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深圳铜锣径水库扩建工程混凝土防渗墙 施工质量控制   

深圳铜锣径水库扩建工程混凝土防渗墙

施工质量控制  

谭发俊

(深圳市广水建设工程有限公司,项目工程部长、工程师)

【摘  要】 论述混凝土防渗墙施工质量控制的重要性、主要质量控制点、质量控制指标。以铜锣径水库扩建工程为实例,说明控制效果。

【关键词】铜锣径水库;防渗墙;质量控制

1、深圳铜锣径水库扩建工程混凝土防渗墙概况

铜锣径水库扩建工程坝基防渗,主要以防渗墙和帷幕灌浆为主体。防渗部位有主坝以及3个副坝,采用混凝土防渗墙结合帷幕灌浆防渗。坝肩同样采用防渗墙结合帷幕灌浆防渗。

地下防渗墙是坝体基础防渗的重大隐蔽工程,并在很大程度上受工程地质和水文地质条件的影响。由于地貌起伏,坡陡台阶多,现场施工管理难度大。防渗墙接头质量控制是工程成败的关键。为达到设计质量要求,项目部组织了质量管理小组,对混凝土防渗墙的施工质量,进行严格的过程控制。

深圳铜锣径水库扩建工程混凝土防渗墙工程量表

主 坝

1号副坝

2号副坝

3号副坝

主坝右坝肩

主坝左坝肩

2642m3³

1729m3³

1378m3³

612m3³

4395m3³

8929m3³

一号坝防渗墙布置图,见下图

        【一号坝防渗墙纵断面图】


2、深圳铜锣径水库扩建工程混凝土防渗墙的质量控制

2.1  施工准备的控制

(1)在施工前,项目部质量管理小组组织了专题质量控制讨论会议,邀请深圳市水务质量监督站、业主、监理、设计、地勘等单位,对施工队进行了技术交底、技术质量指导。使施工队对防渗墙的工程地质和水文地质情况、防渗墙的类型、结构特征、工程规模和质量、工期要求、防渗墙与坝体工程的关系、施工地点各种可用资源和可利用的条件有充分的认识和了解。

(2)项目部质量管理小组对防渗墙施工组织设计和单项施工措施进行严格审查,重点审查如下内容:

a 防渗墙导墙的类型和施工平台布置是否合理,高程是否满足有关要求;

b 槽孔划分及施工程序;

c 造孔的施工方法和造孔机械的类型和数量;

d 制浆材料的性能、固壁泥浆的性能及泥浆系统以及泥浆回收处理措施;

e 混凝土配合比设计,混凝土搅拌运输系统和浇筑方法;

f 导管及固定材料吊运下设措施;

g 槽段的接头方式及接头的施工方法;

h 供电、供水系统、排浆措施;

i 特殊情况的处理和事故防治措施;

j 质量检测及质量管理;

k 安全及环保措施;

l 施工总平面布置图及其它生产生活临建设施;

m 各种资源配置计划;

n 施工进度计划。

(3)施工准备阶段主要是控制导墙和施工平台的质量、泥浆系统、混凝土系统的施工。虽然导墙、施工平台、泥浆系统属于施工临时工程,但由于其本身质量的好坏将对防渗墙的施工质量、施工进度造成较大的影响,在管理过程中我们给予了充分的重视。

(4)导墙和施工平台在防渗墙施工中起着标定防渗墙位置、钻孔导向、锁固槽口、保持泥浆压力、防止槽孔坍塌、用作吊放安置导管的定位与支撑、用作混凝土浇筑场地等作用。导墙的好坏将直接关系着防渗墙施工的成败。为此,在导墙的施工管理过程中,将重点研究导墙地基的加固措施、导墙的结构形式和断面尺寸、导墙的分缝位置。防渗墙施工中,孔口


坍塌事故时有发生,且处理事故费工、费时。而发生事故的原因,就是由于导墙的地基土没有进行夯实。再加上孔口部分泥浆压力低,造孔时长时间受到钻机的振动和泥浆的冲刷,致使土体失稳而发生坍塌。为此,在导墙施工前,管理人员将根据现场的地质条件,将重点注意选择合适的地基加固措施。另外也将根据地质条件、施工方法、施工荷载、槽孔深度、施工工期等因素,对导墙的结构型式、断面尺寸、导墙的分缝进行检查。导墙混凝土导墙施工虽然是临时工程,但仍严格按照主体混凝土的质量要求,进行全过程的管理,做到:在浇筑前进行仓面检查验收,浇筑过程中进行跟踪管理。

(5)泥浆系统是混凝土防渗墙施工的关键环节,在管理理过程中,将重点注意如下内容:

根据防渗墙施工试验情况,合理选用制浆原材料。在施工前,必须对制浆原材料(粘土或膨润土)进行颗粒分析和其他土工物理性质的试验。必要时,进行化学成份的分析。在施工前,测定纯净泥浆的参数,包括泥浆的密度、浓度、粘度、含砂量、胶体率、失水量、泥皮厚度、静切力、触变性、塑性粘度、PH值等指标,若上述指标难以完全达到使用要求,应加入泥浆处理剂以改善泥浆浆液性能,但泥浆处理剂的加入量,应通过进一步的泥浆性能试验确定。

泥浆搅拌设备、供浆管路、泥浆的回收、净化设备和措施。鉴于本工程的防渗墙施工难度较大,为最大限度的保证泥浆浆液性能,要求施工队采用自动化搅拌机,加水、加土、搅拌时间等均可进行自动化控制和记录;

施工队泥浆系统检查机构的建立和完善,包括泥浆性能试验的建立和相关负责人及其机构的建立;

(6)槽段混凝土浇筑虽占时间不长,但对成墙质量至关重要,一旦失败,整个墙段将全部报废,经济和时间的损失很大。由于防渗墙混凝土必须通过直径较小的导管在泥浆下浇筑,浇入槽内的混凝土不可能振捣,完全依靠自重在泥浆底下流动,充满空间,因此混凝土拌和物的性能十分重要。

在混凝土系统的管理过程中,将重点注意如下内容:

在混凝土施工前,应根据墙体的类型,认真做好混凝土配合比的设计工作,确定适宜的材料用量,抗压强度、抗渗标号、弹性模量等指标,满足设计要求。由于防渗墙混凝土是在泥浆下进行的,其成墙后的混凝土强度比机口取样的强度有所降低,在进行施工配合比设计时,考虑到混凝土防渗墙的高强低弹性能,应将设计的混凝土标号提高一定幅度,作为施工配合比。另外,由于防渗墙施工的特点,在防渗墙配合比设计过程中应重点对混凝土的流动

性、粘聚性、保水性、泌水性、初凝时间、终凝时间进行试验。


本工程是采用商品混凝土,如不采用商品混凝土,就要考虑混凝土拌和站的布置、搅拌机的数量、搅拌机的型式。拌和楼的混凝土供应强度,应能够满足各槽段的浇筑上升速度要求。混凝土的运输设备、运输道路,混凝土和易性应不易产生分离,并能够满足各槽段的浇筑上升速度要求。混凝土质量检验制度建立和完善,包括相关试验人员的确定和施工队自检制度的建立。

2.2  造孔质量控制

造孔是防渗墙施工中的主要工序,是影响工期、工程成本,甚至是决定工程成败的重要因素,造孔质量的好坏也将直接影响最终的成墙质量。在管理过程中,要加强跟踪检查控制,抓住如下要点进行控制:

(1) 造孔前,认真检查和落实各项准备工作情况,如水电交通准备、场地平整加固、轨道铺设、导墙位置的复核等工作;

(2) 根据施工顺序、造孔方法、施工设备、地质情况、地下水位及流速大小、墙深、施工部位及工期要求、混凝土浇筑强度等因素划分槽段,尽量做到墙段的接头少,施工速度快,能均衡和安全施工。在施工过程中,将根据实际情况再进行进一步的调整和优化;

(3) 在造孔过程中,对槽孔内的固壁泥浆性能进行检查,并对槽段的孔斜进行抽查。对于接头孔,进一步加大孔斜的抽查控制力度,对导墙及施工平台的变形检查,对钻头直径的检查;

(4) 由于本工程的覆盖层地层较为复杂,且造孔深度较深,在施工有可能遇到粉细砂层和漂石层,这两种地层的施工难度均较大。为此,在管理过程中,应要求施工队制定针对性的相关施工措施:如对漂石层,可以采用重锤冲凿法、地面钻孔预爆法、水下定向聚能爆破法、水下钻孔预爆法等;

(5) 采取必要的措施防止槽孔坍塌,如:保证固壁泥浆的质量,严防废水流入槽内,使泥浆质量变坏;储备足够的泥浆和堵漏材料,一旦发生大量漏浆,及时堵漏和补浆,避免槽内浆面大幅度降落;地下水位上升或可能淹没孔口时,应向槽内回填粘土,暂时停止钻进;

(6) 采取必要的措施预防孔斜:在质量检查过程中,将检查造孔设备底座是否置于稳定、牢固、平整的工作平台或轨道(枕木)上;孔位是否对正;在钻进过程中是否产生有害的沉陷和变形;在施工中,施工队的操作人员是否采用了合适的施工方法等;

(7) 对于接头孔,除了重点控制其孔斜外,还应对其孔位进行测量,以保证防渗墙槽段的有效搭接。


2.3  槽段孔型验收和清孔验收

槽段孔型验收是在防渗墙造孔完成后,对防渗墙的深度、宽度、孔斜、一、二期槽的搭接厚度进行质量检查,清孔验收主要检查防渗墙段接头的质量、孔底淤积厚度和清孔换浆的质量检查,槽段孔型验收和清孔验收是防渗墙施工质量控制中最重要的一环,在管理过程中,将采取相应措施和抓住要点进行质量控制:

(1) 成立槽段孔型和清孔验收小组,小组成员由各方有经验的人员组成,负责组织实施验收的所有工作,并对验收结果进行签定;

(2) 槽孔位置的检查。根据开工前在槽孔两端设置的测量标桩确定槽孔中心线,并自始至终用该中心线校核、检验所成墙体中心线的误差,孔位允许偏差应满足设计和施工规范规定;

(3) 槽孔宽度和深度的检查。钻头的直径或宽度决定了槽孔的宽度,在实际检查中,将不小于设计厚度的钻头直径放入槽孔内,若能在槽孔内自由横向移动和上下移动,则说明墙体各处厚度均可满足设计要求,槽孔深度的检查通过测绳进行;

(4) 孔斜检查验收。将根据现场实际情况选择适当的测斜方法和先进精确的测斜设备。防渗墙的孔斜测量方法有重锤法和超声波测孔仪测量法。无论采用何种方法,防渗墙的孔斜均应满足设计或规范要求。对于接头孔,应根据测定的孔斜数据,计算出一、二期槽的搭接厚度,搭接厚度应满足设计或规范要求;

(5) 墙段接头检查验收。二期槽孔成槽后,需要对槽孔两端的一期墙段的混凝土端部进行刷洗。检查的合格标准为钢丝刷上不再带有泥,孔底淤积不再增加;

(6) 孔底淤积厚度的检查;

(7) 清孔换浆检查。清孔换浆的质量对防渗墙的质量影响极大,必须进行严格控制。清孔换浆后的泥浆质量检查应在换浆1h后,用专用的泥浆取样器放到距孔底0.5m~1.0m的部位取样,然后进行密度、粘度、含砂量三项指标的测定。

2.4  防渗墙内预埋

预埋管是为帷幕灌浆的目的而设。在本工程审图阶段,取消了预埋管。因为预埋管费工费料又费时,在加上预埋管施工难度大,成功率低,最终,采用钻孔方式,效果很好。

2.5  混凝土浇筑的质量控制

防渗墙混凝土的质量控制,包括对原材料、混凝土生产过程、混凝土性能的检查。对原材料的检验,严格按照规定的检验项目和抽样频率进行。混凝土拌和过程的质量控制,由提


供商品砼的厂家,严格按照有关规程规范进行。对于现场浇筑将进行全过程跟踪管理。在管理过程中,将抓住如下要点:

(1)在施工前,对施工队的混凝土浇筑单项施工措施要进行严格审查;

(2) 在施工前,应制定好相关的事故预防措施和处理措施,并且落实到相关的责任人,以保证一旦发生事故,能够作到快速、果断、妥善处理。这些事故预防和处理措施包括:卡塞、堵管、埋管、导管破裂、导管脱出混凝土面、接头管不能拔出、断墙等;

(3)为预防事故发生,在混凝土浇筑前,要充分作好各项准备工作。为此,管理人员将对每个槽段混凝土的准备工作进行检查验收,只有在获得监理工程师和项目部管理人员批准和同意后,才能进行下一步混凝土的浇筑施工。检查的内容包括:

a 混凝土配料单的申请和批复、运输道路的畅通平整情况;

b 备用电源、运输设备和入仓设备的状况;

c 提升设备的状况;

d 导管的布设是否符合施工方案的要求;

e 导管的制作材料、尺寸、导管的连接及导管的完好情况;

f 混凝土浇筑指示图是否已经完成;

(4) 在混凝土浇筑过程中,检查的内容包括:

a 浇入的混凝土量、浇入混凝土量与混凝土面均衡上升情况的符合程度;

b 浇筑指示图的填写;

c 导管的起拔是否严格按照浇筑指示图进行;

d 导管下口的混凝土埋深、导管的上下抖动幅度;

e 混凝土的坍落度、扩散度、和易性;

f 混凝土取样、导管内混凝土的下降情况;

g 导管拆卸的正确记录和核对情况。

(5)对商品混凝土性能的检查,将由有经验的施工员进行,在拌好的混凝土入槽前,通过目测和试验等多种手段,对混凝土的塌落度进行检查。如果混凝土和易性不好,应坚决将混凝土弃掉,不能勉强浇入导管,且应立即查明原因予以纠正;

(6) 在施工过程中,根据施工中发现的问题,督促施工队进一步完善质量自检系统。

2.6  施工成墙后的质量检查

   施工成墙后的质量检查包括:防渗墙混凝土质量检查、墙体质量检查、防渗墙顶部的凿除检查和防渗墙顶部的混凝土的浇筑。


(1)防渗墙混凝土质量的检查,主要是指对防渗墙混凝土的抗压强度、弹性模量、抗渗标号及其它要求的力学性能指标的检查。检查不仅包括对试件的取样、制作、养护和试验,还包括对试件结果的统计分析,以便指导下一步的施工;

(2) 墙体质量检查。根据现场实际情况,采用适当的方法(钻孔取芯法、超声波法等)对墙体混凝土的质量,即有无夹层和水平冷缝、混凝土密实度、强度、与基岩面接触情况、墙底沉碴厚度、一、二期槽接缝情况、混凝土的均匀性等;

(3) 防渗墙顶部的凿除检查和防渗墙顶部的混凝土浇筑。在防渗墙顶部混凝土浇筑以前,由项目部管理人员、监理工程师将进行最终的仓面验收,重点检查上部夹泥混凝土、不密实混凝土的凿除情况;一、二期槽孔顶部接缝质量及上部止水的安装、焊接质量。在检查中若发现一、二期槽孔顶部接缝存在夹泥情况,应要求将上部接缝夹泥混凝土凿除到一、二期槽孔能完全良好结合为止。

总而言之,对混凝土的质量控制,主要的检查验收项目有:孔型验收、清孔验收;混凝土浇筑前的检查验收(包括钢筋笼的检查、预埋管和仪器的检查、导管的检查等)。浇筑的全过程要有旁站监理和项目部管理人员。混凝土成墙后的第三方检测钻孔取芯检查、防渗墙顶部混凝土的验收检查等。项目部管理人员和监理工程师将对防渗墙施工全过程进行跟踪检查和验收。

截至2014年10月,本工程全部地下砼防渗墙施工过程未发生质量事故,单元工程质量评定全部合格,质量优良率达99%以上。经水务质量检测站注水试验与钻孔取芯检测,防渗墙施工质量全部满足设计及规范要求。