我國水工混凝土防滲墻技術(shù)進(jìn)展
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摘要：混凝土防滲墻是覆蓋層地基和土石壩(圍堰)工程的主要防滲措施。自1998年長江三峽工程二期圍堰混凝土防滲墻取得成功以后,我國的防滲墻技術(shù)總體上達(dá)到了國際領(lǐng)先水平,近年來并不斷有新的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：混凝土防滲墻 技術(shù) 進(jìn)展
收稿日期; 2006 - 12 - 22 作者簡(jiǎn)介:夏可風(fēng)(1943 - ) ,男,教授級(jí)高級(jí)工程師,從事專業(yè)41年。
1 概述 我國的水利水電工程采用混凝土防滲墻技術(shù)始于上世紀(jì)50年代。1958年湖北省明山水庫創(chuàng)造了預(yù)制連鎖管柱樁防滲墻。同年在山東省青島月子口水庫用這種辦法在砂礫石地基中首次建成了深20m、有效厚度43cm的樁柱式混凝土防滲墻。1959年在北京市密云水庫砂礫石地基中創(chuàng)造出一套用鉆劈法建造深44m、厚80 f 的槽孔型混凝土防滲墻的新方法,取得了巨大成功。
目前混凝土防滲墻已是覆蓋層地基和土石壩(圍堰)工程的主要防滲措施,并且擴(kuò)展到其他領(lǐng)域,近半個(gè)世紀(jì)以來防滲墻技術(shù)不斷向深度、難度和廣度發(fā)展,取得新的進(jìn)展。 2 防滲墻技術(shù)進(jìn)展 2. 1 工程規(guī)模增大,施工難度提高
(1)工程規(guī)模大 河北黃壁莊水庫除險(xiǎn)加固工程副壩混凝土防滲墻長度4860m、防滲面積27. 1萬m2、澆筑混凝土28. 4萬m3。所在地層為多層結(jié)構(gòu),砂層、卵石層和基巖溶蝕是造孔施工的主要困難。該工程是我國工程量最大的混凝土防滲墻,經(jīng)過4年施工于2003年完成。
四川獅子坪水電站,壩基覆蓋層主要為含漂卵礫石,深90～102m,混凝土防滲墻墻厚1. 2m,最大墻深101. 8m,這是已完成的最深的混凝土防滲墻,它標(biāo)志著我國混凝土防滲墻的施工能力已經(jīng)跨過百m深的水平。 (2)施工強(qiáng)度高 施工強(qiáng)度最高的是金沙江向家壩水利樞紐一期圍堰混凝土防滲墻,該防滲墻面積近5. 2萬m2 ,厚0. 8m,最大深度81. 8m,地層主要為砂卵礫石,要求5個(gè)月完成,組織了137臺(tái)沖擊鉆機(jī)、6臺(tái)抓斗和1臺(tái)液壓銑槽機(jī)同時(shí)施工,最大施工強(qiáng)度達(dá)到造孔1. 6萬m2 /月,成墻2. 4萬m2 /月。 (3)施工條件困難 四川冶勒水電站壩基覆蓋層主要為弱膠結(jié)卵礫石層,深度超過420m,壩基及岸坡混凝土防滲墻分上下兩段建造,上段在地面施工,下段在專門開挖的隧洞中施工,隧洞的頂部即上下兩墻的連接處進(jìn)行水泥灌漿。防滲墻總深度140m,防滲面積5. 5萬m2 ,其中下墻最大深度達(dá)到84. 85m,墻厚1.0m,為國內(nèi)在隧洞中建成的防滲墻的最大深度,工程于2004年建成,現(xiàn)在運(yùn)行良好。 (4)綜合難度大 長江三峽二期上游圍堰是綜合難度最大的代表性工程。二期上游圍堰長1439. 59m,高82. 5m,堰基為水下拋填卵石、原始砂卵石層、粉細(xì)砂層、風(fēng)化花崗巖體等,架空卵石、不穩(wěn)定粉細(xì)砂、風(fēng)化花崗巖中的塊球體,以及河槽側(cè)面基巖陡坡等不利地質(zhì)條件給施工帶來了極大的困難。圍堰防滲曾咨詢國外著名承包商,提出采用2道混凝土防滲墻和5排高噴防滲墻,工期要2個(gè)枯水期。我國設(shè)計(jì)和施工單位聯(lián)合攻關(guān),實(shí)際采用1道塑性混凝土防滲墻,河床深處局部2 道防滲墻,最大墻深73. 5m,成墻面積4. 1萬m2 ,墻下基巖通過預(yù)埋灌漿管進(jìn)行帷幕灌漿。 三峽二期圍堰在我國首次引進(jìn)了最先進(jìn)的液壓銑槽機(jī),配合抓斗、沖擊鉆機(jī),自1997年11月至次年5月完成。完成后基坑滲水量僅為設(shè)計(jì)的1 /20。該項(xiàng)目獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。 2. 2 施工方法不斷改進(jìn) (1)傳統(tǒng)沖擊鉆機(jī)不斷改進(jìn) 傳統(tǒng)的鋼繩沖擊鉆機(jī)引進(jìn)50年來,由于它具有能夠適應(yīng)各種地層、操作維修簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),至今仍被廣泛使用,而且不斷地改進(jìn)。主要的改進(jìn)之處有:增加反循環(huán)出渣系統(tǒng),變使用抽筒間斷出渣為使用泥漿反循環(huán)連續(xù)出渣,加大電機(jī)功率,改進(jìn)鉆頭形式,增大鉆頭重量,鉆頭重量由以往的1. 5 t增加到3～5 t;改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu),延長易損零配件壽命,提高機(jī)械的綜合性能。由于這些改進(jìn),增加了鉆機(jī)的沖擊功和耐用性,鉆孔工效顯著提高。 (2)先進(jìn)施工設(shè)備獲得推廣應(yīng)用 抓斗挖槽機(jī)和液壓銑槽機(jī)逐漸推廣應(yīng)用。特別是抓斗,由于其對(duì)地層的適應(yīng)性較廣,可以配備重鑿( 8～12 t)對(duì)堅(jiān)硬地層進(jìn)行沖鑿,工效高而設(shè)備價(jià)格適中,因此在許多工程中成為主力施工設(shè)備。鉆抓法和純抓法也成為應(yīng)用越來越多的施工方法。 液壓銑槽機(jī)工效高,造孔質(zhì)量好。冶勒水電站壩基隧洞中施工的防滲墻采用了高度僅為5. 2 m的低凈空液壓銑槽機(jī),在粉質(zhì)土、砂卵石和膠結(jié)巖中造孔平均工效達(dá)到68m2 /d,施工工效為同時(shí)施工的沖擊反循環(huán)鉆機(jī)的20倍。其主要缺點(diǎn)是設(shè)備價(jià)格昂貴,可適用的地層在我國西南地區(qū)不多。 (3)采用先進(jìn)的清孔技術(shù) 清孔是混凝土防滲墻施工的關(guān)鍵工序,以往由于清孔不徹底而導(dǎo)致防滲墻質(zhì)量缺陷的情況屢有發(fā)生?，F(xiàn)在除了沖擊反循環(huán)鉆機(jī)可以采用泵吸反循環(huán)清孔外,氣舉反循環(huán)也較多地應(yīng)用到工程中。四川田灣河仁宗海水電站82. 5m深混凝土防滲墻采用氣舉反循環(huán)進(jìn)行清孔施工,獲得良好效果。 (4)墻段接頭技術(shù)國際領(lǐng)先 墻段接頭技術(shù)取得了關(guān)鍵性的突破,中國水利水電基礎(chǔ)工程局科研所研制的專利“拔管技術(shù)”首次在黑龍江尼爾基水庫壩基4萬余m2 的防滲墻工程中, 112 個(gè)一期槽孔、222 個(gè)接頭孔全部采用拔管法施工,墻厚80cm,最大深度39. 75m, 100%獲得成功,為加快該工程的進(jìn)度作出了巨大貢獻(xiàn)。此后在其他工程中,拔管深度不斷加大,直至達(dá)到93. 5m (四川獅子坪水電站,接頭管直徑1. 0m) ,為深墻和高強(qiáng)度的混凝土防滲墻施工提供了有力的技術(shù)支持。 我國小浪底水利樞紐主壩二期防滲墻由法國地基公司施工,該項(xiàng)目采用橫向低強(qiáng)混凝土接頭和液壓銑槽機(jī)造孔,砂卵石地層,防滲墻最大深度70. 3m,厚1. 2m,長151m,僅93d就完成了全墻5101m2 的施工任務(wù)。由于該工程價(jià)格高、投入大,至今沒有國內(nèi)承包商打破記錄。 (5)人工挖孔成墻 盡管各種造孔機(jī)械競(jìng)相改進(jìn),但在某些特定的條件下原始的人工挖孔成墻仍有優(yōu)勢(shì)。陜西黑松林水庫壩基防滲加固工程混凝土防滲墻部分墻段(長42m,最大深度30. 5m)采用人工挖槽方式施工,主要地層為黃土和砂卵石層,基巖為砂巖,未進(jìn)行支護(hù)。施工表明在砂卵石和基巖的人工開挖工效高于沖擊鉆機(jī)工效。還有一些條件適宜的工程也采用過這種造孔方式,施工順利。 (6)混凝土或砂漿薄防滲墻 由于堤防和小型水庫防滲的需求,薄型混凝土防滲墻、砂漿防滲墻近10年來獲得了巨大的發(fā)展。這種防滲墻采用薄型抓斗、射水成槽機(jī)、鋸槽機(jī)或鏈斗式挖槽機(jī)在堤壩或地基中挖掘槽孔(或連續(xù)的溝槽) ,然后澆筑塑性混凝土或混凝土而成。不同的挖槽機(jī)械,適用的地層不同,可施工的防滲墻厚度和深度也不同。一般的薄型防滲墻厚度為20～40cm,深度20～40m。此法在挖掘連續(xù)的溝槽以后,也可以進(jìn)行垂直鋪塑(防滲膜)形成地基防滲結(jié)構(gòu)。 砂漿防滲墻通常是在地層中擠入成槽器具,通過它向地層注入漿液或砂漿,凝固后形成連續(xù)的防滲墻體。成墻深度一般在18m 以內(nèi),墻體厚度在7. 5 ～15cm之間。適用地層為砂性土和粒徑較小的砂礫石層。這類方法主要有振動(dòng)板樁墻法、振動(dòng)切槽法、振動(dòng)沉模法。 2. 3 墻體材料 近期以來,防滲墻墻體材料呈現(xiàn)多樣化。塑性混凝土、普通混凝土、高強(qiáng)混凝土和鋼筋混凝土都有應(yīng)用。 由于結(jié)構(gòu)受力的需要,小浪底水利樞紐壩基防滲墻采用了強(qiáng)度等級(jí)35MPa的高強(qiáng)混凝土,冶勒水電站壩基防滲墻混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到C90 40,是我國水工混凝土防滲墻材料強(qiáng)度最高的。高強(qiáng)混凝土防滲墻施工的困難主要在于墻段連接,一般來說必須采用技術(shù)或設(shè)備要求較高的拔管法或銑削法施工。 塑性混凝土已廣泛應(yīng)用到圍堰、堤防和小型水利工程中。長江三峽工程二期圍堰防滲墻全部采用了塑性混凝土和“柔性材料”(一種風(fēng)化砂砂漿) 。圍堰施工時(shí)塑性混凝土機(jī)口取樣試驗(yàn)R28 = 5. 04MPa, E =1. 284GPa, K = 2. 5 ×10 - 8 cm / s。經(jīng)過4年多運(yùn)行,拆除的墻體取樣試驗(yàn)成果R = 11. 4MPa, E = 5. 052GPa,K = 3. 2 ×10 - 10 cm / s。可以看出塑性混凝土后期強(qiáng)度、抗?jié)B性能增長較多,這與其他試驗(yàn)研究和觀測(cè)成果也是一致的,塑性混凝土不僅可以用于臨時(shí)工程、小型工程,完全也可以用于永久性工程和大型工程。我國的塑性混凝土水泥用量一般為140～320kg/m3 ,國外通常少于100 kg/m3。 自凝灰漿由水泥、水、膨潤土加入緩凝劑和分散劑配制而成,在防滲墻槽孔挖掘過程中不斷將這種漿液注入槽孔中起護(hù)壁作用,在槽孔開挖完成以后,護(hù)壁漿液自行凝固成為防滲墻體。固化灰漿防滲墻則是使用普通泥漿護(hù)壁造孔,槽孔完成后將槽內(nèi)泥漿置換或在泥漿中添加混合料,形成固化灰漿凝固成墻。 自凝灰漿和固化灰漿防滲墻作為一種快速和廉價(jià)的防滲技術(shù),在我國大亞灣核電站、長江三峽三期圍堰和一些大型深基坑防水幕施工中被采用,施工速度快,防滲效果好。其中南水北調(diào)中線一期穿黃工程北岸豎井外圍擋水帷幕固化灰漿防滲墻深71. 6m,是國內(nèi)外最深的。 2. 4 護(hù)壁泥漿技術(shù) 由于工程所在地粘土資源的困難、環(huán)保的要求和膨潤土泥漿的質(zhì)量優(yōu)勢(shì),近10年來,防滲墻造孔護(hù)壁材料越來越普遍地采用了商品膨潤土泥漿,這是我國混凝土防滲墻施工技術(shù)水平提高的重要標(biāo)志之一。 泥漿的處理劑不斷有新產(chǎn)品推出,MMH正電膠即是其中的一種,以正電膠為主處理劑配制的泥漿稱為正電膠漿液。不久前田灣河水電站混凝土防滲墻工程在松散粉細(xì)砂等易坍孔擴(kuò)孔的地層中,使用正電膠泥漿造孔,不僅泥漿性能大大改善,有效地抑制了地層坍塌,同時(shí)節(jié)約了大量的膨潤土。 國外采用了一種新型的環(huán)保泥漿(超級(jí)泥漿) ,我國也進(jìn)行了試驗(yàn)性應(yīng)用。這種泥漿以高分子聚合物聚丙烯酰胺與水調(diào)制而成,是一種無土泥漿,它不與造孔產(chǎn)生的泥渣發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng),濾出的渣土可及時(shí)分離運(yùn)走,泥漿循環(huán)使用,不產(chǎn)生大量的廢漿。目前這種泥漿材料尚未實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,大面積推廣尚需時(shí)日。 基于環(huán)保和降低成本的考慮,泥漿凈化和循環(huán)使用已經(jīng)成為施工的基本要求。 2. 5 墻下帷幕灌漿 由于防滲墻的施工深度有限,或者防滲墻下面的基巖透水性大,所以在許多工程中采用了防滲墻下接帷幕灌漿的防滲結(jié)構(gòu)形式。冶勒水電站壩基防滲墻部分地段下設(shè)3排孔的帷幕灌漿,其中2排孔通過防滲墻內(nèi)預(yù)埋灌漿管進(jìn)行,灌漿管平均埋設(shè)深度66m,最大78m,墻下灌漿深度最大57. 5m。第3排孔在防滲墻下游施工,鉆灌深度75. 5～119. 5m。新疆下坂地水庫壩基主要為冰積和沖洪積覆蓋層,最大深度149m,設(shè)計(jì)采用上墻下幕垂直防滲方案,墻深85m,墻下帷幕由5排孔組成, 1排孔灌漿通過在混凝土防滲墻內(nèi)埋管進(jìn)行,其他4排孔分別在防滲墻前后的覆蓋層中鉆灌。下坂地現(xiàn)場(chǎng)帷幕灌漿試驗(yàn)深度達(dá)到150m,采用孔口封閉灌漿法,這是我國最深的覆蓋層灌漿的記錄。下坂地工程現(xiàn)正在施工中。 2. 6 深基坑地連墻技術(shù) 水工混凝土防滲墻技術(shù)為其它建筑領(lǐng)域的深基坑施工創(chuàng)造了有利的條件。潤揚(yáng)長江公路大橋是我國公路橋梁建設(shè)史上規(guī)模最大、標(biāo)準(zhǔn)最高、技術(shù)最復(fù)雜的特大型橋梁工程, 其南汊懸索橋主跨徑長達(dá)1490m,位居中國第一、世界第三,南汊橋北錨碇要承受6. 8萬t的主纜拉力,被譽(yù)為“神州第一錨”,是大橋的關(guān)鍵部分,它要建設(shè)在一個(gè)江心洲的軟弱淤泥及松疏粉細(xì)砂層上,并且穿過軟弱地層坐落和深入到基巖。要開挖一個(gè)世界罕見、國內(nèi)第一的特大深基坑,中國的建橋?qū)＜以鵀橹M(jìn)行了長期的研究,比較了多種施工方案,最后選定水工混凝土防滲墻施工方法,僅用了5個(gè)月的時(shí)間完成了長69m,寬50m,厚1. 2m,平均深56. 5m的大型地下連續(xù)墻。潤揚(yáng)大橋北錨碇地連墻還擁有我國最重的鋼筋籠( 99. 4 t) 、最深的V型鋼板接頭(53. 2m) 、嵌入堅(jiān)硬基巖最深(花崗巖7. 1m)等多個(gè)單項(xiàng)全國第一。潤揚(yáng)大橋北錨碇地連墻的設(shè)計(jì)水平和施工質(zhì)量受到了交通部領(lǐng)導(dǎo)和國內(nèi)外專家的高度評(píng)價(jià)。此后利用類似技術(shù)還施工了武漢陽邏長江公路大橋南錨碇地連墻、廣州黃埔大橋南汊橋北錨碇地連墻、南水北調(diào)穿黃隧洞南北岸工作井等工程,它們的有些技術(shù)指標(biāo)超過了潤揚(yáng)大橋。 與一般水工混凝土防滲墻不同,深基坑地連墻由于同時(shí)具有承重、擋土、防滲的功能,施工后其墻內(nèi)土體要開挖掉,因此在混凝土強(qiáng)度、鋼筋籠設(shè)置、墻間接縫等方面要求更高。上述工程的建成標(biāo)志著我國的深基坑技術(shù)已經(jīng)達(dá)到很高的水平。 2. 7 防滲墻的質(zhì)量檢查和事故 防滲墻工程是隱蔽工程,工程質(zhì)量主要依靠施工過程(工序)質(zhì)量來保證?；炷练罎B墻墻體質(zhì)量檢查基本的方法仍是抽樣進(jìn)行鉆孔取芯、注水試驗(yàn),或墻頂開挖觀察等。隨著物探技術(shù)的發(fā)展和成熟,聲波透射等也越來越多地應(yīng)用到工程上。聲波透射可以通過鉆孔進(jìn)行,也可以專門預(yù)埋測(cè)試管進(jìn)行,還可以利用預(yù)埋的灌漿管進(jìn)行。 防滲墻施工一般來說是很安全的,但情況不明或處置不當(dāng)也可能釀成重大事故,特別是在病險(xiǎn)水庫處理時(shí)尤應(yīng)謹(jǐn)慎。近年來有一些工程在壩體混凝土防滲墻施工時(shí)發(fā)生了重大事故,導(dǎo)致了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重拖延工期。比較典型的是河北省某水庫副壩混凝土防滲墻施工中多次發(fā)生槽孔坍塌、壩體塌坑、壩體塌陷,其中最嚴(yán)重的一次塌坑面積46. 2m ×53. 5m,影響范圍127m ×79. 5m,最大塌陷深度12. 1m,一次流失壩體土體積3900m3。分析事故的原因,一是地質(zhì)條件復(fù)雜,壩基卵石層存在強(qiáng)滲漏帶,基巖上部有溶隙、溶槽、溶洞等集中滲漏通道;其次是施工工藝不適當(dāng),護(hù)壁泥漿質(zhì)量不好,堵漏措施不力等。 事故能控制在施工過程中還是幸運(yùn)的,更有甚者如四川某工程的圍堰防滲墻由于片面追求低價(jià)中標(biāo)等諸多原因,造成質(zhì)量低劣,竣工后基坑抽水時(shí)多處發(fā)生滲透破壞,從而不得不進(jìn)行全面“補(bǔ)強(qiáng)”,實(shí)際是重建一道面積為6萬多m2 新防滲墻,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,這可能是國內(nèi)外防滲墻歷史上最為嚴(yán)重的事故和教訓(xùn)。 3 工程實(shí)例 3. 1 工程概況
某地下變電站地連墻工程全部為地下結(jié)構(gòu),基坑開挖深度33. 4m,地下主體結(jié)構(gòu)采用框架剪力墻結(jié)構(gòu),基坑維護(hù)采用圓形地下連續(xù)墻。地連墻施工為本次輸變電工程中的重要環(huán)節(jié),地連墻外徑130m,周長408. 41m,墻厚1. 20m。地連墻選用液壓雙輪銑與抓斗聯(lián)合成槽施工,槽段連接采用工字鋼接頭。
該項(xiàng)工程由中國水電基礎(chǔ)局有限公司承建,于2006年1月18日正式成墻施工, 7月13日地下連續(xù)墻竣工,成槽18060. 62m3 ,澆水下混凝土16909. 61m3。 3. 2 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件 根據(jù)前期勘探孔資料,地連墻施工范圍內(nèi)地基土層自上而下大致分為三個(gè)層段: (1)人工填土 多為建筑地基,由碎磚、木樁、混凝土基礎(chǔ)及一部分塘泥組成,松散,厚度一般在3. 0～5. 0m; (2)粘土層 該層上部為粉質(zhì)粘土,飽和,可塑,局部夾少量薄層粉土,厚度0. 4～2. 4m,錐尖阻力一般為0. 66MPa;中部為淤泥質(zhì)粘土,飽和,流塑,局部夾粉土、粉砂,為上海地區(qū)典型的軟土層,厚度9. 4 ～17.6m,錐尖阻力一般為0. 55MPa;下部為粉質(zhì)粘土,很濕,軟塑,夾砂質(zhì)粘土,厚度6. 3～13. 0m,錐尖阻力一般為0. 72～0. 98MPa;
(3)砂層 該層為粉砂,飽和,中密～密實(shí),夾少量粘性土,含云母,厚度6. 2～11. 6m,錐尖阻力一般為19. 28MPa。砂層下部為粉質(zhì)粘土,平均層厚14. 76m。本工程基坑面積大,開挖深,基坑圍護(hù)所在的粉質(zhì)粘土與粉砂互層、砂性土可能對(duì)基坑產(chǎn)生流砂、管涌、坑底突涌以及承壓水沿地連墻、抗拔樁側(cè)壁滲透。
現(xiàn)場(chǎng)地基淺層地下水屬潛水類型,補(bǔ)給來源主要為降水、地表徑流,水位動(dòng)態(tài)為氣象型。 3. 3 地連墻施工
3. 3. 1 施工工藝流程 見圖1。
3. 3. 2 槽段劃分 圓形地連墻外徑130m, 周長408. 41m。分六個(gè)區(qū)施工,其中A、C、E三個(gè)區(qū)設(shè)有“T”型槽段,單元槽分Ⅰ、Ⅱ期施工, Ⅰ期槽40個(gè), Ⅱ期槽37個(gè),槽段劃分情況見圖2。
3. 3. 3 成槽方法
(1)使用抓斗抓取上部人工填土、粉質(zhì)粘土和砂質(zhì)粉土層,施工Ⅰ期槽孔時(shí),抓斗分三抓成槽;施工Ⅱ期槽孔時(shí),采用三抓或一抓成槽。
(2)抓斗抓至砂層后,使用液壓銑銑削下部砂層至孔底,施工方法與抓斗相同,施工Ⅰ期槽孔時(shí),分三銑成槽;施工Ⅱ期槽孔時(shí),采用三銑或一銑成槽。
(3)成槽質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)及措施
1)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) 槽孔長度允許誤差: ±3cm;
槽孔寬度: ≥1. 2m,允許偏差±2cm;
槽口位置偏差: ≤3cm;
成槽偏斜率: ≤1 /600 (1. 67‰) ;
墻頂中心線允許偏差: ±2cm;
2)質(zhì)量控制措施 導(dǎo)墻施工時(shí)準(zhǔn)確定位,確保槽孔口位置的準(zhǔn)確。抓斗開槽時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)槽孔偏差控制斗體下放位置,將斗體中心線對(duì)正槽孔中心線,緩慢下放斗體抓取地層,以此保證槽孔垂直。液壓銑的銑削導(dǎo)架上配備有測(cè)斜儀,隨時(shí)可以監(jiān)測(cè)成槽的偏斜情況,從而指導(dǎo)操作手調(diào)整施工,控制成槽偏斜率在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)。
成槽達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,進(jìn)行槽孔驗(yàn)收,驗(yàn)收項(xiàng)目包括槽孔深度、寬度和偏斜情況。采用超聲波測(cè)井儀進(jìn)行測(cè)量。該儀器可同時(shí)測(cè)繪X軸和Y軸兩個(gè)方向的孔形,并打印地連墻槽形圖譜,對(duì)圖譜進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,可以直接指導(dǎo)下一步施工。
3. 3. 4 墻段連接方法 本工程墻段連接采用工字鋼法。在Ⅰ期槽鋼筋籠的兩端焊接工字鋼作為墻段接頭,鋼筋籠及工字鋼下設(shè)安裝后,開始澆筑混凝土,同時(shí),隨著混凝土面的上升在槽孔兩側(cè)的空腔內(nèi)填碎石,要求碎石頂面高出混凝土面一定高度。Ⅱ期槽成槽后,下設(shè)鋼筋籠,澆筑混凝土,從而實(shí)現(xiàn)墻段連接。
3. 3. 5 固壁泥漿及清孔換漿方法 地連墻槽孔施工時(shí),采用膨潤土泥漿進(jìn)行護(hù)壁。膨潤土選用山東濰坊鈣基二級(jí)膨潤土。
槽孔終孔驗(yàn)收合格后,采用液壓銑及泥漿凈化系統(tǒng)聯(lián)合進(jìn)行清孔換漿。經(jīng)凈化后的泥漿流回到槽孔內(nèi),如此循環(huán)往復(fù),直至回漿達(dá)到混凝土澆筑前槽內(nèi)泥漿的標(biāo)準(zhǔn)。
清孔換漿過程控制措施及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):
1) 嚴(yán)格控制新制泥漿性能,調(diào)整配合比,滿足槽孔穩(wěn)定和固壁要求;
2) 循環(huán)泥漿性能檢測(cè),質(zhì)量未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的泥漿應(yīng)及時(shí)改善,措施包括調(diào)整材料用量、加入高質(zhì)量的泥漿混合。
清孔換漿工作結(jié)束后1h,進(jìn)行檢查,合格標(biāo)準(zhǔn)為:孔底淤積厚度≤10cm;密度≤1. 18 g/m3 ; 1006型漏斗粘度19～25 s。
3. 3. 6 混凝土澆筑 混凝土澆筑施工要點(diǎn):
(1)采用泥漿下直升導(dǎo)管法澆筑,各套澆筑導(dǎo)管同時(shí)開澆。導(dǎo)管距孔底15～25cm左右,跑球法開澆;
(2)槽孔澆筑導(dǎo)管距孔端1. 0～1. 5m,中心距不大于4. 0m,根據(jù)本工程槽孔劃分情況,布置一套或兩套混凝土澆筑導(dǎo)管;
(3)各導(dǎo)管均勻進(jìn)料,混凝土面高差不大于0. 5m,導(dǎo)管埋深宜控制在2 ～8m,不得小于1m,不宜超過10m; (4)澆筑過程中每隔1～2h檢測(cè)槽口熟料的坍落度,要求熟料入倉時(shí)坍落度18～22cm; (5)澆筑過程中,每間隔30min或每澆筑2～3車混凝土后測(cè)一次槽內(nèi)混凝土面。在現(xiàn)場(chǎng)繪制澆筑圖,以此作為拆卸導(dǎo)管的依據(jù)。在開澆和終澆階段應(yīng)縮短測(cè)量混凝土上升面的間隔時(shí)間。 (6)混凝土面平均上升速度不得小于2m /h,終澆高程不低于% 3. 0m; (7)混凝土開澆時(shí),應(yīng)保證混凝土供應(yīng)連續(xù)。若出現(xiàn)中斷后,必須在40min內(nèi)恢復(fù)。 4 結(jié)束語 (1)隨著我國水利水電和整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,混凝土防滲墻應(yīng)用越來越廣泛,施工技術(shù)快速進(jìn)步, 1998年完成的三峽二期圍堰混凝土防滲墻標(biāo)志著我國的防滲墻技術(shù)總體上已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
(2)我國西部地區(qū)還有不少工程位于深厚覆蓋層地基上,需要建造深度大于100m的混凝土防滲墻,更深更厚墻體材料更優(yōu)的地連墻在其他建筑領(lǐng)域也有需求,圍堰工程的混凝土防滲墻要求盡可能地高強(qiáng)度快速施工,這些都給混凝土防滲墻技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。 (3)大型高效的防滲墻施工設(shè)備國產(chǎn)化率仍然不高,需要工程機(jī)械和相關(guān)單位協(xié)力攻關(guān)取得突破。同時(shí)國內(nèi)的市場(chǎng)環(huán)境抑制了防滲墻工程價(jià)格,使得許多工程施工無法采用先進(jìn)設(shè)備和先進(jìn)技術(shù),有的甚至進(jìn)行常規(guī)生產(chǎn)都有困難。一些大型混凝土防滲墻創(chuàng)造的高強(qiáng)度施工記錄也多是加大施工密度,依靠人海戰(zhàn)術(shù)(當(dāng)然需要嚴(yán)格高效的管理) 。這種局面需要改變。 (4)防滲墻技術(shù)是成熟的,工程質(zhì)量是可靠的,但對(duì)施工隊(duì)伍及其管理者的素質(zhì)要求也較高,忽視這一點(diǎn)也會(huì)造成災(zāi)難性的后果。 |
| 原作者： 夏可風(fēng) |
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