、土石圍堰堰體和堰基的防滲處理、病險水庫壩體和壩基處理等工程。混凝土防滲墻由于具有承受水頭大、防滲性能可靠、適合各種地層等優(yōu)點而被國內外水利水電工程廣泛采用。

防滲墻材料按照抗壓強度和彈性模量,可以分為剛性混凝土和柔性混凝土。

混凝土防滲墻按材料性質分為普通混凝土、粘土混凝土、塑性混凝土、固化灰漿、自凝灰漿等幾類。

混凝土防滲墻是指利用鉆孔、挖槽機械,在松散透水地基或壩(堰)體中以泥漿固壁,挖掘槽形孔或連鎖樁柱孔,在槽(孔)內澆筑水下混凝土或回填其他防滲材料成具有防滲功能的地下連續(xù)墻。它是防止?jié)B漏、保證地基穩(wěn)定和堤壩安全的工程措施。

2 塑性混凝土簡介

塑性混凝土的特點是抗壓強度不高,一般可控制在 R28=0.5 MPa～2 MPa,彈性模量較低,一般可控制在E28=300 MPa～2 000 MPa,滲透系數 K=1×10-7cm/s～1×10-6cm/s。塑性混凝土防滲墻具有在低強度和低彈性模量下適應地基應力變化的特點,能在不需提高混凝土的等級或增加鋼筋籠的情況下確保墻體不被外力破壞,故能大大節(jié)省工程投資。

塑性混凝土的配合比與常規(guī)混凝土的配合比間存在較大差異。常規(guī)混凝土具有成熟的經驗配合比,而塑性混凝土的發(fā)展史短,缺乏經驗配合比,已建工程中塑性混凝土的防滲墻的配合比存在較大差異。影響塑性混凝土防滲墻彈性模量的因素較多,這就決定了塑性混凝土配合比設計的難度和復雜性,需要花費更多的時間和人力物力。同時,基礎防滲墻工程往往從工程一開始就組織施工(基礎工程施工是關鍵工序),因此為確保工程的正常順利開展,設計單位應事先根據當地的砂石骨料和水泥品種進行塑性混凝土的室內配合比試驗,確定塑性混凝土防滲墻的配合比。塑性混凝土防滲墻還有其他指標,如滲透系數或抗?jié)B標號、坍落度、擴散度等,在工程施工中,承包商應根據設計提供的配合比和技術要求進行現場混凝土配合比的復核試驗,以確定塑性混凝土施工配合比和最佳施工參數。

3 監(jiān)理人員在塑性混凝土防滲墻工程中的監(jiān)督作用

3.1 現場開工審查

承包人防滲墻施工準備工作完成后,應向監(jiān)理機構提交工程開工報審表,經監(jiān)理機構審核批準。監(jiān)理人員應在以下幾個方面進行嚴格審核,確認符合要求后,簽發(fā)開工令。

1)承包人中標后的施工方案、施工措施計劃、施工進度計劃等技術文件是否完成并提交監(jiān)理機構審批;2)承包人派駐現場的主要管理人員、技術人員數量及資格是否與批準的施工組織設計一致,如有變化,重新審查并報監(jiān)理機構認定;3)承包人進場的施工人員、混凝土拌制、泥漿拌制、泥漿凈化回收系統(tǒng)等設備的數量和規(guī)格性能是否符合施工合同的約定;4)承包人的質量保證體系、安全及環(huán)境保護措施是否落實;5)場內道路、供水、供電、供風等施工輔助設施是否準備就緒;6)防滲墻施工7 d前,承包人應對防滲墻軸線、高程、槽孔孔位進行實地放樣,并將放樣成果報監(jiān)理機構審核批準;7)用于制備防滲墻體和泥漿的原材料(水泥、粘土、膨潤土、粗細骨料等)、構配件的數量、規(guī)格、性能是否符合設計文件要求,是否有出廠合格證及復檢資料,原材料儲量是否滿足工程開工及后續(xù)施工的需要;8)承包人試驗室條件是否符合有關規(guī)定要求;巖芯鉆或巖芯根管鉆機性能和數量,是否滿足先導孔、檢查孔精度和防滲墻高峰作業(yè)要求;9)承包人是否已按合同文件的規(guī)定和設計施工圖紙的要求進行了塑性混凝土室內和現場配合比試驗,試驗結果是否符合設計要求,是否報送監(jiān)理機構審批;10)承包人是否將造孔、固壁泥漿、墻體混凝土澆筑等施工工藝參數報送監(jiān)理人員審核批準。

3.2 施工過程質量控制

在施工上,塑性混凝土防滲墻的質量控制與普通混凝土和高強度混凝土基本相同,但應針對塑性混凝土防滲墻墻體自身的特點,采取一些專門控制措施。防滲墻工程是重要的隱蔽工程,尤其是塑性混凝土防滲墻的強度和彈性模量等力學指標一般不宜通過打孔取芯檢測,為確保施工質量,需要進行嚴謹的施工和有效的質量監(jiān)控。

膨潤土的摻入方式先后采用了兩種方式:1)先將水泥、膨潤土和砂石骨料混合干拌,然后加水進行攪拌;2)將膨潤土加入專用水池中,進行充分攪拌并配制成一定濃度,然后加入砂石骨料和水泥進行拌合。施工過程中,在第一種方式下,膨潤土經常形成粒徑10 mm～30 mm的團塊,不能形成泥漿,從而降低了膨潤土在塑性混凝土中的作用,最終主要導致塑性混凝土彈性模量和強度增大。在第二種方式下,膨潤土不出現結塊現象,分散很均勻,不僅保證了塑性混凝土的拌合質量與試驗結果一致,還增大了坍落度。因此,建議在塑性混凝土拌合過程中,膨潤土采用濕摻法。

在施工準備充分的條件下,承包商就可以進行防滲墻施工。施工過程中,承包商應嚴格按監(jiān)理工程師批準的施工組織設計進行施工,監(jiān)理工程師應派出經驗豐富的現場監(jiān)理人員進行現場監(jiān)理,并按重要隱蔽工程的要求實行旁站監(jiān)理。作為塑性混凝土防滲墻,不僅具有普通混凝土防滲墻的一般施工要求,還應嚴格按以下方面進行施工和嚴格控制:

1)在每次進行塑性混凝土澆筑前,應嚴格仔細檢查砂石骨料的粒徑,確保砂石骨料的粒徑與試驗確定的配合比所要求的粒徑一致。

2)膨潤土若采用濕摻方式,應隨時檢查并控制液體濃度,確保實際摻入量與試驗確定的配合比一致;若采用干摻方式,應考慮膨潤土結塊現象,實際摻入量應大于配合比量,具體量視拌合后結塊現象而定。同時,應檢查膨潤土和水泥的保存質量。

3)在防滲墻墻體澆筑前,應根據《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規(guī)范》制定澆筑方案。若運輸時間和澆筑時停留時間太長,塑性混凝土的坍落度和擴散度的損失較嚴重,因此在制定澆筑方案時應充分考慮混凝土的運輸方式和入倉方式。

4)每個槽段在混凝土澆筑前,監(jiān)理工程師應在現場監(jiān)督承包商根據骨料的含水情況進行混凝土試拌,檢查拌制混凝土的坍落度和擴散度。

5)在澆筑過程中,可能因某種因素導致混凝土坍落度和擴散度損失嚴重而不能滿足混凝土的澆筑要求,發(fā)生這種情況嚴禁直接向混凝土中加水。

6)雖然塑性混凝土的擴散度較大,在澆筑過程中仍應確?；炷撩婢鶆蛏仙?故應經常測量混凝土面高程,并及時填繪澆筑指示圖。

7)塑性混凝土的坍落度損失快,為避免堵管事件,施工人員應經常提動導管(特別是澆筑速度較慢時),混凝土的拌合、運輸應保證澆筑能連續(xù)進行。若因故中斷,現場負責人員應根據具體情況及時采取應急措施進行處理。

8)若對澆筑完成的塑性混凝土防滲墻進行帷幕灌漿,應特別注意控制灌漿壓力,防止防滲墻破壞。

3.3 質量檢查、驗收與評定

對混凝土防滲墻成墻質量的檢查,現行采用的方法有鉆孔取芯法、超聲波法和地震透射層析成像(CT)法。對于塑性混凝土最好采用無損檢測方法。

3.3.1 塑性混凝土防滲墻墻體質量檢查內容

1)檢查時間:塑性混凝土防滲墻墻身質量檢查應在成墻1個月以后進行;2)檢查方法:采用鉆孔取芯、注水試驗的方法進行;3)檢查數量:在防滲墻范圍內布置2個鉆孔取樣;4)檢查內容:墻體的均勻性、物理力學指標、可能存在的缺陷和墻段接縫;5)檢查完畢后,應對檢查孔用壓漿法認真封閉;6)檢查標準:墻身滲透系數,K=5×10-7cm/s。

3.3.2 單元工程質量評定

單元工程劃分:以每一施工槽孔為一單元(或擴大單元)工程。在槽孔的主要檢查(測)項目符合標準的前提下,其他檢查項目符合標準,且其他檢測項目有70%及其以上符合標準的,評為合格;其他檢測項目符合標準,且其他檢測項目有90%及其以上符合標準的,評為優(yōu)良。

[1] 符興或,盛艷鋒,周克發(fā).高坡嶺水庫大壩防滲墻施工及截滲效果分析[J].大壩與安全,2007(4):8-11.

[3] 傅祝體.混凝土防滲墻的常用技術及其發(fā)展[J].科技資訊,2009(34):29-30.

[4] 晏繼杰.白蓮河抽水蓄能電站塑性混凝土防滲墻施工[J].人民長江,2009(6):4-7.