浅谈塑性混凝土施工代替固化灰浆在防渗墙施工中的应用
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摘要：防渗墙施工是大量中小型水库出险加固工程的重要组成部分，在不增加成本的基础上把防渗墙墙体材料由固化灰浆改为塑性混凝土，保证防渗墙墙体的整体连续性，提高稳定性及耐久性，达到长期防渗效果，确保了工程质量。
关键词：塑性混凝土固化灰浆 防渗墙
1、工程概况
在张家口市某水库混凝土防渗墙标段施工中，防渗墙平台宽度16.0m；最大造孔深度51.6m，以卵石地层为主，局部夹壤土透镜体；防渗墙墙体厚度0.6m，设计要求高程1040.0~1020.0范围内为固化灰浆施工，高程1020.0以下为C10常规水下混凝土浇筑。
工程地质条件为下太古界角闪片麻岩，中生代花岗岩及第四系松散沉积层。片麻岩多分布于古河床底部和副坝右岸；花岗岩在副坝左岸和古河床底部的局部地区有分布；第四系卵石主要分布于古河床与副坝左岸山脚；黄土状壤土分布于古河床中部表层和右岸坡脚处；风积黄土状（砂）壤土多分布于左坝肩山体坡脚及高程较高的丘体顶部。
2、塑性混凝土施工特性
用粘土和膨润土取代普通混凝土中大部分水泥而形成的一种柔性材料称为塑性混凝土，而其墙体柔性大，更能适应土体变形，并节约水泥使用量，降低工程施工成本，在防渗墙施工中应用比较广泛。
塑性混凝土防渗墙材料的特点为：
（1）和易性、稳定性均好。初、终凝时间较长，对浇筑和输送均有利。
（2）弹性模量与土体相近或差异不大，与土体变形协调性好。
（3）防渗性能有保证，耐久性好。
（4）节约水泥，成本可降低。
（5）缺点是防渗墙材料配合比试验，工艺掌握和质量控制要求很严格，凝结体的抗渗坡降有所降低。
（6）密度一般为2～2.2g/3，28d抗压强度一般为1.0～5.0MPa（本工程中采用3.0MPa），弹性模量小于1000MPa，渗透系数小于1×10-8cm/s，塌落度为180～220mm，扩散度为340～400mm；塌落度保持在150mm以上的时间不小于1.0h。
浇筑工艺所用材料：采用普通硅酸盐水泥（P.O42.5），细骨料为当地生产的天然砂（中砂）；粗骨料为当地生产的人工碎石（5-20mm）；膨润土为商品膨润土，减水剂为某厂生产的高效引气缓凝减水剂，拌合用水为水库水。
施工配合比
塑性混凝土 水胶比 砂率
（%） 1m3混凝土材料用量（kg）
水 水泥 膨润土 砂子 石子 减水剂
C3 1.0 50 240 150 90 914 914 2.4
3、固化灰浆施工特性
固化灰浆是在防渗墙造孔完成并验收合格后，以护壁泥浆为基本浆材，向孔内泥浆中加入水泥、水玻璃或砂子等固化材料及掺加料等，经过机械或压缩空气搅拌使其固化从而形成的防渗墙体材料。
固化灰浆防渗墙墙体材料的特点为：
（1）固化灰浆的流变特性
控制好浆液的析水率不大于1%，凝固后体积基本不收缩，更好的避免墙段接缝脱开、墙体裂缝等问题，从而提高防渗墙的防渗效果和耐久性。体积收缩取决于凝结时间，一般情况下，应使固化灰浆的初凝时间不少于3h，终凝时间不大于24h，并且浆液在2～3h内保持良好的流动性。
（2）固化灰浆必须在潮湿环境中才能保持其抗压强度、抗剪强度、压缩指数及防渗性指标，若置于干燥环境中，会很快失水崩解。
（3）受施工工艺所限，在超过25m深度后，施工较困难，浆液不易搅拌均匀、墙体质量又难以保证，防渗效果不佳。
（4）固化灰浆技术参数为泥浆密度在1.2g/cm3左右，其黏度为25～45s（500/700ml漏斗），单位体积水泥用量不小于200kg/m3，当采用原位搅拌法时，固化灰浆的密度为1.3～1.5g/ cm3。
配 合 比
泥浆
（L） 水泥
（kg） 粉煤灰（kg） 水玻璃（kg） 砂
（kg） 外加剂（kg）
760 250 30 36 160 0.6
（1）因为由于在1020.0m以下常规混凝土浇筑的基础上，塑性混凝土施工工艺简单化，不用再另行上其它机械设备，直接换料浇筑至顶即可。
（2）塑性混凝土相比较而言处理深度较大。
（3）塑性混凝土墙体材料，对防渗墙墙体整体质量有所保证，提高稳定性及耐久性，达到长期防渗效果。
（4）减少施工水泥用量。
（5）质量控制易把握，施工中与普通混凝土工艺一样。
5、结束语
塑性混凝土防渗墙应用于外国较早，在我国近二十年应用历史上，初步估测全国已建成总面积已经超过了3.30万m2，由此看来其发展前景还是比较乐观的，相信将来在基础处理中一定会得到推广应用，为水电工程建设做出它的贡献。
参考文献：
1、《地下连续墙的设计施工与应用》丛蔼森
中国水利水电出版社
2、《水利水电工程施工手册》编委会
中国电力出版社
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。