塑性混凝土防渗墙施工及质量控制..doc

塑性混凝土防渗墙施工及质量控制 刘伟才，曾述银 (四川二滩国际工程咨询有限责任公司，四川 成都61 0072) 　　摘　要： 根据已建工程的施工经验，结合漫水湾塑性混凝土防渗墙的特点，介绍了塑性混凝土配合比 的确定和对施工质量的控制。通过超声波检测表明，墙体整体均匀，致密性较好。 　　 1概述1.1漫水湾工程简介　　漫水湾闸坝工程是国家重点工程大桥水库灌区的组成部分，是大桥水库二级控制性配水枢纽 的首部。坝址位于四川凉山州冕宁县漫水湾镇安宁河中游上段。漫水湾闸坝坝高24m，坝轴 线长279m，从左至右依次由土工膜心 墙 砂砾石副坝、左总干渠进水闸、两孔底孔冲砂闸、三孔表孔泄洪闸、右干渠进水闸及右岸混 凝土 重力坝构成。基础采用悬挂式塑性混凝土防渗墙和单排孔帷幕灌浆进行基础防渗，防渗墙最 大深 度41m，平均深度35m。防渗墙坐落在更新统桐子林组砂卵石堆积层上，局部穿过厚度较大的 中细砂层。1.2塑性混凝土简介　　国外从20世纪60年代末开始采用塑性混凝土防渗墙，而我国是在80年代后 期才首次应用成功的。这种材料的特点是抗压强度不高，一般可控制在R28＝0.5～2MPa，弹性模量较低，一般可控制在E28＝100～500MPa，渗透系数K＝ 1 ×10-6～1×10-7cm/s。　　塑性混凝土与我国早期防渗墙采用的黏土混凝土有本质的区别。黏土混凝土仅是在配合比中 加入了少量的黏土，水泥用量并未大幅度降低，掺加黏土的目的仅为了改善混凝土的和易性 和便于钻凿接头孔，并无降低弹性模量的目的。在对墙体内力分析研究中发现，当墙体材 料的弹性模量降低到1 000MPa以下时，已经和周围介质（地基土）的弹性模 量接近，此时墙体适应变形能力大为提高，墙体的内力大为降低，特别是在一般情况下墙内 不产生拉应力，因而也不必担心墙体因拉应力太大而开裂破坏。因此，它特别适用于地震较 频繁的地区和周围介质（地基土）为砂石的地基。塑性混凝土防渗墙具有在低强度和低弹性 模量 下适应地基应力变化的特点，确保墙体不被外力破坏，而不需提高混凝土的等级或增加钢筋 笼，故能大大节省工程投资。　　我国在1990年首次将塑性混凝土防渗墙应用于水口水电站上、下游围堰防渗墙。以后 采用塑性混凝土防渗墙的水利水电工程有：册田水库坝体防渗墙，十三陵抽水蓄能电站下围 堰防渗墙，小浪底工程上游围堰防渗墙，宜昌民强水库坝体防渗墙，三峡主围堰防渗墙，漫 水湾闸坝及土工膜心墙副坝防渗墙（7 500m2）。 2塑性混凝土配合比的确定　　　　塑性混凝土在配合比方面的特点是水泥用量较少，一般约为80～170kg/m3，此外还需掺加 部分黏土或（和）膨润土（塑性指标较高），对其它材料用量的要求与一般混凝土基本相同 。有关试验表明［3］，只掺加膨润土的塑性混凝土（A种）、只掺加黏土的混凝土 （B种）和同时掺加膨润土和黏土的塑性混凝土（C种）的三种混凝土具有不同的R～E相 关关系（如图1所示）。  　　1表明，当R相同时，A种混凝土的E值最小，C种混凝土的E值次之，B种混凝 土的E值最大。要配制出具有较低弹性模量和较高强度的塑性混凝土应采用A种混凝土较 好。虽然塑性混凝土的E、R存在以上关系，但影响塑性混凝土防渗墙弹性模量的因素较 多，如黏土和膨润土的黏粒含量和塑性指标、水泥的标号和品种、骨料的粒径和硬度（各种 试验表明，骨料粒径大 的塑性混凝土所能承受的强度和变形能力比骨料粒径小的塑性混凝土要小得多，即在塑性混 凝土中宜选择一级配的粗骨料）、外加剂的型号和掺量等。这就决定了塑性混凝土配合比设 计的难度和复杂性，需要花费更多的时间和人力物力。同时，基础防渗墙工程往往从工程一 开始就组织施工（基础工程施工是关键工序），因此为确保工程的正常顺利开展，设计单位 应事先根据当地的砂石骨料和水泥品种进行塑性混凝土的室内配合比试验，确定塑性混凝土 防 渗墙的配合比。塑性混凝土防渗墙还有其它指标，如渗透系数或抗渗标号、坍落度、扩散度 等，在工程施工中，承包商应根据设计提供的配合比和技术要求进行现场混凝土配合比的复 核试验，以确定塑性混凝土施工配合比和最佳施工参数。 3施工质量控制　　3.1膨润土的掺加方式　　在漫水湾闸坝工程中，膨润土的掺入方式先后采用了两种方式：(1)先将水泥、膨润土和砂 石骨料混合干拌，然后加水进行搅拌；(2)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合。施工过程中，在第一种的方式下，膨润土经常 形 成粒径10～30mm的团块，不能形成泥浆，从而降低了膨润土在塑性混凝土中的作用，最终主 要导致塑性混凝土弹性模量和强度增大。在第二种的方式下，膨润土不出现结块现象，分 散很 均匀，不仅保证了塑性混凝土的拌合质量与试验结果