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混凝土防渗墙中的应用浅析

2021-01-23 来源:小侦探旅游网
混凝土防渗墙中的应用浅析

引言

混凝土防渗墙可以快速、高效、低成本的完成坝基覆盖层的防渗工作,因此在各大、中型水电枢纽中被广泛采用。如何在不同的地质条件下,结合现场设备及生产条件,经济、合理的选用混凝土防渗墙施工工艺,则是保证施工进度和质量的重要问题。本文通过米兰河山口水电枢纽工程的混凝土防渗墙施工,提供一个可供借鉴的案例。

1 工程概况

米兰河山口水利枢纽是一座承担着向工业和农业灌溉供水,同时结合工业水量发电的综合利用工程。工程位于米兰河出山口上游,距下游第一引水枢纽4km,距36团团场34km。工程为中型Ⅲ等工程,主要由挡水坝、导流兼泄洪排沙洞、溢洪道、发电引水系统及电站厂房等组成。

2 工程地质条件

防渗墙施工起始桩号为坝0+133~坝0+287.3,轴线长154.3m,设计墙顶高程为1367.2m~1370.2m。

左坝段67.5~89.8m以下岩体透水率小于5Lu,76.7~91m一下岩体透水率小于3Lu。河床段宽172m,地下水埋深1.9~4.6m,地表植被较多。河床上部为第四系全新统冲洪积砂卵砾石层,结构密实,厚27.7~39.4m。河床底部不连续分布第四系下更新统西域砾岩,主要集中于河床中部,厚5.1~11.8m。砾岩下伏为深厚的大理岩或二云母石英片岩,强风化层厚0~2.3m,弱风化层厚6.2~35.0m。

右坝段岸坡走向近SN向,总高度225m,地形坡度40°~52°,基岩裸露,岩性为二云母石英片岩,片理较发育,主要有二组节理。F5断层破碎带宽5m,断层带内为压碎岩和少量角砾岩,断层及其附近透水率小。混凝土防渗墙位于河床段,贯穿第四系全新统冲洪积砂卵砾石层,深入基岩1m。

3 生产性试验及施工工艺 3.1生产性试验

根据工程布置和地质条件,选择在河床段防渗墙中心线部位作为试验区进行现场生产性试验工作。试验槽段为坝0+236~坝0+242.8,槽宽为0.80m,槽长为6.8m,槽深36.6m~38.4m。生产试验结果表明:由于河床地层中含有较多的孤石、漂石,抓斗抓取槽孔的难度很大,抓斗与冲击钻机联合施工的“两钻一抓”法不适于本工程地质条件。经专家论证,在这种条件下,采用“钻劈法”成槽工艺可以保证成槽;采用“抽筒法”清孔换浆能够达到规范要求;“泥浆下直升导管法”浇筑混凝土能够完成成墙施工;采用“接头管法”墙段间连接方式能够保证接头质量及工效。

3.1.1主要施工设备

施工单位配备了BS350液压抓斗1台,CZ30型冲击钻机10台,YJB-800型液压拔管机1台及其他配套设备。根据实际地质情况变化,抓斗进场后基本不能发挥生产能力。施工工艺改为“钻劈法”后,施工单位又投入冲击钻机16台及其它辅助设备。

3.1.2槽段划分

槽孔划分主要考虑防渗墙轴线处地质条件、槽孔深度、成槽周期、导管布置、浇筑能力、成槽设备工效等,在保证槽孔稳定的前提下减少接头孔的施工,尽量缩短Ⅰ期槽成槽周期,为墙体的连续性提供保障。防渗墙设计墙厚80cm,入岩深度不小于1m,分两期施工,先施工Ⅰ期槽孔,后施工Ⅱ期槽孔。

3.1.3护壁泥浆

泥浆可以有效的防止塌孔,保证了废渣的流动性,对地下水起到了良好的隔离效果。可以说,泥浆对于防渗墙施工有着举足轻重的作用。

3.1.4墙段连接

墙段连接使用接头管法。根据混凝土浇筑速度和初凝时间,逐节进行接头管起拔。在接头管起拔结束后,用钻机对接头孔进行扫孔。

3.2质量控制

混凝土防渗墙的质量取决于造孔的准确、墙体的连续。 3.2.1孔形、孔斜控制

孔形、孔斜控制是防渗墙施工质量控制的重要一环。在施工过程中应及时修孔、纠偏,否则街头管将不能顺利下设。尽可能降低混凝土早期强度,使接头孔混凝土便于凿除。

3.2.2护壁

对新制及重复利用的泥浆性能的控制,是维护孔壁稳定、保证混凝土浇筑正常及墙体质量的关键。

3.2.3清孔

使用抽桶法进行清孔换浆。清孔换浆结束后,要对孔内淤积厚度和泥浆性能做检查。淤积厚度检测方法:分别用测饼和测针进行孔深的测量,两者之差即为淤积厚度,孔内淤积厚度应≤10cm。用抽桶在距孔底0.5-1.0m处抽取泥浆,检测浆液性能,泥浆密度、马氏漏斗黏度、含砂量应满足规范要求。

二期槽孔清孔换浆结束前,应用钢丝刷分段清除接头槽壁上的泥皮。 3.2.4接头孔的连接及拔管施工

各单元墙段间的接缝是防渗墙的薄弱环节。在接头管法施工时,混凝土的浇筑速度过快会使接头管握裹力突然增加,影响接头管的起拔,甚至造成铸管。

接头管施工质量控制要点: ⑴. 保证接头管垂直度。 ⑵. 尽量降低接头管的起拔力。 ⑶. 加强接头管的埋深测量。

⑷. 注意液压站压力的变化,合理调整浇筑速度。 ⑸. 确定混凝土初凝时间。

⑹. 记录每仓混凝土浇筑及接头管起拔时间。 3.2.5混凝土浇筑

混凝土浇筑及拔管施工是每个槽段最后也是最关键的环节。 ⑴. 浇筑前保证泥浆三项指标、孔底淤积厚度满足技术要求。

⑵. 严格控制原材料质量,重点控制水泥、矿微粉、减水剂。严格按照配合比上料,保证上料精度。

⑶. 浇筑时放料控制匀速,防止混凝土将空气压入导管内。

⑷. 保证浇筑连续、不中断,控制导管埋入混凝土的深度和上升速度,以免造成混浆、夹泥、断墙、孔洞等。

⑸. 浇筑过程中观察槽孔浆面上升情况,异常时活动导管。 ⑹. 确保混凝土面测量准确。 3.3质量检查 3.3.1成槽质量检查

防渗墙成槽质量检查主要包括孔深、孔斜、入岩深度。从已完成的槽段来看,现场使用的护壁泥浆及“钻劈法”施工工艺可以保证墙体质量。孔斜率控制在0.00%~0.40%,满足规范和设计要求。

3.3.2清孔质量检查

用“抽桶法”清孔后,槽孔内泥浆粘度为33.1~37.92s,密度为1.07~1.14g/cm3,含沙量为1.0~2.5%,满足规范和设计要求。

3.3.3墙体检查

对防渗墙墙体检查孔取芯,在检查孔的10m、20m、30m处进行注水试验,计算渗透系数。河床段防渗墙检查孔布置在桩号坝0+158.40、坝0+210.40和坝0+180.00。

检查结果显示:在坝0+158.4、0+210.4、0+180.0接缝处,防渗墙平均渗透系数均满足设计要求。

结论

米兰河山口水利枢纽混凝土防渗墙施工实践表明:

1.基岩中的孤石、漂石对两钻一抓施工影响非常大。本工程就是因为河床地层中含有较多的孤石、漂石,抓斗抓取成槽的难度很大,無法保证混凝土防渗墙的施工质量,故而更改施工工艺,最终完成施工。

2.钻劈法对施工机械要求不高,在复杂地质条件下依然可能进行施工,能够满足设计和规范对防渗墙质量的要求。因此,钻劈法施工工艺可以显著提高混凝土防渗墙的应用范围。

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