文章编号：１００５－６０３３（２００６）２２－0276-02         收稿日期：２００６－０８－０９
摘 要：横泉水库是山西省多年来采用塑性砼防渗墙面积和高度最大的一座中型水库。着重介绍了塑性砼防渗墙的施工技术，包括施工方法、施工工艺、施工质量控制等内容。
关键词：塑性砼防渗墙；施工技术；质量控制；横泉水库
中图分类号：TV543     文献标识码：Ａ
横泉水库是一座以供水、农业灌溉为主，兼顾防洪、发电等综合利用的多年调节中型水利枢纽工程。由于大坝坝基为砂卵石基础，其下为强分化基岩，且大坝左右岸均存在饶坝渗漏问题，故大坝采用了塑性砼防渗墙及帷幕灌浆综合防渗技术。本文着重介绍塑性砼防渗墙的施工技术。
１ 工程地质情况
坝址区河谷地形平坦开阔，整个河谷宽度６５０ ｍ，左岸为黄土台地，右岸为基岩山区。坝址区出露的基岩以混合斜长片麻岩、混合花岗片麻岩、混合花岗岩，变质砾岩、石英片岩为主，其中节理裂隙发育有三组，裂隙面均较平直，裂隙宽多在２ ｍｍ～１０ ｍｍ，裂隙内多数无填充，少数有泥质填充。
２ 施工方法
施工场地分为４个台阶，每个台阶设临时道路。防渗墙轴线上游为钻机平台，下游为倒浆平台，宽度不小于８ ｍ，既作为倒浆平台又兼作施工作业区车辆的临时道路。
２．１ 导向槽及施工平台
导向槽施工采用正Ｌ导墙，具体尺寸见图１。
２．２ 制浆站
　　制浆站占地面积约为４００ ｍ２，其中料仓占地约为８０ ｍ２，泥浆池占地面积约为３００ ｍ２。修筑两个相同的容积为２５０ ｍ３的泥浆池，每个池中安装１台３ＰＮ立式泥浆泵。搅拌站安装２台ＺＪ—４００型高速制浆机。
２．２．１ 废浆废碴排放
施工中倒出的泥浆沿倒浆平台外侧的排浆沟流向废浆池中，废碴由装载机铲运至指定地点。为了减少废浆排放，在附近挖一容积为１００ ｍ３左右的储浆池，把经过沉淀的好泥浆加以回收利用。
２．２．２ 供水和供电及供浆
供水直接从河水中抽取。施工现场在钻机平台上游边沿铺设供水管，且在每个施工机组前或２０ ｍ左右预留一个出水口，以供冲浆加水之用。
供电用５条７０ ｍｍ２的主电缆到各段施工平台的分闸箱，再由分闸箱分到各个施工机组。
供浆采用集中供浆，用两台３ＰＮ立式泥浆泵从制浆站泥浆池中进行供浆，浆液用供浆管直接送到各个机台，在施工现场同样采用每隔２０ ｍ左右分设出浆管进行供浆。
２．２．３ 材料堆放
施工用膨润土和工业纯碱存放于制浆站的料仓中，造浆用红黏土在每个施工平台上分设一个堆料场地，用装载机运至各个施工的槽孔中。
３ 施工工艺
３．１ 槽段划分
根据现场的具体情况，结合施工机械、浇筑工艺、混凝土供应强度等因素，把槽孔长度分为６．２ ｍ（可根据实际情况再进行调整），每个槽孔又分为７个孔（４个主孔、３个副孔），主孔长度为０．８ ｍ，每个副孔长度为１．０ ｍ。
３．２ 造孔成槽
造孔采用冲击钻成槽，每两台钻机为一个施工机组，共同完成一个槽孔的建造。造孔采用先施工主孔，主孔造孔完毕后再劈打副孔，最后把槽孔中的小墙全部劈打干净。
造孔时孔内泥浆液面始终保持在导墙顶以下４０ ｃｍ左右，液面较低时要及时补浆，特别是在捞碴和清孔换浆过程中，以免泥浆液面过低造成导向槽底部坍塌而影响施工。另在施工过程中倒浆平台上准备了一定数量的红黏土，一是作造浆材料填入孔中造浆；二是作堵漏材料填入孔中进行堵漏。
造孔过程中为防止孔斜超标，每进尺１ ｍ左右要测量一次孔口偏差值，尤其在造主孔时，发现有孔斜倾向时及时采取措施或进行纠斜。
为了保证孔壁稳定和较快的造孔速度，孔内泥浆性能指标是一个比较关键的环节，一般孔内泥浆黏度不大于３０ Pa·ｓ，比重不大于１．３ ｇ/ｃｍ３，含砂量不大于１０％，如数据过大会影响造孔速度，数据过小不利于槽壁稳定。
造孔到基岩面时要及时鉴定，确定基岩面后再向下进尺４ ｍ～５ ｍ，每个主孔在基岩造孔过程中要取３个岩样以待备查，取样部位分别是基岩面、基岩面以下２ ｍ左右和终孔前，所取岩样装入样袋并填写岩样标签。
３．３ 清孔换浆
清孔换浆采用捞砂筒捞碴法，具体做法：第一步先进行粗捞，造孔完毕后两台钻机从槽孔一端和中部共同开始捞取沉碴，把槽孔中的大颗粒岩屑、泥块及黏稠的泥浆捞出，每次钻机移动距离不超过５０ ｃｍ，并且边捞取沉碴边向槽孔中补充优质膨润土泥浆；第二步仔细捞碴，并把倒浆平台用黏土袋封闭，使倒出的上部好的泥浆回流到槽孔中，捞浆时每次钻机移动距离不超过３０ ｃｍ，直到孔底沉碴和孔内泥浆指标达到规范和设计要求为止。www.tmgc8.com
３．４ 塑性砼浇筑
３．４．１ 塑性砼拌制
根据塑性砼施工配合比和最佳施工参数，在搅拌站将膨润土加入专用水池中，进行充分搅拌并配制成一定浓度，然后加入砂石骨料和水泥进行拌和，这样膨润土不出现结块现象，并且分散均匀，保证了塑性砼的拌和质量。
塑性砼中掺加的膨润土和黏土提前经过晾晒、研磨、过筛、罐装，并及时检测塑性指标。
拌和采用联合式强制搅拌机拌制，采用砼泵车运输，确保塑性砼的坍落度和扩散度损失较小。
３．４．２ 塑性砼浇筑
槽孔清孔换浆结束并经过验收合格后，即开始进行砼浇筑。砼浇筑采用水下直升导管法。导管直径约２７０ ｍｍ，并用丝扣连接，每个连接处用密封圈进行密封，以防漏浆。每套导管有几个不同长度的短管，以利于调整导管底口到孔底的距离，使其保持在１５ ｃｍ ～２５ ｃｍ之间。
开浇前先往导管中放入隔离球塞，如槽孔底部较平，可同时开浇，如槽孔底部高差较大，要开浇孔深较深的一侧导管，待砼面上升至另一根导管底口高度时，再开浇另一根导管。开浇时先往导管中注入一定量的砂浆，然后连续向导管中注入砼，注入量要保证埋住导管底口。
浇筑过程中，要每隔３０ ｍｉｎ左右测量一次砼面深度，发现砼面高差大于５０ ｃｍ时要及时采取措施进行调整，以防槽孔中砼产生横向流动；要及时填写混凝土浇筑指示图，核对浇筑方量是否有偏差，发现问题及时解决并指导拆卸导管。导管埋入混凝土中的深度不得小于 １ ｍ，不宜大于６ ｍ。孔口设置盖板，以防混凝土散落孔中。
浇筑过程中要不定时抽查混凝土的塌落度、扩散度及和易性，不合格的混凝土不要浇入槽孔中。终浇时砼面要高于设计砼面０．５ ｍ，导管要多上下提动，以利于控制终浇砼面不至高差过大。
３．５ 槽段连接
槽段连接采用钻凿法。Ⅰ期槽孔浇筑完毕２４ ｈ后，即可进行接头孔的施工；Ⅱ期槽孔在终孔后清孔换浆时，端头孔要进行涮洗，涮洗质量要符合规范要求。
由于延线墙顶高差较大，大约为２５ ｍ左右，故整个防渗墙施工平台标高分为４个台阶。每个台阶处的槽段连接成为一个特殊的问题，初步设计在４个台阶处预留２个槽孔，长度约为１１ ｍ，台阶处上下两个边缘预留长度不同，上部边缘到第一个端头孔的距离不小于５ ｍ，下部边缘到第一个端头孔的距离要尽可能缩短。等上部和下部Ⅰ期槽孔施工完毕并打完接头孔后，再把台阶土体整平到下部Ⅰ期槽孔的平台高度，开挖到上部Ⅰ期槽孔的中部，重新施工导向槽，待导向槽具备施工条件时再进行两个合拢槽孔的施工。
造孔、成槽固壁泥浆除符合规范要求外，还根据地层具体情况进行了调整，新配制的膨润土泥浆要经过充分的水化溶胀，新制的膨润土泥浆性能指标如下：质量分数＞４．５％，密度＜１．１ ｇ/ｃｍ３，漏斗黏度３０ Pa·ｓ～９０ Pa·ｓ，塑性黏度＜２０ Pa·ｓ，１０ ｍｉｎ静切力１．４ Ｎ/ｍ２～１０ Ｎ/ｍ２，ｐＨ值９．５～１２。
新制黏土泥浆性能指标如下：密度１．１ ｇ/ｍ３～１．２ ｇ/ｃｍ３，漏斗黏度１８ Pa·ｓ～２５ Pa·ｓ，含砂量≤５％，胶体率≥９６％，稳定性≤０．０３ ｍＬ / ３０ ｍｉｎ，失水量＜３０％，泥饼厚２ ｍｍ～４ ｍｍ。１ ｍｉｎ静切力２．０ Ｎ/ｍ２～５．０ Ｎ/ｍ２，ｐＨ值７～９。
４ 质量控制
在施工上，应针对塑性砼防渗墙自身的特点采取一些专门的控制措施。
一是根据设计和试验提供的配合比和技术要求进行现场砼配合比的复核试验和材料的检测试验，必须检测黏土和膨润土含量与塑性指标，并满足设计及配合比要求。
二是在浇筑过程中虽然塑性砼的扩散度较大，在浇筑过程中仍应确保砼均匀上升，故应经常测量砼面高程，并及时填绘浇筑指示。
三是砼质量检查是指对已浇筑的塑性砼的物理力学性能的检查，主要包括抗压强度、弹性模量、抗渗系数。由于塑性砼的强度较低，不宜采用钻孔取芯的方法对墙砼取芯，只能在砼浇筑过程中通过试块检测。
５ 结语
横泉水库地质条件复杂，采用塑性砼防渗墙及帷幕灌浆交叉施工，塑性砼防渗墙面积和高度在我省类似工程都少见，经过１０８台冲击机８个月的奋战，完成了塑性砼防渗墙面积和高度是奇迹。共完成防渗墙长９４４．２ ｍ，成槽１７１个，成槽面积３５ ３３３．１ ｍ２，成墙面积３４ ８２６ ｍ２，浇筑塑性砼３５ ０５２ ｍ３。www.tmgc8.com
塑性砼是在普通砼中加入黏土、膨润土等掺合材料，大幅度降低水泥掺量，达到了降低弹性模量的目的，使塑性砼与周围介质的弹性模量接近，使墙体适应变形能力大为提高，墙体内应力大为降低，能适应地基应力变化，同时也使施工成本大大较低，但还需要不断完善理论和经验，还需要科技工作者和水利建设者通过钻孔取芯、超声波和地震透射层析成像（ＣＴ）法检测资料分析、总结防渗体内的应变力变化，进一步发展和完善理论。
（责任编辑：白尚平）
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第一作者简介：王 健，男，１９６６年９月生，１９９３年毕业于太原理工大学水利系水利水电工程专业，工程师，晋中市水利建筑工程总公司，山西省晋中市，０３０６００．
Ｔｈｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ
Ｃｕｔ－ｏｆｆ Ｗａｌｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｈｅｎｇｑｕａｎ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ
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