关于塑性混凝土防渗墙在土壤污染及地下水防控治理中的应用

关于塑性混凝土防渗墙在土壤污染及地下水防控治理中的应用

杜金良郝雪峰秦刚刘佳禹

中水东北勘测设计研究有限责任公司

摘 要:文章对塑性混凝土防渗墙技术在土壤污染及地下水防控治理中的应用进行了分析，对特殊情况的处理进行了说明。

关键词:成槽塑性混凝土防渗墙 土壤污染及地下水防控治理

1、塑性混凝土防渗墙处理方案

本工程是利用混凝土防渗墙在污染土壤区域外侧形成防渗隔水墙，阻隔污染土壤内污水，利用原位淋洗清除土壤内污染物，通过降水井集中抽出送至污水处理厂统一处理，如此过程往复直到已达到处理污染土壤的目的。

2、塑性混凝土防渗墙施工工艺

2.1工艺流程

施工场地平整→测量放线→施工临建等工作→槽段划分→冲击成槽→槽段质量验收→清孔换浆验收→下设预埋管→下设浇筑导管→浇筑混凝土→结束、转下槽段.详见图2-1混凝土防渗墙施工工艺流程图

2.2施工方法

2.2.1测量放线

首先按照相关部门提供的防渗墙定位资料进行测量放线，经有关方验线确认无误后，精确放好导墙定位线。

2.2.2导墙施工

建造导墙主要是为后期冲击钻进法成槽施工而建造的一道临时工程。导墙尺寸、砼强度及配筋情况需按工地实际情况而定，既能满足工程生产，又要考虑经济情况。导墙做成“┓┏”型现浇钢筋混凝土结构导墙，导墙顶高出地面不小于10cm，以防止地面水流入槽内、污染泥浆。导墙内净空850-900mm，在导墙一侧再建筑一排排渣槽。考虑工期因素，混凝土内可掺加早强剂，混凝土浇筑后及时浇水养护。

2.2.3护壁泥浆

工程地下连续墙采用红心黏土配制护壁泥浆，成槽过程中，通过冲击钻具反复冲击造浆，多余的黏土浆经抽桶抽出，顺现场排渣沟排至泥浆池，经沉淀后，用泥浆泵经浆管继续引到施工槽段反复利用。

             图2-1  混凝土防渗墙施工工艺流程图

2.2.4冲击钻成槽施工

地下连续墙成槽是控制工期的关键，其主要内容为单元槽段划分，成槽机械的选择，成槽工艺控制及预防槽壁坍塌的措施等。

1）铁轨铺设及钻进就位：在防渗墙导墙上沿防渗墙轴线布置钻机行走轨道。按防渗墙轴线方向平行埋设2道卧木在导墙上，在卧木上按80cm左右的间距铺设枕木，4道钢轨用轨道钉固定于枕木之上，以此形成钻机行走轨道平台。轨道平台建造完毕后钻机按指定槽段就位。

2）造孔成槽

（1）槽段划分

根据设备技术性能和设计要求，地下连续墙按设计要求分幅安排。将幅段划分的准确位置用红油漆标注于导墙上，同时对幅段按照设计进行编号，以便下一步成槽施工。

（2）成槽机械的选择

本工程计划配19台冲击钻作为工程项目的主要成槽手段，冲击钻在每个单槽段内均为主副孔分序施工，先施工主孔，后施工副孔，最后施工小墙，形成一道连续的槽段。

（3）成槽工艺控制

本基坑地下防渗墙主要采用冲击钻施工，主孔、副孔及小墙由冲击钻完成。

a.冲击钻施工前，先调整好钻机的位置，钻机的钻具与槽段的中心重合。

b.雨天地下水位上升时，及时加大泥浆比重和粘度，雨量较大时暂停成槽，并封盖槽口。

（4）造孔方法

冲击钻是利用大重量钻头通过一定落距（0.6～1.0m）及一定（频率15-20次/min）以自由落体方式冲击破碎基岩，然后再清除残渣来实现成槽或造孔的，本工程钻机采用CZ-6（CZ-8）型冲击钻机，钻机配3t左右重的筒式钻头冲击造孔。槽段顶部由于地层松散、空隙大、塌孔漏浆严重，施工中如发现有塌孔现象，采取用粘土回填沉淀后再重新开孔处理。冲击钻进主孔时，用抽砂筒清渣。每冲击钻进0.5m掏取一次。冲击钻进过程中采用泥浆固壁，及时补充泥浆以防塌孔，保证槽孔内泥浆面不低于槽口（30～50）cm。

3）岩面鉴定

主孔在孔深达到预计岩面以下1.0m时开始采用抽筒取样，经总包单位质检人员、监理工程师鉴定确认后按其要求终孔。副孔孔深依照主孔岩面确定。

（4）槽段检验

①槽段检验的内容：平面位置、深度、垂直度；

②槽段检验的工具及方法：

a.槽段平面位置偏差检测：

用测锤实测槽段两端的位置，两端实测位置线与该槽段分幅线之间的偏差即为槽段平面位置偏差。

b.槽段深度检测：

用测锤实测槽段左中右三个以上位置的槽底深度，测量位置的平均深度即为该槽段的深度。终检结束后进行清孔换浆。

（6）施工要点：

①槽内泥浆面高于地下水位0.5m以上，且不低于导墙顶面0.3m。

②成槽前对护壁泥浆进行检查，合格后进行成槽作业。成槽过程中，根据实际地质情况及挖槽情况随时调整泥浆性能，同时泥浆液面控制在规定的液面高度上。

③大型机械不在已成槽段边缘行走，确保槽壁稳定，已成槽段实际深度实测后记录备查。成槽深度按设计槽底标高，参考导墙顶标高确定。

2.2.5清孔换浆

1）清孔

采用“抽筒法”清孔，从浅部到深部，不断更换抽砂，反复抽取，直到孔底淤积厚度小于10cm且不再增加为止，同时将新鲜泥浆不断输入，直到将槽内泥浆全部置换。

2）槽段接头清刷

二期槽清孔前先要对端头的接头孔进行刷洗。刷壁是防渗墙施工中一个至关重要的环节，刷壁的好坏影响到防渗墙接头止水的效果。

2.2.6浇灌架就位插入导管

浇灌架就位要求场地平整，避免侧翻，根据单元槽段大小及成槽深度合理布置导管数量、长度，导管下端距槽底距离严格控制在30～50cm之间，导管距槽段端部不大于1.5m，导管距导管之间的间距不大于3m。导管连接处用橡胶垫圈密封防水。导管在第一次使用前，在地面先做水密封试验，试验压强不小于3Kg/cm2。导管上口接方形漏斗，混凝土漏斗应能满足混凝土初灌量。

2.2.7混凝土浇筑

槽段完成后，二序槽段清刷接头，清刷完接头后再清底，清完底后马上组织验槽，待槽段验收完后立即组织浇筑，浇筑前先检查槽深，判断有无塌方，并计算所需混凝土方量。

地下连续墙混凝土具有良好的和易性，坍落度180～220mm，由搅拌车运输进现场。

一般标准槽段均采用两支导管灌注，浇筑混凝土第一次开灌导管离槽底部分的高差一般控制在30~50cm为宜，开灌时由商品砼车直接对分料仓，由分料仓对槽口导管进行浇筑；西侧个别槽段由于地形原因砼车无法靠近，利用泵车将混凝土泵至分料仓。详见图3-2 混凝土浇注及埋管深度控制示意图：

图3-2 混凝土浇注及埋管深度控制示意图

混凝土浇筑采用一个分料仓两个浇筑架，两根导管（Φ200mm）同时进行浇筑，首封用1.6m3的小料斗，12m3的砼输送车直接往分料仓里连续浇筑，防止泥浆回流入导管，保证首封质量。

首批混凝土浇筑正常后，连续不断浇筑，浇筑过程中用测锤测探混凝土面高度，推算导管下端埋入混凝土的深度，并做好记录，正确指导导管的提升和拆除。直至导管下端埋入混凝土的深度达到4m时，提升导管，然后在继续浇筑。在浇筑过程中将槽段内溢出的泥浆引流至适当地点处理，防止污染环境。

浇筑砼时，槽口设盖板，不允许砼掉入槽中使泥浆性能恶化。浇灌中保证两导管浇筑的同时性，以保证混凝土面的均匀上升，最高部分比最低部分的高差不大于30cm。导管在混凝土面下埋深不小于2米，尽量不大于6米，混凝土浇筑要一气呵成，无中断，待料时间不大于30分钟，混凝土面上升速度不小于2.0m/h。导管埋深保持在2～6m，砼浇注时，随时测量砼面高度，核对砼面及导管拆去的数量，无拔空，混凝土终孔标高比设计标高高50cm以上。

2.2.8防渗墙槽段连接

地连墙接头型式采用“套接法”，一期槽与二期槽连接处采用钻凿法。钻凿法是一种我国最早并广泛采用的墙段连接方法，即采用冲击式钻机在已浇筑的一期槽（终凝后）两端主孔中套接一个槽孔，在墙段间形成半圆形接缝连接的一种方法。一、二期槽孔在地墙轴线方向的套铣接头长度为60cm。

3、结语

塑性混凝土防渗墙施工效果分析

从施工完成后的试验室检测报告及现场原位硝化反硝化、原位淋洗、地下水抽出处理运行效果分析，本次塑性混凝土防渗墙施工效果满足本项目设计要求，达到了防渗指标，后期运行效果良好。