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1、水利水電塑性混凝土防滲墻施工工藝摘要:塑性混凝土防滲墻作為一種新型的防滲技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外水利水電項(xiàng)目中得到了廣泛應(yīng)用。文章以該技術(shù)為研究對(duì)象，首先闡述其根本組成及性能特點(diǎn)，并對(duì)其具體施工流程及工藝要點(diǎn)展開探討，隨后總結(jié)其在水利水電項(xiàng)目中的應(yīng)用效果，如圍堰項(xiàng)目、壩基施工、水庫(kù)加固除險(xiǎn)等，最后提出施工過(guò)程質(zhì)量控制措施，旨在提升該技術(shù)的應(yīng)用水平。關(guān)鍵詞:水利水電項(xiàng)目;塑性混凝土;防滲墻;施工工藝;應(yīng)用塑性混凝土防滲墻廣泛應(yīng)用于我國(guó)的水利水電項(xiàng)目，如大壩加固、水庫(kù)除險(xiǎn)、圍堰施工等。與普通混凝土防滲墻相比，塑性混凝土防滲墻彈性模量和強(qiáng)度較低，抗變形能力較強(qiáng)，減少了周邊沉降對(duì)墻體的破壞，且具有較強(qiáng)的防滲能力2、，還能減少水泥用量，降低項(xiàng)目造價(jià)，施工過(guò)程更為簡(jiǎn)易。1材料組成及性能1.1材料組成膠凝材料的選擇是塑性混凝土與普通混凝土的主要區(qū)別1。在塑性混凝土生產(chǎn)中參加膨潤(rùn)土、黏土、粉煤灰和外加劑，可改善性能。塑性混凝土的水泥主要采用復(fù)合硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥等。細(xì)骨料選用石英含量較高的光滑圓河砂或細(xì)度模數(shù)為2.42.8的人工砂。粗骨料最大粒徑不大于40mm，一級(jí)骨料最大粒徑為2031.5mm。可根據(jù)實(shí)際情況適中選擇粉煤灰，一般采用二級(jí)以上粉煤灰。如果水泥或混凝土的強(qiáng)度比大，也可以使用重粉煤灰。一般選用2級(jí)以上的膨潤(rùn)土，黏土的黏粒含量大于50%。1.2性能(1)工作性能。為了提高塑性混凝土的可塑性，在3、其生產(chǎn)過(guò)程中適當(dāng)減少水泥用量，參加黏土、膨潤(rùn)土等膠凝材料，提高其和易性和流動(dòng)性。塑性混凝土可在泵送過(guò)程中自找平、自密實(shí)，以保證硬化塑性混凝土的質(zhì)量和性能合乎設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)要求，防止混凝土出現(xiàn)分層、離析、蜂窩、麻面和不密實(shí)現(xiàn)象，從而影響水利水電項(xiàng)目的建設(shè)和質(zhì)量。(2)彈性模量。塑性混凝土防滲墻在實(shí)際項(xiàng)目中受到各種力的作用，彈性模量代表混凝土受力時(shí)的變形能力。在塑性混凝土中摻入黏土和膨潤(rùn)土?xí)蟠蠼档推鋸椥阅Ａ浚诟鞣N力的作用下具有很強(qiáng)的變形能力，防止了防滲墻內(nèi)部應(yīng)力過(guò)大而引起的墻體過(guò)度變形，影響項(xiàng)目質(zhì)量。因此，塑性混凝土比普通混凝土更被廣泛地應(yīng)用于水利水電項(xiàng)目防滲墻的施工中。(3)抗壓強(qiáng)度。通常，塑性4、混凝土抗壓強(qiáng)度為14MPa。在水利水電項(xiàng)目防滲墻施工中，摻加粉煤灰或外加劑可提升抗壓強(qiáng)度2。水泥、膨潤(rùn)土、黏土、水膠比等材料的質(zhì)量和配比可影響塑性混凝土的抗壓強(qiáng)度。根據(jù)設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)要求選擇骨料級(jí)配和粒徑，控制含泥量和水灰比，確保建筑材料質(zhì)量合乎標(biāo)準(zhǔn)要求。(4)抗?jié)B性。在塑性混凝土中參加黏土和膨潤(rùn)土，以減少水泥用量，同時(shí)保持良好的凝聚力，使塑性混凝土墻具有較強(qiáng)的抗?jié)B性3-4。與剛性混凝土相比，塑性混凝土滲透系數(shù)更高，通常為107109cm/s，合乎多種規(guī)模水利水電項(xiàng)目的要求，且混凝土中的水泥和膨潤(rùn)土隨著時(shí)間的推移不斷發(fā)生水化反饋，促進(jìn)了混凝土密度和強(qiáng)度的不斷增加，是水利水電項(xiàng)目中塑性混凝土防滲墻密5、實(shí)度和抗?jié)B性的重要保障。2施工工藝圖1為水利水電項(xiàng)目塑性混凝土防滲墻施工流程圖。其主要施項(xiàng)目序?yàn)?施工準(zhǔn)備、導(dǎo)墻施工、泥漿配置、造孔成槽、泥漿護(hù)壁、清孔清槽、混凝土澆筑。2.1施工平臺(tái)在水利水電項(xiàng)目防滲墻施工中，要保證施工平臺(tái)平整穩(wěn)定，施工所用的機(jī)械設(shè)備能平穩(wěn)地放置在平臺(tái)上。保持現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸?shù)缆窌惩ǎ瑢挾仍O(shè)計(jì)合乎車輛運(yùn)行等相關(guān)規(guī)范。施工平臺(tái)高度滿足標(biāo)準(zhǔn)，超過(guò)地下水位1.5m，施工廢水、渣土順利排放，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況適當(dāng)減少施工平臺(tái)的挖填量。2.2導(dǎo)墻施工在深溝開挖前，應(yīng)修建導(dǎo)墻。導(dǎo)墻的結(jié)構(gòu)和尺寸是根據(jù)水利水電項(xiàng)目防滲墻確定的。一般采用矩形、直角梯形等，并參照防滲墻軸線開挖導(dǎo)槽。導(dǎo)墻的厚度和深度應(yīng)合6、乎設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)要求。導(dǎo)墻的材料和施工機(jī)械應(yīng)根據(jù)施工荷載確定。項(xiàng)目中常用的混凝土導(dǎo)墻，其高度為0.52m，底部與原土層緊密相連，頂部比場(chǎng)地高0.1m，防止地表水的滲入。為防止導(dǎo)墻位移，導(dǎo)墻外側(cè)可夯實(shí)處理，導(dǎo)墻內(nèi)側(cè)用黏性土夯實(shí)，避免泥漿滲入導(dǎo)墻，并設(shè)置木撐持。為保證防滲墻的垂直度合乎要求，導(dǎo)墻中心線和垂線分別與防滲墻平行、垂直，偏差范圍在10mm以內(nèi)5。2.3造孔成槽造孔成槽是水利水電項(xiàng)目中塑性混凝土防滲墻施工質(zhì)量和工期的重要工序。槽孔施工需分段進(jìn)行。在保證造孔、墻體施工平安和質(zhì)量的前提下，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)、水文條件、單槽孔制作時(shí)間、墻體結(jié)構(gòu)、施工機(jī)械及混凝土供給、攪拌及運(yùn)輸能力等綜合因素，將槽孔進(jìn)行分7、段建造。槽長(zhǎng)一般為68m，在分段過(guò)程中，需減少墻段的接縫，盡量增加槽的長(zhǎng)度，以加快施工速度，保證施工平安。溝槽段的施工辦法有抓取法、鉆孔抓斗法等，其中抓取法因其工作效率高而成為常用的成槽辦法。制孔過(guò)程中常用的施工機(jī)械為沖擊鉆，型號(hào)分為CZ-20、CZ-22等，在槽孔施工時(shí)，中心線一般與防滲墻軸線重合，槽壁保持平直，防止偏斜。開孔成槽時(shí)，防止廢渣、雜物落入槽孔內(nèi)影響泥漿性能。槽內(nèi)泥漿面低于槽頂0.30.5m，防止發(fā)生泥漿的離析、沉淀等現(xiàn)象。2.4泥漿護(hù)壁泥漿護(hù)壁能愛(ài)護(hù)孔壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止施工過(guò)程中槽孔坍塌，保證導(dǎo)槽施工質(zhì)量和平安。在普通泥漿護(hù)壁的制作過(guò)程中，經(jīng)常參加膨潤(rùn)土、黏性土等材料，以提高8、其性能，保證泥漿的密度、流動(dòng)性和穩(wěn)定性6。在現(xiàn)場(chǎng)施工前，必須檢查泥漿的質(zhì)量和性能。制漿工藝合乎標(biāo)準(zhǔn)要求，按規(guī)范設(shè)定配合比，根據(jù)試驗(yàn)確定制漿時(shí)間和辦法。攪拌過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)測(cè)量并記錄漿液比例。根據(jù)施工需要，就近設(shè)置造漿場(chǎng)，一般位于渠道內(nèi)，滿足23個(gè)槽孔的施工要求。泥漿池容積為100m3/座，設(shè)制泥漿池、沉淀池、存儲(chǔ)池。泥漿池采用自動(dòng)制漿系統(tǒng)，用1.0m3高速攪拌機(jī)攪拌10min以上，在沉淀池中沉淀24h后，用泥漿泵送至施工現(xiàn)場(chǎng)。2.5清孔清成孔成槽完成后，必須對(duì)槽孔進(jìn)行清理，避免成孔、成槽產(chǎn)生的泥沙影響塑性混凝土防滲墻的承載力和抗?jié)B性7。在孔槽施工完成后，施工單位應(yīng)先自檢，監(jiān)理進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后進(jìn)9、入清槽工作。用定位法固定抓斗的位置，用抓斗抓取槽底沉渣和沉淀物，用擦洗錘將溝槽接縫處，直至泥漿清理干凈。采用泵洗法將沉淀物吸入泵管內(nèi)，然后排出噴嘴，將優(yōu)質(zhì)泥漿泵送入槽內(nèi)。施工過(guò)程應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)合理，防止坍塌，循環(huán)作業(yè)直至清槽工作完成。清孔1h后檢查孔內(nèi)泥漿和沉渣，保證泥漿比重1.15g/cm3，含砂量6%，沉渣厚度0.1m。2.6混凝土澆筑混凝土澆筑對(duì)水利水電項(xiàng)目塑性混凝土防滲墻的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用8-10。澆注必須連續(xù)進(jìn)行，澆注速度必須保持穩(wěn)定。如果出現(xiàn)停電或其他意外情況導(dǎo)致澆筑中斷，現(xiàn)場(chǎng)人員必須及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。攪拌車運(yùn)送混凝土至施工現(xiàn)場(chǎng)，泵送澆筑，澆注管與槽軸線一致。當(dāng)使用雙管時(shí)，應(yīng)控制10、管道之間的距離。管底安裝位置距孔底1525cm。如果超出此范圍，那么需要將管道中心放置在最低點(diǎn)。混凝土澆筑可按下列順序進(jìn)行:將導(dǎo)注塞下放至管底排出管內(nèi)泥漿提升導(dǎo)管取出導(dǎo)注塞，管底不出混凝土面(1m管埋混凝土深度6m)連續(xù)澆筑混凝土。澆筑混凝土?xí)r從最深的導(dǎo)管開始澆筑，再澆較淺的導(dǎo)管。在澆筑過(guò)程中，兩個(gè)導(dǎo)管輪流使用，以保證澆筑速度的穩(wěn)定，使混凝土外表平穩(wěn)回升。混凝土外表的澆筑高度應(yīng)超過(guò)設(shè)計(jì)高度0.5m，在混凝土澆筑過(guò)程中，應(yīng)定期測(cè)量槽內(nèi)和管道內(nèi)混凝土外表的高度和速度，并記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。在澆注開始和結(jié)束時(shí)，可以增加測(cè)量次數(shù)，防止?jié)沧⑦^(guò)程中出現(xiàn)梗塞、埋管和漏漿現(xiàn)象的發(fā)生。槽孔澆筑完成后，應(yīng)按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行11、保濕養(yǎng)護(hù)，到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，按標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)，確保防滲墻的承載力和結(jié)構(gòu)性能合乎要求。槽縫的嚴(yán)密性對(duì)防滲墻的整體性和抗?jié)B性有很大影響，必須采用先進(jìn)技術(shù)對(duì)防滲墻施工縫進(jìn)行正確處理。接頭管法是一種常用的接頭處理辦法，接頭孔型規(guī)范、質(zhì)量好、孔壁光滑等優(yōu)點(diǎn)保證了接縫的嚴(yán)密性。根據(jù)混凝土的回升速度和初凝時(shí)間拔出接頭管，當(dāng)出現(xiàn)偏位時(shí)及時(shí)糾正，接頭孔拔出后進(jìn)行檢測(cè)并愛(ài)護(hù)。槽段接縫連接后，將接頭處的凝膠或碎屑清理干凈，較硬的附件可用鏟刀去除。3應(yīng)用3.1圍堰項(xiàng)目在水利水電項(xiàng)目施工中，可采用施工導(dǎo)流和圍堰施工技術(shù)，人工引導(dǎo)水流至臨時(shí)排水設(shè)施再排放到下游河道，為項(xiàng)目施工發(fā)明枯燥的施工環(huán)境。混凝土圍堰施工技術(shù)復(fù)雜煩12、瑣，工期長(zhǎng)，項(xiàng)目本錢高，后期撤除困難，故不常作為臨時(shí)圍堰使用。目前，國(guó)內(nèi)常用的臨時(shí)養(yǎng)護(hù)結(jié)構(gòu)主要是土石圍堰，但其滲透性較大，根底滲漏程度難以控制。因此，經(jīng)常采用塑性混凝土材料來(lái)修建防滲墻，以保證圍堰根底的防滲性能滿足現(xiàn)場(chǎng)需要。近年來(lái)，塑性混凝土防滲墻在水利水電項(xiàng)目圍堰施工中得到了廣泛應(yīng)用，并取得了巨大成功，如湖北三峽二期圍堰、福建水口水電站高低游圍堰、云南里底水電站圍堰、向家壩水電站圍堰等。3.2壩基普通混凝土防滲墻能承受較小的變形。當(dāng)發(fā)生超載時(shí)，墻體變形，不能與地基協(xié)調(diào)，應(yīng)力集中，容易導(dǎo)致防滲墻結(jié)構(gòu)破壞。壩體越高，防滲墻越深，越容易損壞防滲墻，這對(duì)水利水電項(xiàng)目的順利施工極為不利。塑性混凝土防滲13、墻可以彌補(bǔ)普通混凝土防滲墻的缺乏。其抗變形能力強(qiáng)，彈性模量低，能承受較大范圍的墻體變形，降低應(yīng)力，防止墻體損壞。特別是在地震等自然災(zāi)害高發(fā)地區(qū)，塑性混凝土防滲墻可作為水利水電項(xiàng)目的永久性防滲結(jié)構(gòu)。示例，遭受6.1級(jí)地震的冊(cè)田水庫(kù)大壩在地震中受損嚴(yán)重，后來(lái)采用塑性混凝土防滲墻進(jìn)行施工加固，從而避免下游成為潮濕地區(qū)。塑性混凝土防滲墻在小浪底項(xiàng)目中也得到成功應(yīng)用。其壩基主要沉積物為砂、卵石、堆石等物質(zhì)。河床覆蓋層厚4070m，滲透性強(qiáng)。塑性混凝土防滲墻的使用不僅提高了強(qiáng)度，降低了彈性模量，而且縮短了施工周期，增強(qiáng)了防滲性能。塑性混凝土防滲墻已成功地被應(yīng)用于廣西風(fēng)亭和水庫(kù)大壩壩基、湖北兩河口水庫(kù)壩基、14、山西張峰水庫(kù)壩基等工程。3.3水庫(kù)加固除險(xiǎn)我國(guó)許多土石壩建設(shè)已久，一些水庫(kù)大壩出現(xiàn)險(xiǎn)情。因此，必須采取適當(dāng)措施，確保大壩質(zhì)量合乎要求，防止對(duì)周圍居民的生命財(cái)產(chǎn)造成威脅。對(duì)于破損的大壩，常用劈裂灌漿、帷幕灌漿、高壓噴射灌漿等辦法進(jìn)行維護(hù)加固。塑性混凝土是大壩維修加固的有利材料，能滿足大壩的強(qiáng)度、剛度和抗?jié)B要求，鋼筋水泥使用量降低，項(xiàng)目施工周期縮短，項(xiàng)目本錢降低，因此，在水庫(kù)大壩加固中得到了廣泛應(yīng)用。浙江長(zhǎng)潭水庫(kù)、江西竹坑水庫(kù)、遼寧大河水庫(kù)、山東日照水庫(kù)等水庫(kù)均采用塑性混凝土防滲墻對(duì)大壩進(jìn)行加固，并取得了很大的成功。經(jīng)過(guò)幾十年的開展，塑性混凝土防滲墻已不再局限于上述水利水電項(xiàng)目的建設(shè)，在海港、地下15、交通以及建筑根底等項(xiàng)目建設(shè)中也實(shí)現(xiàn)了成功應(yīng)用。4質(zhì)量控制4.1施工前的質(zhì)量控制施工前，工作人員必須嚴(yán)格把控施工材料、機(jī)械設(shè)備和技術(shù)條件等滿足規(guī)范要求，制訂詳細(xì)的施工組織方案11-12。施工中使用的機(jī)械設(shè)備必須事先檢測(cè)，施工人員上崗前要進(jìn)行培訓(xùn)。塑性混凝土材料的配合比必須合乎設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，建筑材料使用前必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)。4.2施工中的質(zhì)量控制施工單位在取得監(jiān)理單位的批準(zhǔn)后，依據(jù)施工組織設(shè)計(jì)和施工計(jì)劃進(jìn)行水利水電項(xiàng)目塑性混凝土防滲墻的施工。施工過(guò)程由監(jiān)理人監(jiān)督，隱蔽項(xiàng)目施工須監(jiān)理旁站。4.3施工后質(zhì)量檢查塑性混凝土防滲墻施工完成后須進(jìn)行質(zhì)量檢查。塑性混凝土強(qiáng)度較低，混凝土質(zhì)量檢驗(yàn)一般采用現(xiàn)場(chǎng)取樣制作試16、件來(lái)檢驗(yàn)防滲墻的實(shí)際性能13，不宜采用鉆孔取芯。5結(jié)論塑性混凝土具有彈性模量低、適應(yīng)力好、抗?jié)B性強(qiáng)、強(qiáng)度低、耐久性好、工作性能好、本錢低、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，不僅具有較高的成墻質(zhì)量，適應(yīng)地基變形的要求，還有利于機(jī)械化施工，縮短工期，降低項(xiàng)目總造價(jià)。此外，由于塑性混凝土防滲墻適用范圍廣，已被應(yīng)用于壩基、施工圍堰、堤防、人工水域等的防滲，也可用于危險(xiǎn)土石壩加固，具有很強(qiáng)的推廣價(jià)值，未來(lái)這種新型防滲墻的施工技術(shù)可應(yīng)用于地下交通項(xiàng)目、建筑地基等更廣泛的領(lǐng)域，文章僅簡(jiǎn)要概述該技術(shù)施工工藝，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合施工實(shí)際，明確概述在不同工程中的技術(shù)要點(diǎn)，保證項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量，為工程發(fā)明可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。參考文獻(xiàn)117、鮑曉煜塑性混凝土防滲墻原材料及其力學(xué)性能研究D武漢理工大學(xué)，20082陳鐳水利項(xiàng)目防滲用塑性混凝土拉壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究J水利技術(shù)監(jiān)督，2008(1):26-27，553周衛(wèi)國(guó)塑性混凝土防滲墻的抗?jié)B性能研究J水利技術(shù)監(jiān)督，2008(3):102-1044吳俊姿塑性混凝土抗?jié)B性能研究J水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2008(7):107-1115焦蓓淺談剛塑性混凝土組合式防滲墻在窄口水庫(kù)除險(xiǎn)加固項(xiàng)目中的應(yīng)用J水利建設(shè)與管理，2008(11):17-19，12，166王記，王梓任，褚峰塑性混凝土防滲墻在平原水庫(kù)項(xiàng)目中的應(yīng)用J中國(guó)水利，2020(8):43-45，337常倩倩，黃松，頂峰，等平原水庫(kù)塑性混凝土防滲墻應(yīng)力18、與變形分析J水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2020(1):140-1468劉通杰御道川水庫(kù)大壩塑性混凝土防滲墻設(shè)計(jì)及施工要點(diǎn)J廣東水利水電，2008(6):16-189黎青松水利水電項(xiàng)目中混凝土防滲墻施工技術(shù)的運(yùn)用J四川建材，2008(1):147-14810張懿喆試析塑性混凝土防滲墻施工技術(shù)在水利項(xiàng)目中的應(yīng)用J科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2008(9):41-4211張潛塑性混凝土防滲墻施工技術(shù)在水利項(xiàng)目中的應(yīng)用J中國(guó)規(guī)范化，2008(16):204-20512張家柱，代世軍塑性混凝土墻在某水庫(kù)大壩防滲加固中的應(yīng)用J安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，17(1):4-813徐慶祝混凝土防滲墻技術(shù)在水庫(kù)項(xiàng)目除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用探討J科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2008(5):202