水库大坝薄壁防渗墙施工技术

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 水库大坝薄壁防渗墙施工技术 摘要：混凝土防渗墙技术已广泛 用于病险水库土石坝的防渗加固，本文 通过该技术在水库除险加固工程中的应 用，介绍了薄壁液压抓斗法混凝土防渗 墙的施工技术要点及注意事项。 中国论文网 /2/view-12908142.htm 关键词：薄壁液压抓斗 导墙 泥 浆护壁 塑性混凝土 薄壁液压抓斗法新的防渗墙施工 技术出现于 20 世纪 90 年代，此项技术 适用于坚硬的土壤与砂砾石中成槽，成 槽深度可达 60 米，此项技术不仅降低 了工程造价，而且提高了工程施工速度， 一台液压抓斗成槽平均工效为 125m2/d，此项技术已在水库除险加固 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 工程中得到了推广运用。 1、工程概况 水库主坝为均质土坝，坝顶高程 60m，坝顶长 380m，坝顶宽 5m，最大 坝高 19m。水库在多年运行后主坝存在 坝身渗流稳定、坝坡稳定、坝基渗漏和 坝肩绕坝渗漏等问题，严重威胁坝体安 全和正常效益的发挥，被水利部列为病 险库。 坝址区出露的地层岩性为前震旦 系板溪群第六段浅变质岩、千枚岩及第 四系松散堆积层。坝址区构造形迹主要 表现为断层和裂隙。地层概况由上而下 为：（1）614m 厚的黏性壤土； （2）河床砂卵石层其厚度约为 2.95.2m， （3）河床岩石表面呈全风化 为其厚度约为 2.95.2m， （4）强风化 带岩石厚度约为 3.18.5m，弱风化岩 石厚度约 7.513.0m，下伏微新岩石。 2、混凝土防渗墙成墙技术工艺 2.1、造孔成槽 2.1.1 布置施工平台 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 抓斗施工平台设置在防渗墙轴线 下游侧，原坝顶宽度只有 5m 不能满足 抓斗施工所需 12m 宽的施工平台的要求。 经业主同意将坝顶高程降低 0.5m 至 59m 并将防渗墙轴线向上游平移 1.0m，另外将降坝的土料填筑到坝体下 游侧，以保证抓斗施工平台的宽度。在 防渗墙轴线的下游侧设置平行坝轴线的 排渣排水沟，断面尺寸 4040cm，再按 40m 间距修建垂直防渗墙轴线的排渣排 水沟，将废渣p 废水排至下游坝脚， 所有废渣运至弃渣场。 2.1.2、修筑导向槽 导向槽是在地层表面沿地下连继 防渗墙轴线方向设置的临时构筑物。导 向槽起着标定防渗墙位置、成槽导向、 锁固槽口；保持泥浆液面；槽孔上部孔 壁保护、外部荷载支撑的作用。导向槽 的稳定是混凝土防渗墙安全施工的关键。 本工程导向槽两侧墙体采用倒 l 型断面， 现浇 c15 混凝土构筑，槽内净宽 45cm，顶面高于施工场地 10cm 以阻止 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 地表水流入。其结构见下图： 2.1.3、抓斗成槽 土石坝防渗墙开槽施工工艺主要 锯槽法和挖掘法。锯槽法主要有往履射 流式开槽、链斗式开槽、液压式开槽； 挖掘法主要有冲击钻法、抓斗法、冲抓 结合法。根据本工程地质条件及生产性 试验确定采用挖掘法中抓斗法，并制定 了“三抓法”的施工方案，即采用 kh-180 液压抓斗机先抓取槽段的主孔再抓取中 间的副孔成槽。 2.1.3.1 槽段划分 槽段划分为 虿鄱危 根据设备及地质条件确定 虿 鄱慰挖长度同为 7.5m，每个槽段分为 两个主孔及一个副孔，先施工虿鄱 危后施工虿鄱巍 2.1.3.2 槽段成槽 槽段成槽采用“ 三抓法 ”，在导向 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 槽上放样标识孔位，将抓斗对正孔位后 进行垂直造孔。首先施工槽段两端 2.8m 的主孔，主孔完成后再抓中部 1.9m 的 副孔。主、副孔完工即该施工槽段成槽 完工，经监理确定岩层岩性，并最终确 定该施工槽段成槽深度。 2.2、护壁泥浆 泥浆在造孔成槽过程中起固壁、 悬浮、携渣、冷却钻具和润滑的作用， 成墙后还可增加墙体的抗渗性能，本工 程泥浆采用膨润土拌制，泥浆配合比为 水 1000kg、膨润土 50kg 、na2co31 kg；固壁泥浆性能指标密度1.1g/cm3 如漏斗粘度25s、含砂量3%。 新制泥浆经过 24h 膨化后，利用 供浆管输送至槽孔内使用，成槽及槽段 浇筑过程中回收的泥浆，经净化后可重 复使用。槽孔孔口泥浆面在成槽过程中 保持在导向槽顶面以下 3050cm 范围 内。 2.3、防渗墙体灌筑 混凝土防渗墙是在泥浆下灌筑混 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 凝土，本工程是采用刚性导管法进行墙 壁体灌注，混凝土竖向顺导管下落，利 用导管隔离泥浆，使其不与混凝土接触， 导管内混凝土依靠自重压挤下部管口的 混凝土，并在已灌入的混凝土体内流动、 扩散上升，最终置换出泥浆，保证混凝 土的整体性。 2.3.1、清孔换浆 槽段终孔验收合格后进行清孔， 清孔采用抓斗抓取淤泥，利用下设潜水 排污泵抽浆，并及时用新鲜泥浆补充。 清孔换浆结束 1h 后，达到下列标准： 孔底淤积厚度不大于 10cm； 泥 浆参数为：槽内泥浆比重不大于 1.1g/cm3，粘度不大于 35s，含砂量不 大于 3%。清孔换浆工作可以结束。 槽段清孔换浆结束前将钢丝刷子 安装在抓斗斗体上，紧贴一、二期混凝 土结合面，分段上下反复提动，达到刷 子上不带泥屑，孔底淤积不再增加，即 接头面清洗合格。 2.3.2、槽段混凝土灌注 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 2.3.2.1、清孔换浆结束后，下设 混凝土灌注导管，导管内径为 200mm。一期槽段长度为 7.5m，下设 三套导管，两侧导管距槽端 11.5m； 二期槽段由于套抓接头，槽段长度为 8.2m，下设三套导管，两侧导管距孔端 1.0m；同时，槽段内导管间距不大于 3.5m。导管底部距槽孔底板不大于 25cm，当槽底高差大于 25cm 时将导管 置于控制范围的最低处。 2.3.2.2、灌注前导管内置入可浮 起的隔离塞球，灌注时先注入水泥砂浆， 随即注入足够的混凝土，挤出塞球并埋 住导管底端，避免混凝土与泥浆混合。 2.3.2.3、灌注过程中每 30min 测 量一次混凝土面，每 2h 测量一次导管 内混凝土面，根据混凝土面上升情况， 决定导管的提升长度。导管在混凝土内 的埋深最小不得小于 1.0m，最大不得大 于 6.0m，在保证埋深的前提下，随着混 凝土面的上升，用吊车提升导管，并将 顶部的部分导管拆除。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 2.3.2.4、槽孔内混凝土面上升至 槽口时，采用泥浆泵抽出浓浆，并提升 导管，减小埋深，增加混凝土的冲击力， 直至混凝土顶面超出设计墙顶标高 0.5m，即可停止浇筑，拔出导管。 2.4、槽段接头处理 相邻槽段的衔接部分即为接头， 本工程采用钻凿法进行接头连接，即一 期槽段浇筑完毕后 12 小时后，视混凝 土强度进行二期槽段造孔时，将一期槽 段混凝土套抓 35cm，以保证接头质量。 3、混凝土防渗墙成墙技术应用 常出现的问题 3.1、坍塌、漏浆 槽段在成槽过中会出现局部坍塌 和大面积坍塌，当出现局部坍塌时加大 泥浆密度，出现大面积塌孔时用优质粘 土（掺入 20%水泥）回填到坍塌处以上 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 12m，待沉积密实后再进行施工，同 时在相应地段减小了槽段开挖长度。 槽段成槽开挖过程中，有时会出 现的漏浆现象，出现漏浆现象常采用处 理措施有（1）平抛粘土，加大泥浆比 重或抛入锯末进行堵漏；（2）松散地 层，造孔应循序渐进，预防在先，稳中 求快；（3）证泥浆供应强度和质量， 发现漏浆及时补充；（4）对漏失严重 的地层用速凝水泥等特殊材料处理，必 要时还应对槽孔进行回填。 3.2、导管堵塞 成墙灌注混凝土过程中有时会出 导管堵塞，针对导管堵塞采用捣、顿方 法疏通，如果无效将导管全部拔出、冲 洗、并重新下设，用泥浆泵抽净导管内 泥浆后继续浇筑，同时还要核对混凝土 面高程及导管长度，确认导管的埋入深 度。 4 混凝土防渗墙成墙技术施工中 的难点 4.1 地质方面 由于本工程有一 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 段地层粉细砂层厚度达，给施工 带来极大难度。粉细砂由于颗粒细小， 比表面积大，在动力作用下易液化，施 工作业时难以对其结构进行破坏，易发 生如下问题： （）粉细砂地层不易抓取，施工回次 多、工效低、进尺慢。 （）斗齿不易 深入粉细砂地层，特别是液压抓斗需要 在原处反复开斗合斗，施工中地层易产 生台阶，如果不及时进行处理，槽段出 现台阶就难以连续，就会出现质量事故。 （）粉细砂地 层不稳定，槽孔易坍塌，因此也就易发 生埋钻事故。4.2 机器方面工艺 （）由于粉细 砂地层结构难以克取，抓斗连续作业时 间长，主机损耗大，机械故障率较高。 设备长期处于超负荷运转，动力不足， 液压油温升高很快，加之反复抓取，斗 体极易磨损，一方面斗体需勤补焊严重 地影响进尺，另一方面由于斗体磨损后 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 槽孔宽度难以保证，因此极易产生卡斗 及孔内事故。 （）由于粉细砂层抓斗施工工效低， 加之进尺慢，槽孔浸泡时间长，容易导 致塌孔现象。 ；加之砂石料供应跟不上， 也成为制约工期的因素。 5机器和施工工艺方面的改进 措施 5.1 机器设备方面 （）加强抓斗设备的日常养护。 每班交班前停机半小时以便检查设备状 况，接班后检查机油柴油水等日常项目， 保证抓斗的完好率，确保正常施工。 （）液压系统中加水冷却器降低油温。 （）在导向槽两侧加支撑补强，增大 其刚度。 （）针对斗体易损坏，修补 时间长，严重影响施工进度的问题，采 取重新加工新斗体和补强易损坏的部位。 新加工的斗体由原设计承受 的力增加一倍为承受的力。 油缸变大，连杆变粗，大大减少了事故 率，提高了纯抓时间。5.2 施工工艺方 面 成槽是制约施工工期的关键。首先 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 对粉细砂层采取措施，采用气举反循环 法或射水成墙法来专门施工粉细砂层， 一般在底部 18左右，通过粉细砂层后， 气举反循环法或射水成墙法工效明显降 低再改为抓斗抓槽施工，直至成槽以及 清孔均由抓斗完成。气举反循环法： 反循环是交通部门的一项专利技术、技 术先进、设备简单、开槽连续、质量可 靠，是近年防渗墙施工的一项新技术， 工效高、成墙连续，在隐蔽工程防渗墙 施工中，将喷气管接在冲击器上，压缩 的气体通过管路到达孔底，压缩气体挟 带碎渣返回孔口，达到进尺的目的。地 层适应性强，特别适用于砂层及砂卵石 层。射水成墙法：利用水泵和特制成 型器中的射水装置所形成的高速水流的 冲击力，淘刷土质、砂土地基，水土混 合使泥沙溢出地面，并通过成型器修整， 泥浆固壁，形成规格尺寸槽孔，墙体厚 度，深度可达 ，垂直度小于。射水 法造墙机由造孔机、浇筑机、混凝土搅 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 拌机三部分组成。适用于密实黏土、严 黏土、淤泥，特别适用于砂层。 7、结束语经过上 述一系列的改造和改进以后，工程施工 得以