摘要文章结合凤阳山水库,围绕砼防渗墙技术在施工过程中的工艺流程、方法以及难点等问题进行了探讨。
关键词砼防渗墙技术;凤阳山水库
1凤阳山水库概况
凤阳山水库位于淮河流域濠河东支上游,距凤阳县城23km,距京沪铁路及临淮关镇22km。水库集水面积146.2km2,总库容9906万m3,是一座以灌溉、城市供水、滞洪、养殖等综合利用的中型水库。
水库枢纽工程由土坝、泄洪闸、放水涵洞等建筑物组成,枢纽工程等别为Ⅲ等,枢纽建筑物设计洪水标准重现期100年一遇,土坝校核洪水标准重现期5000年一遇,泄洪闸校核洪水标准重现期2000年一遇。大坝全长690.0m,最大坝高53.7m,由于水库存在防洪标准不足,坝体施工质量差,渗漏严重等隐患,经安全鉴定,水库大坝属三类坝。经地质钻孔揭示,组成坝身土层主要由重粉质壤土,中粉质壤土,粘土及重粉质壤土夹碎石,中粉质壤土夹碎石等地层。组成坝基地层主要为淤泥,淤泥质粘土,粘土,重粉质壤土,淤泥质重粉质壤土夹砾砂,砾砂层,粘土夹风化及石英岩强风化层。
大坝防渗方案采砼防渗墙方案,即采用砼防渗墙在坝身坝基中形成一道垂直防渗体。混凝土防渗墙做在坝顶,防渗墙顶部高程56.2m(坝顶以下1.0m),底部深入基岩1.0m,防渗墙厚度根据施工机械的施工需要采用0.4 m,砼标号C30。砼防渗墙其物理力学指标要求如下:抗压强度:R28≥15.0MPa;渗透系数k<i×10-7cm/s(1<i<10);允许渗透比降:[J]>80。砼防渗墙施工,采用液压开槽机造孔,泥浆护壁,泥浆下浇注砼,浇注砼采用刚性导管法。砼顺竖向管下落,利用导管隔离泥浆,使其不与砼接触,导管内的砼依靠自重压挤下部导管出口的砼,并在已灌入的砼体内流动、扩散上升,最终置换出泥浆,保证砼的整体性。
2砼防渗墙施工工艺流程
通常而言,砼防渗墙施工过程中,其工艺一般要经过一期槽孔、二期槽孔两个大的施工阶段,其流程大致需要经历18个步骤,具体为:
水、电、交通等准备→场地平整加固→修筑导墙→施工平台→浇筑施工便道组装挖槽机械一期槽孔建造→清孔换浆→下设浇筑导管和安装预埋管→浇灌混凝土→拔出接头管→二期槽孔施工→混凝土搅拌运输系统→砂石系统→泥浆系统布置→制浆→造孔泥浆→清孔泥浆→泥浆回收净化→废物渣土排弃。
3砼防渗墙的施工方法
一般而言,砼防渗墙的施工过程中的主要方法有:①采用液压抓斗成槽。②采用粘土泥浆护壁。③置换泥浆抓斗清孔。④混凝土搅拌站拌和混凝土。⑤混凝土输送泵输送混凝土。⑥泥浆下直升导管法浇筑混凝土。⑦采用“接头管法”进行Ⅰ、Ⅱ期槽段连接。⑧16t吊车辅助混凝土浇筑。
在施工前,先进行混凝土和泥浆的配合比及其性能试验,报送审查批准,并在防渗墙中心线上进行施工现场试验,取得有关造孔、成槽、泥浆固壁、墙体混凝土浇筑、接头管起拔等资料及经验,经批准,再正式开展防渗墙施工作业。
4砼防渗墙施工重点和难点
1)垂直度控制防渗墙墙体较薄,对防渗墙的垂直度要求较高,本工程要求垂直度小于0.4%,为保证两槽孔之间的有效连接,必须保证一期槽孔的接头孔的垂直度偏差小于0.3%。在成孔过程中自上而下分段检查垂直度出现大于要求的偏差,经修凿符合要求后继续钻进,从而保证端孔垂直度,为防渗墙的垂直度和连续性打好基础。
2)槽孔入岩控制为保证砼防渗墙槽孔嵌岩深度,首先要精心施工先导孔,取得比较准确的岩位资料,确定槽孔深度,在施工中入岩强风化部分由液压抓斗完成,中风化及弱风化由冲击钻完成,槽孔入岩情况可根据钻孔的进尺情况、孔底捞碴情况、孔深等多种因素,确定槽孔的嵌岩情况是否满足设计要求。
3)防止槽孔劈裂与塌孔槽孔施工时如何防止塌孔也是技术的关键点之一,应该采用合理的槽段长度划分、槽段间的间隔分序以及控制好泥浆质量等措施防止糟孔劈裂。制备的泥浆除要有悬浮排碴能力外,最主要是保证槽孔壁稳定的固壁作用,在固壁方面,泥浆的胶体率和失水量指标尤为重要,较高的胶体率和较小的失水量能保证泥浆性能的稳定,避免槽孔壁出现塌孔情况。即便如此,仍然在坝顶工作面上备一定量的粘土、膨润土,以防万一。
4)槽底清渣作为防渗墙质量控制的重要指标之一是槽底沉渣厚度,为达到设计和规范要求槽底沉渣小于10cm的指标,必须做好三方面工作,首先准备充足的符合要求的优良泥浆;其次是清孔换浆方法,我们将采用泵吸反循环或气举反循环从槽孔一端到槽孔另一端来回清槽,直到槽内都充满置换的泥浆;再次是砼浇筑和各种预埋工作准备充分,缩短清槽至浇筑开仓的时间。
5)砼浇筑本工程的水下砼浇筑除常规的水下砼浇筑控制要求外,着重是要控制三根浇筑导管同步进料,使槽孔中各点砼浇筑面上升速度基本一致,避免各点不均匀上升,砼侧向挤压造成预埋管变形,而影响下一道工序施工。
5特殊情况处理
1)在防渗墙造孔成槽过程中,遇到孤石、大块砼及砖块、木头等,采用正常成槽手段难以快速成槽时,在考虑孔壁安全的前提下,用重锤法或其他方法处理。
2)造孔成槽过程中出现塌孔、大坝裂缝现象,立即处理,对固壁泥浆配比及造孔手段进行调整,确保孔壁稳定,对施工过程中产生的裂缝,采取加固措施进行处理。
3)在成槽过程中,对固壁泥浆漏失量作详细测试和记录,当发现固壁泥浆漏失严重时,应及时堵漏和补浆,采取措施进行处理。现场备有堵漏材料,如:粘土球、锯末、水泥和足够泥浆。适当调整泥浆配比,并适当放缓挖槽速度,待固壁泥浆漏失量正常后再恢复正常挖槽,必要时向泥浆中掺加堵漏剂。
6结束语
砼防渗墙可以很好的解决坝基和坝身渗漏问题,适用于各类地层,防渗墙可做成塑性,适应坝体的变形和不同高程的应力应变条件。已为多项工程所证实,我国有很多成功运用的经验,造价较低,因此,要充分掌握其施工重点和难点,确保砼防渗墙技术在水库大坝防渗中起到应有的作用。
参考文献
[1]左风霞,王腾飞.河北水利水电技术[J].砼防渗墙技术,2002,3.
[2]徐高有,彭灿华.”三钻二抓”造砼防渗墙技术在水库除险加固的应用[J].中国高新技术企业.2010,16.下载本文