混凝土防滲墻施工新技術(shù)
2008-10-24 00:00
| 摘 要：針對(duì)壩體垂直防滲墻施工中出現(xiàn)的造孔孔斜、地層嚴(yán)重漏漿、孔底清碴、接頭連接等技術(shù)難題，采用施工新技術(shù)、新工藝，提出相應(yīng)的解決對(duì)策、方案，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益?！ ? 關(guān)鍵詞：混凝土防滲墻；新技術(shù)；新工藝 1 前言 黃壁莊水庫(kù)是滹沱河中下游重要的控制性大型水利樞紐工程，總庫(kù)容12．1億m3。距離石家莊市30km，地理位置十分重要，該庫(kù)存在著防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低，副壩滲漏嚴(yán)重等重大問(wèn)題，早在上世紀(jì)80年代初就被列入全國(guó)首批43座重點(diǎn)病險(xiǎn)庫(kù)之一，特別是經(jīng)過(guò)“96．8”洪水以后暴露出的問(wèn)題更加明顯，它直接威脅天津市、華北油田以及京廣鐵路的安全。黃壁莊水庫(kù)副壩穿過(guò)古賢三聯(lián)單溝，經(jīng)古運(yùn)糧河、永樂(lè)溝、計(jì)三渠至馬山全長(zhǎng)6907．3m，壩頂主高程129．2m，頂寬6m。副壩壩基座落在砂卵石、砂礫石基礎(chǔ)上，地質(zhì)情況相當(dāng)復(fù)雜。黃壁莊水庫(kù)采用壩頂組合垂直防滲方案，防滲墻厚0．8m，嵌入基巖1～3m，墻頂高程為125．5m，中心位于壩軸線(xiàn)2．9m，施工垂直精度要求3／1000。現(xiàn)把樁號(hào)A4＋700～A5＋700段高精度防滲墻施工技術(shù)介紹如下。 2 施工技術(shù)難題和對(duì)策 2．1 技術(shù)難題 在此段混凝土防滲墻施工中遇到的技術(shù)難題主要有：1精度要求高，造孔過(guò)程中垂直度難于控制；2地質(zhì)情況復(fù)雜，存在嚴(yán)重漏漿現(xiàn)象，部分壩基巖石內(nèi)存有發(fā)育溶洞，存在槽段和壩體塌壩風(fēng)險(xiǎn)；3清碴不徹底，墻底淤積太厚；4接頭孔刷洗不到位，墻身夾泥，接頭滲漏水嚴(yán)重；5斷樁使墻體穩(wěn)定性、防滲透性降低?！ ? 上述技術(shù)問(wèn)題不能妥善解決，將嚴(yán)重影響混凝土防滲墻工程質(zhì)量，如遇特大洪水將可能形成潰壩風(fēng)險(xiǎn)，九江大堤潰壩就存在內(nèi)部防滲墻質(zhì)量差問(wèn)題。為此必須有相應(yīng)的對(duì)策才能保證混凝土防滲墻質(zhì)量?！ ? 2．2 解決對(duì)策 2．2．1 精度保證 當(dāng)前由于成槽機(jī)械精度不高，穩(wěn)定液品質(zhì)差，常有塌孔、沉碴堆積、成槽形狀不規(guī)則。在現(xiàn)有的機(jī)械技術(shù)條件下，為有效保證防滲墻精度，一方面用鉆劈法，改進(jìn)鉆具，用CZ－30、CZ－22型沖鉆機(jī)（或沖擊反循環(huán)鉆機(jī)）直接成槽；另一方面采用兩鉆一抓法，即采用沖擊鉆機(jī)施工主孔（或?qū)Э祝?，用抓斗抓取副孔（或?qū)Э字g土體），然后再用鉆機(jī)施工卵石層和基巖層并成槽。開(kāi)槽精度控制在1／2000內(nèi)，抓斗采用全自動(dòng)電腦控制液壓6500型（帶自動(dòng)糾偏系統(tǒng)），同時(shí)施工中采用多種監(jiān)測(cè)手段，有效保證了槽段幾何尺寸和垂直度。在造孔中采用高質(zhì)量的膨潤(rùn)土泥漿固壁，泥漿粘度按30～60s控制，比重控制在1．09～1．2g／ cm3，保證槽壁的穩(wěn)定性和成型性。 2．2．2 防塌堵漏措施 由于壩體地質(zhì)條件復(fù)雜，存在多處嚴(yán)重漏失地層、強(qiáng)滲漏帶以及基巖內(nèi)溶洞發(fā)育等不良地層，為解決復(fù)雜漏失地層造孔難題，發(fā)明了“大口徑護(hù)壁管防塌堵漏灌漿新技術(shù)”（此項(xiàng)技術(shù)已獲國(guó)家專(zhuān)利），主要設(shè)備有：大口徑護(hù)壁管（Φ550、Φ505mm），2×100t自動(dòng)液壓拔管機(jī)，專(zhuān)用鉆具及抽砂工具等配套設(shè)備。主要施工方法：用鉆機(jī)施工至漏失地層上1～2m時(shí)（此段深度一般控制在43m，48～51m），停止鉆進(jìn)并下入護(hù)壁管，然后把管外壁用粘土封填，使管內(nèi)外隔離，用專(zhuān)用鉆具在管內(nèi)打插漏失層，填入填灌材料（砂、碎石、絮凝混凝土、絮凝砂漿、黃豆砂漿等），針對(duì)不同漏失地層及時(shí)調(diào)整填灌材料。此項(xiàng)技術(shù)對(duì)處理基巖內(nèi)溶洞特別有效，解決了副壩嚴(yán)重漏漿段造孔難題，有效避免了槽段或壩體塌壩風(fēng)險(xiǎn)。此項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在處理嚴(yán)重漏失地層、強(qiáng)滲漏帶，貫通溶洞方面的技術(shù)空白?！ ? 2．2．3 孔底落淤 采用反循環(huán)與抽砂筒法相結(jié)合的施工方法進(jìn)行孔底清淤，對(duì)孔底細(xì)砂成份采用膠凝材料（如水泥、膨潤(rùn)土等）膠結(jié)清除。施工時(shí)將膠凝材料系于鉆頭底部，放至孔底后進(jìn)行鉆打，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間膠結(jié)材料把細(xì)砂膠結(jié)在一起，用抽砂筒進(jìn)行抽砂，使細(xì)砂成份被抽出，保證1h內(nèi)孔底落淤淤積厚度在10cm以?xún)?nèi)，保證了混凝土與基巖有效連接。 2．2．4 接頭連接技術(shù) 在有效控制接頭孔垂直度的前提下，采用“接頭管法新工藝”，該工藝是在一期槽段混凝土澆筑前，將直徑（Φ800mm） 與墻厚度相同的接頭管置入接頭孔位置，待混凝土澆筑完畢達(dá)到一定強(qiáng)度后，用2×308t自動(dòng)液壓拔管機(jī)拔出接頭管，形成接頭孔。接頭管新工藝節(jié)約了接頭孔部位的混凝土原材料，不需要再對(duì)接頭孔混凝土進(jìn)行二次鉆鑿，即可直接形成接頭孔，這種工藝可以顯著提高防滲墻接頭孔的施工工效，大幅度降低施工成本，且施工質(zhì)量可靠，是一種施工快捷、高效、節(jié)能、低耗的施工工藝。在此段防滲墻施工中已成功使用數(shù)次，先后試驗(yàn)成功了30m、40m拔管深度，取得了成功經(jīng)驗(yàn)。在二期槽段澆筑混凝土前用多極刷子鉆頭對(duì)孔壁連接位置進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的刷洗，直到刷子鉆頭上不帶泥屑為止，由于接頭孔使用了接頭管新技術(shù)，孔壁較規(guī)則，刷洗質(zhì)量保證，一期槽段與二期槽混凝土能緊密連接，保證了墻體有良好的抗?jié)B性?！ ? 2．2．5 澆筑質(zhì)量控制 嚴(yán)格按規(guī)范要求下設(shè)導(dǎo)管，在澆筑過(guò)程中控制下料速度和各導(dǎo)管的下料量，使槽段內(nèi)混凝土上升速度和高度基本一致，避免局部混凝土夾泥；必須控制導(dǎo)管拆卸速度和埋設(shè)深度，避免導(dǎo)管提脫，防止墻體混凝土出現(xiàn)骨料集中和斷樁現(xiàn)象。在澆筑中改變傳統(tǒng)的鉆機(jī)提升導(dǎo)管法，研制了1．5t電動(dòng)卷?yè)P(yáng)門(mén)架機(jī)提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管能夠平穩(wěn)升降，有效避免了導(dǎo)管提脫?！ ? 2．2．6 質(zhì)量檢測(cè) 混凝土防滲墻在施工完一段時(shí)間后，用鉆孔取芯法、CT檢查，發(fā)現(xiàn)防滲墻混凝土骨科分布均勻，未見(jiàn)蜂窩麻面，孔底落淤一般在8cm以?xún)?nèi)，接頭混凝土連接緊密，沒(méi)有夾泥現(xiàn)象，特別是在接頭管施工范圍內(nèi)接頭連接沒(méi)有明顯接縫。通過(guò)注水試驗(yàn)檢查，滲透系數(shù)均小于1×107cm／s。說(shuō)明采用上述施工方法對(duì)混凝土防滲施工質(zhì)量是有保證的?！ ? 3 采用新工藝和新技術(shù)的經(jīng)濟(jì)分析 3．1 “大口徑護(hù)壁管防塌堵漏灌漿新技術(shù)”經(jīng)濟(jì)效益分析 在黃壁莊水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程副壩防滲墻工程施工中，先后出現(xiàn)4次塌坑，1次塌壩，造成直接經(jīng)濟(jì)損失約3000萬(wàn)元。在樁號(hào)A5＋300～A5＋450之間嚴(yán)重漏漿段采用此項(xiàng)新技術(shù)，成功地完成了防滲墻造孔及混凝土澆筑，未出現(xiàn)一次塌坑和塌壩，節(jié)約了巨額資金；而且提前半年完成施工任務(wù)，得到了工程建設(shè)局的嘉漿和表?yè)P(yáng)?！ ? 3．2 使用接頭管新工藝經(jīng)濟(jì)效益分析 采用接頭管施工的接頭孔約2500m，節(jié)約混凝土2000m3，直接效益約100多萬(wàn)元，再加上清運(yùn)廢碴、粘土及泥漿消耗等附屬項(xiàng)目產(chǎn)生的間接效益，經(jīng)濟(jì)效益將突破150萬(wàn)元。 4 結(jié)語(yǔ) 黃壁莊水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程副壩防滲墻施工中使用的新技術(shù)、新工藝，解決了當(dāng)今國(guó)內(nèi)在復(fù)雜地層中混凝土防滲墻施工的部分技術(shù)難題，提高了混凝土防滲墻施工的技術(shù)含量，為國(guó)家節(jié)約了巨額資金，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 |
| 原作者： 左鳳霞 王騰飛 |
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