某堤防加固工程中混凝土防渗墙施工技术及优化

某堤防加固工程中混凝土防渗墙施工技术及优化

季骅

广州市黄埔建设监理有限公司

摘要：随着国家的不断发展，城市化建设日益加快。城市地面土地资源不断被利用，已经呈现逐步减少的趋势，因而对地下空间资源的开发利用逐渐得到重视，这是实现现代化必不可少的条件。高层建筑的深基坑支护工程正是开发地下空间资源的体现，该工程作为城市发展的一门新兴课题正逐步得到各界关注。近年来，由于技术不达标等一系列问题，深基坑支护工程中基坑垮塌、建筑物及路面塌陷或开裂基底降起等安全问题时有发生，其安全性引起了社会各界广泛关注。因而，保障工程整体的质量性和安全性十分必要。本文阐述了深基坑支护工程中存在的一些质量安全问题，并提出了相应的解决方法。

关键词：提高技术；风险管控；质量评估

深基坑支护工程作为一门高难度的系统工程，对实施该工程的各方面人员和操作工具都有很高的技术要求。深基坑支护结构作为临时的支架，其风险性也不言而喻，工程对施工地区地质条件的要求很高，施工规模大、周期长，这些问题都需要相关人员密切关注和认真探讨。设计者需要具备工程学、力学、地质学等多个方面的理论和实践知识；施工者需要精湛的施工技术和认真仔细的工作态度；操作机械和各种仪器也要保证先进性和精确性。近几年来不断出现的工程安全问题警示我们，深基坑支护工程的施工质量控制和安全管理必须得到重视。

一、深基坑支护工程目前存在的问题

（一）施工技术不够成熟

工程所处的地质环境存在着复杂性和多边性，因而施工方式也要因地制宜地转变。而部分施工人员没有考虑到或者根本不关注施工环境的变化，仍然按照原有的计划施工。也有施工人员技术不够熟练，容易造成操作失误，。一旦出现这些情况就极有可能造成工程事故，甚至带来无法挽回的损失。

（二）管理不规范，资质不够的企业私自承包工程

深基坑支护工程的复杂性要求施工单位一定要具备足够的资质，才能保障施工人员的专业性、施工器械的精准性、施工方式的科学性。而一些资质不够的私人工程公司通过各种手段违规承包了重要的工程，这些公司的条件往往达不到符合规定的标准，这就可能导致施工质量差，容易造成安全事故。一旦出现问题，由于这些公司的存在可能都不具备正规性，也难以追责。

（三）质量管理体系不健全

在施工过程中，部分企业缺乏有效的质量监督机制和后期评估机制，而关系到工程安全的任何环节都是必须得到监督管理的，缺乏监督可能使相关人员工作不够负责，一些可能存在的细节问题不能被发现，出现了问题也不知从何查起，从而无法保证工程的质量性和安全性。

二、提高深基坑支护工程质量性和安全性的途径

（一）加强对技术人员专业知识和操作能力的培养

定期开展专业培训，提高对相关人员工作水平的重视，建立并完善考核机制，合格者继续上岗，不合格淘汰，保证每个岗位的工作人员都符合相关要求和具备足够资质。也可建立帮扶机制，鼓励能力强的人员帮助新进人员，如能帮助其提高工作水平，则予以奖励。对于操作人员，不能只注重培养其理论知识，更应该重视其实际操作施工机械仪器的熟练程度，多加练习。

（二）完善招标体系，保证施工单位的可靠性

在工程招标时，严格筛查各施工单位的施工资质，选择技术力量强、信誉高、经验丰富的单位承揽工程。招标工作公正化、透明化，杜绝无相关资质的施工单位通过违规手段获得施工权的现象。

（三）重视工程设计环节

工程设计作为深基坑支护工程的基础环节，对工程质量的好坏起着主导作用。必须确保设计者具备足够的专业水平和职业素养，设计者在绘制图纸时目光不能局限于一点，要综合考虑到多方面的问题，多去实地观察、研究，积极地参与讨论，听取各方建议，结合当地地质条件，因地制宜地规划好各个方面的施工内容。

（四）建立健全质量监督体系

1、建立对施工单位的监督机制

加强对承包单位的监督，保证施工单位的施工合规性和安全性，一旦出现了违规施工情况和质量安全问题，严格按照相关规定进行处理。建立施工信誉展示平台，将施工负责的单位和违规施工的单位展示在该平台上供其他项目负责人参考。

2、建立对施工方案的监督机制

监督人员应参与到设计环节中，对设计好的方案进行进一步的核查，并交由相关管理人员和专家共同审查，审查通过才能正式实施。一旦发现方案中不合理不科学的地方，及时指出并要求相关单位及人员作出修改，改好后再次提交审核。

3、建立对施工过程的监督机制

时刻监督施工人员是否严格按照方案图纸施工、按照相关流程施工。施工过程中，施工人员不得随意改变方案中规定的数据和细节，如遇到施工环境变化需要调整方案，需及时向上级反映，不得自作主张进行施工。保证每一位工作人员都认真参与到工作中，不得出现相关人员玩忽职守的现象。促进各环节的交流沟通，积极监督各个部门是否紧密地配合。对施工器械也要定期检查，保障机器运转流畅、性能完好，出现问题时，及时修复或更换，确保施工安全。

4、建立后期评估机制

在施工完毕之后，管理人员和相关责任人应组织会议就该工程所有环节展开评估。如：招标过程的评估、图纸方案的评估、施工过程的评估、人员专业水平的评估等。指出其中存在的不足，分析造成问题的原因，共同探讨今后如何更好地解决相关问题，对表现优异的工作人员予以表彰。

（五）加大对施工违规现象的处罚力度

由于对工程违规的处罚制度不够完善，违规现象的处罚力度不够大，部分施工单位只重视施工速度，并没有真正重视工程质量安全，没有较强的责任感。只有健全违规处罚机制，对违规责任人予以重罚，才能促使相关责任人对工程的质量性和安全性更加重视。

（六）加强关于工作责任感的思想教育

对承揽工程的相关人员进行思想教育，了解自己工作的重要性，一旦没有仔细工作出现了安全问题会造成怎样的后果，使他们树立社会、工作、家庭责任感，从而更加负责的工作。

（六）建立风险管控机制，提高处理突发事件。的能力

对于处在复杂环境的深基坑支护工程，一定要在施工之前对可能发生的各种自然灾害和人为失误进行分析，如：暴风雨、泥石流等灾害和机器故障、材料损坏等人为因素。设想这些情况会带来的后果以及如何将损失降到最低，并建立风险预案。一旦发生了安全事件，立即启动预案，及时解决问题。

（七）增加信息技术在各环节中的作用

信息技术在不断发展，在各行各业都产生了很大的积极作用。将信息技术融入到各个环节工作中，如：建立相关微信平台，各环节工作人员可以在平台上探讨对工作方案的思考，互相听取意见和建议，讨论问题。这样就有利于各部门之间的沟通协调，配合得更加紧密，更有利于实现资源的优化配置。

结束语

深基坑支护工程作为高层建筑基础工程的重中之重，需要施工单位每一位人员的重视，保障其质量性和安全性是工作的重点。该工程需要循序渐进的完成，急于求成可能会导致严重的安全事故。尽管这个工程施工存在较大的难度，但只要各环节都能严格遵循文中所说的方法工作，一定可以确保工程的质量。只要打下了坚实的基础，后续工程就可以稳定可靠的开展，整个建筑工程的质量和安全才能有效的得到保障。随着这样安全可靠的建筑物不断增多，中国的现代化必能更好的实现。

参考文献：

[1]周忠卫.浅析深基坑支护工程的施工管理[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（4）

[2]苏绍华.对深基坑支护工程安全施工的简谈[J].建材与装饰，2012，（14）

[3]项载燊.浅议深基坑支护工程施工管理问题及对策[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（18）

[4]王福涛.关于深基坑支护工程监理控制要注意问题的研究[J].新材料新装饰，2014，（12）

摘要：结合某堤防加固工程中的混凝土防渗墙施工，介绍了堤防加固中的混凝土防渗墙施工技术及施工过程中所采取的优化措施，为同类型防渗墙施工提供一些参考。

关键词：堤防；混凝土防渗墙；优化

1概述

混凝土防渗墙是利用钻孔、挖（铣）槽机械，在松散透水地基或坝（堰）体中以泥浆固壁，挖掘槽形孔或连锁桩柱孔，在泥浆下浇筑混凝土，筑成的具有防渗性能的地下连续墙，主要分为钢筋混凝土防渗墙和塑性混凝土防渗墙。

2工程概况

某堤防工程位于北江中游，是某大型枢纽的重要组成部分，为4级建筑物，设计洪水标准为100年一遇（P=1%），堤顶全长3610m，保护区面积41.4平方公里，人口1.2万人。

由于堤防在运行过程中堤后发生管涌险情，并且存在堤基抗滑稳定隐患、堤后沼泽化严重，部分堤身沉降及渗漏严重，透水层主要以冲积砂层（顶板高程0～12.2m，厚5～15m）及含泥砂卵砾石层（顶板高程6～8m，厚3～10m）为主，因此设计采用塑性混凝土防渗墙对堤基及堤身进行防渗处理，共需完成防渗墙97510m2。

3布置形式及设计指标

防渗墙轴线位于堤下0+6.07m，设计墙顶高程28.7m，现状堤顶高程29.2m，由于原堤顶宽度为7.0m，不能满足混凝土防渗墙的施工作业面宽度要求，同时考虑对原有堤身进行培厚，因此设计方案将原堤身在背水侧培厚8.0m，坡比为1∶2.5，堤顶宽度变为15.0m，可满足防渗墙施工作业要求，具体布置形式如图1所示。

本工程设计要求防渗墙墙厚60cm，墙底进入相对不透水层1.0m，墙体材料为塑性混凝土，28d的抗压强度为1.0～5.0MPa，渗透系数变化范围在n×10-6～n×10-8cm/s。

图1防渗墙布置示意图

4施工流程

本工程防渗墙施工时的工艺流程如图2所示。

图2防渗墙施工工艺流程

5施工方法

（1）成槽

采用“抓取法”成槽，每槽孔分三抓进行，采用上海金泰SG35型液压抓斗施工。开抓前检查机具设备是否状态良好，泥浆制备是否充足，水电管路是否畅通，以确保正常工作。成槽时按测量放样位置停好机位，调整斗体与导槽的相对位置，经测量复核满足相应要求要求后开始抓槽，成槽顺序如图3所示。从抓槽开始至结束，导墙内的泥浆应保持在导墙面以下30～50cm。

图3成槽顺序示意图

在抓斗工作期间，配一台挖土机，及时清理抓出的泥土，并装入自卸汽车运至指定弃渣场。

在成槽过程中，机械操作要平稳，严格控制抓斗的垂直度及平面位置，尤其是开槽阶段，仔细观察监测系统，任意方向偏差超过允许值时，立即进行纠偏。另外针对厚砂层及卵石层易产生坍塌的情况，特制定以下措施：

①减轻地表荷载：槽壁附近堆载不超过20kN/m2，起吊设备及载重汽车的轮缘距离槽壁不小于3.5米。

②控制机械操作：抓斗械操作要平稳，不能猛起猛落，防止槽内形成负压区，产生坍孔。

③强化泥浆工艺：采用优质膨润土制备泥浆，并配以CMC增粘剂形成致密而有韧性的泥浆止水护壁，并以重晶石适当提高泥浆比重，保持好槽内泥浆水头高度，并高于地下水位1米以上。

④缩短裸槽时间：抓好工序间的衔接，使成槽至浇灌完混凝土时间控制在24小时以内。

（2）清槽换浆

成槽以后，先用抓斗抓起槽底余土及沉渣，再用泵举反循环吸取槽底沉渣，在灌注混凝土前，利用导管采取泵吸反循环进行二次清槽并不断置换泥浆[2]，清槽后测定槽底以上0.5～1.5m处的泥浆比重应小于1.3，含砂率不大于8%，粘度不大于35S，槽底沉渣厚度小于100mm[1]。

（3）混凝土浇筑

混凝土从拌和楼出机后采用混凝土搅拌车直接运送至浇筑地点。防渗墙采用泥浆下导管法浇筑混凝土成墙的施工工艺，施工前导管在地面作密封性实验，压力控制在0.6-0.7MPa。每段设置2套导管，两套导管间距不宜大于4m，导管距槽端头不宜大于1.5m；导管提离槽底大约15～25cm之间；当槽孔底部高差大于25cm时，导管应布置在其控制范围的最低处[1]。灌注前利用导管进行泵吸反循环二次清底换浆，并在槽口上设置挡板，以免混凝土落入槽内。

浇筑混凝土时，以充气球胆作为隔水栓，混凝土搅拌车直接把混凝土卸到导管上的漏斗内，并确保首批混凝土灌入后埋管深度不小于1.0m，后续灌注速度控制在4～5m/h。灌注时各导管处要同步进行，保持混凝土面呈水平状态上升，其混凝土面高差不得大于500mm。灌注过程中，要勤测量混凝土面上升高度，控制导管埋深在2～3米之间，灌注过程要连续进行，中断时间不得超过40分钟，灌到墙顶位置要超灌0.5米。

6针对透水层的成槽措施

在堤基透水层成槽时，泥浆往往会大量渗漏，造成泥浆面迅速下降，甚至引起槽孔坍塌，为防止上述现像发生，成槽时采取了以下措施：

1、准备足够的堵漏材料和设备，例如粘土、水泥、水玻璃、灌浆设备。

2、缩短槽段长度，采用间隔（2-3个槽段）施工，逐渐合拢的施工方法。

3、采用粘度高、造壁性好、比重小的膨润土泥浆，并适当加入堵漏剂。

4、在挖槽过程中，出现漏浆时，向槽内投放粘土球、风化砂、小石、膨润土粉、膨胀剂、锯末等，使其在抓斗冲击挤压下（如果一次投放不能堵漏，则反复进行数次），堵住漏浆通道。必要时可投入一定数量的水泥，使泥浆迅速变稠，降低流动性。

7施工过程中的优化措施

本工程的防渗墙要求在2015年的3月31日前完工，由于防渗墙施工前要先进行堤身培厚，为防渗墙提供作业平台，导致防渗墙于2014年11月底才开始施工，同时去除春节影响，有效的施工时间只有100天时间，在此期间内要完成97510m2的防渗墙施工，施工强度非常高。经过认真研究，在施工过程中对原方案中的槽段长度、接头处理两个方面进行了如下优化：

（1）槽段长度

原设计方案中的一个槽段划分为6.0m长，总计划分了602槽段，而本工程选用了上海金泰的SG35型液压抓斗，抓斗最大抓取宽度为2.7m，按每槽三抓计算，抓槽的有效长度可以达到7.0m，但考虑每槽段灌注混凝土时架设两套导管，因此单槽长度控制在6.5m比较合适，如此一来，总计划分556槽，较原设计方案少了46槽，且同样按三抓成槽，即提高了单槽施工效率也减小了槽数，缩短了工期。最后经研究决定按每槽6.5m长，且分三抓进行施工。

（2）接头处理

原方案中防渗墙一、二期槽段接头采用“接头管”法进行施工，这种方法在灌注一序槽的混凝土前需进行埋管，同时还要根据混凝土的凝结情况及时拔管，这两个工序要动用汽车起重机、液压拔管机，经过测算每个一序槽的接头处理需要消耗近5个小时的时间，不能满足本工程如此高强度的作业要求。因此经过多次试验后决定，在抓二序槽第一、第二抓的同时，利用抓斗斗体两侧的切土刀直接切削一序槽端部的方式来处理一、二序槽段的接头，这样可以在挖槽的同时将一序槽端部混有泥浆的混凝土切除，即保证了接头质量也节省了接头处理的时间。

通过上述两方面的优化，使防渗墙的施工速度大大提高，在2015年3月22日圆满地完成了防渗墙施工任务，而且比原计划提前10天。

8效果检查

根据规范要求，本工程的防渗墙采用注水试验检查防渗效果，每20个槽段[1]做一次注水试验，共钻注水孔28个，钻孔位置在墙段内或墙段接头处。经检测，渗透系数K均在n×10-6～n×10-8cm/s范围内，满足设计要求。

9总结与体会

（1）在易产生塌孔的地层中施工混凝土防渗墙时应提前做好应对措施，特别是在成槽过程中要注意成槽深度增大的速度，如果突然深度增大缓慢，此时应考虑有塌孔情况发生，及时采取相应措施。

（2）在透水地层中成槽时，也应提前做好应对措施，同时要多注意观察迎水面一侧水体的颜色，如果水体突然变浑说明已经发生漏浆，要及时采取措施。

（3）通过对槽段划分长度的调整可以证明，合适的槽段长度是充分发挥机械设备效率的一个主要因素，在同类工程中应予以重视。

（4）本工程所采用的接头处理方式省时省力，但为确保接头质量，必须控制好一、二序槽的垂直度。

10结束语

混凝土防渗墙施工在我国已经较为普遍，但如何在复杂且特殊的地层中优质、高效地完成施工任务，值得我们去探索。本工程通过采取了一些特殊地层的应对措施，同时优化了槽段划分及接头处理方式，在工期如此紧张的情况下，按要求完成了防渗墙施工任务，其中一些做法值得在同类防渗墙施工中大力推广。

参考文献：

[1]《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》SL174-2014.北京：中国水利水电出版社，2014年

[2]水利水电工程施工手册编委会编《水利水电工程施工手册（第1卷地基与基础工程）》.北京：中国电力出版社，2004年

作者简介：

季骅：男，（1984-）工程师，从事水利水电工程施工管理工作。