自凝灰漿防滲墻在攔河堰中的應(yīng)用

1、自凝灰漿防滲墻在攔河堰工程中的應(yīng)用in隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，防滲墻的種類也在不斷地增多，目前 國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的主要有：塑性砼防滲墻、鋼筋砼防滲墻、高噴防 滲墻、多頭小直徑水泥土防滲墻等。近幾年，發(fā)現(xiàn)自凝灰漿防滲墻在 我國大型工程中得到了試驗(yàn)及正式應(yīng)用，如長江堤防、大亞灣核電站、 長江三峽等，其工藝及各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)已日趨成熟。自凝灰漿防滲墻技術(shù)是由法國軟土防滲公司在20世紀(jì)60年代開 發(fā)出來的，由于其具有施工速度快、造價(jià)低、防滲效果好等優(yōu)點(diǎn)已為 歐美、亞洲各國廣泛采用，用于基坑防滲、病險(xiǎn)水庫處理、地基防滲 等，尤其是地質(zhì)條件較為復(fù)雜的工程中應(yīng)用較多。下面結(jié)合潛水利民攔河堰基礎(chǔ)防滲工程，介紹自凝

2、灰漿防滲墻在 河道內(nèi)砂卵石特殊地質(zhì)條件下的施工情況，并與混凝土防滲墻對比， 分析其成本及工效。1工程概況潛水利民攔河堰位于潛山縣潛水河下游，堰總長297m，由橡膠 壩、固定堰、垂直防滲墻及水平防滲鋪蓋、上下游護(hù)坦、消力池、海 漫、拋石防沖槽、調(diào)節(jié)閘、充水泵房、進(jìn)水閘、兩岸翼墻等組成。堰 體基礎(chǔ)地質(zhì)自上而下分布情況主要為砂層、卵石層、巖層。其中堰體基礎(chǔ)垂直防滲體厚0.6m，設(shè)計(jì)為混凝土防滲墻，工程 量5468m2，深到新鮮巖層，是本項(xiàng)目重要隱蔽分部工程，關(guān)系著堰體 基礎(chǔ)的穩(wěn)定和整個(gè)工程運(yùn)行的安全。前期施工選用的是液壓抓斗成 槽，膨潤土泥漿護(hù)壁，垂直導(dǎo)管法澆筑混凝土成墻的施工工藝。2砼防滲墻施工情

3、況由于地質(zhì)條件復(fù)雜，多為砂卵石，透水性大，河道內(nèi)地下水位較 高，地下水難于控制，液壓抓斗成槽時(shí)易塌孔，經(jīng)過調(diào)制護(hù)壁泥漿（增 大泥漿粘度和比重，同時(shí)添加外加劑使泥漿達(dá)到較好的膨化效果）和 井點(diǎn)降水，控制了塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。但是隨著河道內(nèi)水位的抬高，和 防滲墻施工范圍的縮小，塌孔現(xiàn)象又經(jīng)常出現(xiàn)。無形中加大了該工程 的施工難度，致使前期施工進(jìn)度較慢，嚴(yán)重影響了本工程的總體進(jìn)度。汛期將至，主體工程未完成，形勢嚴(yán)峻，為加快施工進(jìn)度，減小 防滲墻分部工程帶來的不利影響，同時(shí)，考慮防滲墻工程的可實(shí)施性、 經(jīng)濟(jì)性和可靠性等要求，結(jié)合相關(guān)類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過多方案對 比，選用自凝灰漿防滲墻工法能夠達(dá)到上述指標(biāo)，

4、不違背設(shè)計(jì)意圖。3自凝灰漿防滲墻施工工藝自凝灰漿防滲墻施工采用抓斗純抓法成槽，其流程見圖1。圖1施工工藝流程圖3.1自凝灰漿原漿：自凝灰漿的工藝重點(diǎn)是漿液配比與拌制控制。原材料：水泥：海螺牌P - O42.5水泥。膨潤土：南京湯山膨潤土有限公司生產(chǎn)的膨潤土。外加劑：HLC-NM緩凝減水劑。質(zhì)量指標(biāo)漿液配合比經(jīng)過試驗(yàn)室確定如下：自凝灰漿配合比（kg/m3）水泥水膨潤土外加劑2127932862.12注：膨潤土泥漿的水土比為1.5。自凝灰漿性能如下:500/700mL 馬氏漏斗粘度（S）比重 (g/cm3)PH值凝結(jié)時(shí)間（h）強(qiáng)度(Mpa )28d滲透系數(shù)(x 10-6cm/s)初凝終凝7d28d

5、26.51.2912.934430.271.700.93自凝灰漿的制作首先按照一般泥漿標(biāo)準(zhǔn)使用高速攪漿機(jī)拌制膨潤土泥漿，然后在 泥漿池內(nèi)循環(huán)24小時(shí)使膨潤土顆粒充分水化，再加入水泥和外加劑 經(jīng)低速攪漿機(jī)二次攪拌成自凝灰漿，最后通過管路輸送到開挖槽段。 拌制膨潤土泥漿時(shí)需嚴(yán)格保證漿液性能，使用高速泥漿攪拌機(jī)拌制， 控制泥漿比重在1.021.10g/cm3之間，粘度在3050s之間，失水 量在0.50.7mL/min之間，PH值為911。拌制好的膨潤土泥漿必 須在泥漿池內(nèi)通過泥漿泵充分循環(huán)24小時(shí)，檢測其性能指標(biāo)，合格 后按照配合比加入水泥和外加劑，經(jīng)泥漿攪拌機(jī)充分拌和后儲(chǔ)存入自 凝灰漿池內(nèi)。3.

6、2造孔為保證成槽成墻質(zhì)量，根據(jù)抓斗開口寬度及槽孔深度將槽孔劃分 為一期槽和二期槽。一期槽長為2.8m，二期槽長度依據(jù)槽孔深度定 為2.4m，、二期槽搭接40cm，單側(cè)搭接20cm。設(shè)備選擇：自凝灰漿是水、水泥、膨潤土、外加劑的混合流體， 達(dá)到初凝時(shí)間后自凝固結(jié)成墻體，其施工重點(diǎn)是控制成槽時(shí)間小于初 凝時(shí)間，結(jié)合本工程實(shí)際情況，需控制單抓成槽時(shí)間在30個(gè)小時(shí)以 內(nèi)，根據(jù)設(shè)備性能參數(shù)指標(biāo)及槽孔深度，選擇一臺(tái)SG40的液壓連續(xù) 墻抓斗，成槽時(shí)間為45小時(shí)。由于設(shè)備具有一定的故障率，為保 證成槽時(shí)間，準(zhǔn)備一臺(tái)設(shè)備用于替換。覆蓋層砂層、卵石層及風(fēng)化巖采用純抓法。抓斗邊挖掘邊向槽孔 內(nèi)注入自凝灰漿原漿，使

7、槽孔內(nèi)的液面高度不低于導(dǎo)墻頂部50cm, 直到設(shè)計(jì)孔深。3.3清底在槽孔開挖至設(shè)計(jì)孔深后，暫停作業(yè)，移機(jī)施工其他槽孔，待先 施工完的槽孔內(nèi)灰漿靜置1h后，用抓斗撈取沉淀的泥渣。二期槽孔 撈取的范圍擴(kuò)大至灰漿尚未凝固的一期槽孔內(nèi)。3.4養(yǎng)護(hù)自凝灰漿在凝結(jié)過程中，存在沁水現(xiàn)象，導(dǎo)致自凝灰漿凝結(jié)過程 中灰漿頂面將下沉，對這種情況，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)漿至槽孔口，自凝灰漿凝 結(jié)后，屬于一種含水量較高的柔性墻體，具有良好的防滲性能，但在 其凝結(jié)后若失去其中水分，其強(qiáng)度將明顯降低，甚至崩解。因此，為 使其強(qiáng)度和防滲性能正常增長，在自凝灰漿終凝后，其墻頂應(yīng)及時(shí)用 土體覆蓋，覆蓋厚度不小于50cm。本工程為地下水位較高，

8、對其養(yǎng) 護(hù)較為有利。3.5質(zhì)量控制及措施導(dǎo)墻要坐于原狀土上，在導(dǎo)墻砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以后方可使 用，優(yōu)先選擇L型導(dǎo)墻，做好對頂支撐。未成槽成墻前不得允許大型設(shè)備在待開挖槽段附近通過。保證泥漿的供應(yīng)，不使導(dǎo)墻內(nèi)泥漿低于導(dǎo)墻以下50cm。保證自凝灰漿的制作質(zhì)量，確保質(zhì)量指標(biāo)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)防塌孔卡斗，選用性能良好的成槽設(shè)備，適當(dāng)增加斗體閉合 處的寬度，配備吊車、液壓頂拔機(jī)輔助提拉出現(xiàn)卡斗事件的斗體。保證自凝灰漿質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，不合格泥漿不得入倉。由于 地下水位較高，適當(dāng)提高灰漿比重，添加外加劑，減小地下水對槽內(nèi) 泥漿的稀釋程度，同時(shí)也有利于防止塌孔，確保了成槽質(zhì)量。加強(qiáng)成槽質(zhì)量控制，確保抓斗成槽

9、垂直度，使槽段連接咬合緊 密。加強(qiáng)質(zhì)量控制，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)取得的參數(shù)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工，安排施工員全過程跟蹤質(zhì)量控制，確保過程質(zhì)量。3.6成墻質(zhì)量自凝灰漿防滲墻屬于柔性墻體，抗壓強(qiáng)度R 281.7Mpa,低于其 他墻體；但其防滲性能完全能夠滿足工程需要，其墻體滲透系數(shù)：Ki X10-Wsox程完工后，經(jīng)檢測自凝灰漿防滲墻墻段變形程度小于 設(shè)計(jì)要求，其滲水量也小于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。4與混凝土防滲墻對比分析成本及工效4.1工效對比分析分別抽取了十個(gè)槽段的用時(shí)記錄，對工效進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表1 施工用時(shí)統(tǒng)計(jì)表項(xiàng)目名稱10個(gè)槽段合計(jì)（h）平均(m2/ h)工效對比成槽面積血）成槽時(shí)間（h）澆

10、筑時(shí)間（h）混凝土防滲墻305.3454.545.399.83.061：自凝灰漿防滲墻262.5236.8/36.89.803.2從表1可以看出，自凝灰漿防滲墻比混凝土防滲墻節(jié)省了混凝土 澆筑整個(gè)工序，同時(shí)，由于自凝灰漿的漿液比重比較大，在地下水位 較高的河道內(nèi)，對于砂卵石地質(zhì)，防塌孔效果顯著，縮短了成槽時(shí)間， 工效提高了 3.2倍。4.2成本對比分析同上，分別抽取了相同的十個(gè)槽段，對成本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。表2施工成本統(tǒng)計(jì)表項(xiàng)目名稱材料單價(jià) （元/m2）成槽單價(jià) （元/m2）成本合計(jì) （元/m2）成本對比混凝土防滲墻423.41782.121205.531.33:1自凝灰漿防滲墻223.26682.12905.38從表2可以看出，混凝土防滲墻成本單價(jià)高于