1四川某电站框格式连续墙施工技术

浅谈框格式连续墙施工技术措施浅谈框格式连续墙施工技术措施 摘要 摘要 四川某水电站导流明渠的部分基础处理采用框格式混凝土连续墙 如何保证其结构的整体性 是影响工程进度 质量等的关键 本文就该项目介绍几点关于框格式混凝土连续墙的施工技术措施 关关键词键词 框格式混凝土连续墙 成槽 墙段连接 混凝土浇筑 施工技术 桐子林水电站 1 工程简介工程简介 桐子林水电站位于四川省攀枝花市盐边县境内的雅砻江干流上 水电站枢纽建筑物由重力式 挡水坝段 河床式电站厂房坝段 泄洪闸 7 孔 坝段等建筑物组成 坝顶总长 440 43m 最大坝高 71 3m 导流明渠布置在右岸滩地上 导流明渠渠身段底宽 63 8m 明渠中心线混凝土底板长 609 773m 导流明渠下游段 0 220 0 340 498 采用框格式混凝土连续墙对明渠左导墙和底板基础 进行整体加固 图 1 框格式连续墙就是由纵横相连的混凝土墙组成 其垂直水流方向 横向 和 顺水流方向 纵向 墙体中心间距均为 10 0m 顺水流方向设置 4 道墙 墙厚 1 2m 最大墙深约 30 0m 连续墙混凝土强度等级为 C30F50W8 设计墙体面积 21100m2 主要工程量 连续墙混凝 土 25320 m3 钢筋 2110 吨 接头钢板 3600t 图 1 框格式混凝土连续墙平面图 单位 m 2 施工重难点施工重难点 为保证框格式连续墙的整体性 设计采用 十 字型钢板进行 期墙段之间的连接 地下连续墙分期施工存在很多接头 墙段连接处需有足够的强度传递内力以加强墙体的整体 性确保连续墙运行安全 因此槽段连接对地连墙的质量至关重要 可以说单元槽段间的连接结构 是地连墙的核心环节 而槽段接头形式也就是连续墙施工工艺的关键技术之一 3 施工程序施工程序 连续墙分两期施工 先施工 期槽 后施工 期槽 其中 一 字型单元槽段为 期槽 刷洗接 头 浇筑混凝土 结束 转下一槽孔 钢筋笼 接头板 加工 临建系统 组装施工机械 泥浆系统建造 连续墙造孔成槽 清孔换浆 下设钢筋笼 导管下设接头箱 砼拌和 输送 排污净化系统 导墙及施工平台建造 制 浆 弃渣场 泥浆净化 回收系统 期槽 期槽 期槽 期槽 L 型 T 型 十 字型为 期槽 连续墙单元槽段施工程序见图 2 图 2 连续墙单元槽施工程序 4 主要施工方案主要施工方案 4 1 导墙及施工平台搭建导墙及施工平台搭建 平台采用钢筋混凝土结构 厚度 0 3m 底部铺设 10 400mm 400mm 的钢筋网 导墙采用 钢筋混凝土 L 形断面 导墙高 1 5m 底宽 1 2m 内侧净宽 1 25m 导墙内在上 中 下 3 个 断面共布置 18 根 22mm 纵向受力钢筋 墙体材料为二级配 C25 混凝土 钢筋选用 级筋 4 2 连续墙造孔成槽连续墙造孔成槽 连续墙施工分两期进行 先施工 期槽孔 后施工 期槽孔 其中 L 型 T 型 十 字型基本槽长为 2 8m 一铣或一抓宽度 一 字型单元槽段基本槽长为 7 2m 单元槽段采用铣 削法和抓取法相互配合的成槽方法 对于上部覆盖层采用液压铣槽机直接铣削成槽 或抓斗抓取成 槽 下部基岩采用液压铣槽机直接铣削成槽 连续墙施工时所遇的主要地层为粉砂质粘土层和砂页岩 考虑使用连续墙成槽施工机具有 宝峨 CBC25 型液压铣槽机 宝峨 BC40 型液压铣槽机 利勃海尔 HS855HD 机械抓斗 金泰 SG40 液压抓斗 4 3 固壁泥浆固壁泥浆 泥浆在连续墙施工中的作用主要是保持孔壁稳定 悬浮钻渣以及冷却钻具 根据工程实际情 况 本工程拟采用膨润土泥浆进行护壁 分散剂采用工业碳酸钠 Na2CO3 降失水增粘剂为中粘 图 2 3 5 液压铣槽机泥浆净化流程 图 3 液压铣槽机清孔方法示意图 类羧甲基纤维素钠 CMC 配制泥浆用水拟采用系统水 使用前将水样送有关部门进行水质分析 以免对泥浆性能产生不利影响 膨润土泥浆配合比见表 1 表 1 膨润土泥浆配合比表 水 L 膨润土 kg 碳酸钠 kg 100080 1003 4 泥浆搅拌设备选用 1 0m3 2 0m3高速泥浆搅拌机搅拌 在钻进过程中 槽孔内的泥浆由于岩 屑混入和其它处理剂的消耗 泥浆性能将逐渐恶化 必须进行处理 处理方法是 被使用过的泥 浆通过泥浆净化系统 将土颗粒和碎石块除去 然后把干净的泥浆重新送回到槽中 在槽孔和储 浆池周围应设置排水沟 防止地表污水或雨水大量流入后污染泥浆 被混凝土置换出来的泥浆距 混凝土面 2m 以内的泥浆 因污染较严重 应予以废弃 4 4 清孔换浆和接头孔的刷洗清孔换浆和接头孔的刷洗 1 本工程清孔换浆方法主要采用液压铣清孔 见图 3 槽孔终孔并验收合格后 即采用 液压铣槽机进行清孔换浆 将铣削头置入孔底并保持铣轮旋转 铣头中的泥浆泵将孔底的泥浆输 送至地面上的 BE500 型泥浆净化机 由震动筛除去大颗粒钻碴后 进入旋流器分离泥浆中的粉细 砂 经净化后的泥浆流回到槽孔内 如此循环往复 直至回浆达到 混凝土浇筑前槽内泥浆 的 标准 在清孔过程中 可根据槽内浆面和泥浆性能状况 加入适当数量的新浆以补充和改善孔内 泥浆 清孔结束前在出浆管口取样 测试泥浆的全性能 其结果作为换浆指标的依据 根据清孔结 束前泥浆取样的测试结果 确定需换泥浆的性能指标和换浆量 用膨润土泥浆置换槽内的混合浆 换浆量一般为槽孔容积的 1 3 1 2 换浆量根据成槽方量 槽内泥浆性能和新制泥浆性能综合确 定 槽内抽出的泥浆通过回浆沟进入回浆池 成槽时再作为护壁浆液循环使用 2 接头孔洗刷 期槽段在清孔换浆前 应使用特制的接头刷洗机 见图 4 刷洗 期槽段 两端十字钢板上的泥皮或附着物 接头孔的刷洗是利用接头刷洗机的自重 通过调整钢丝绳位置 的方法使刷子对接头孔孔壁进行施压 在此过程中 利用吊车带动刷子不断的由孔底至孔口进行 往返运动 从而达到对孔壁进行清洗的目的 接头孔壁洗刷的结束的标准是接头刷洗机上基本不 带泥屑 并且孔底淤积不再增加 3 清孔换浆结束标准 清孔换浆结束后 1h 在槽孔底部 0 15 0 5m 部位取样 进行泥浆 试验 如果达到结束标准 即可结束清孔换浆的工作 结束标准 清孔换浆结束一小时后 槽孔 内淤积厚度小于 10cm 使用膨润土泥浆时 泥浆密度 1 15g cm3 马氏漏斗粘度 32s 50s 含 砂量 6 4 5 钢筋笼吊装钢筋笼吊装 本连续墙工程 钢筋笼结构可分为 一 型 L 型 十 型 T 型 因此本道墙体的 单个槽段的钢筋笼拟采用 铁扁担 起吊架 双钩起吊 根据估算最大钢筋笼约 50t 所用吊车 为 1 台 100t 和 1 台 50t 履带式吊机配合共抬 下设钢筋笼 4 6 墙段连接墙段连接 为保证框格式连续墙的整体性 设计采用 十 字型钢板进行 期墙段之间的连接 十 字钢板接头见图 4 图 4 十字接头钢板大样图 1 接头箱 为保证本工程的顺利实施 我单位有针对性的为本连续墙设计了专用接头箱 其结构形式见图 5 图 5 接头箱结构图 单位 mm 2 拔管机具 本工程拔管机具采用 BG420 100 全液压拔管机 BG420 100 全液压拔管机 为最新研制的产品 是目前国内地下连续墙施工中使用过的大口径 大吨位的液压拔管机 见表 2 槽钢 槽钢 先行施工槽段 砼墙 砼墙 钢筋 十字钢板 止浆薄钢板 1200 520 30 20520 表 2 BG420 100 型全液压拔管机的主要技术参数表 项 目单 位指 标 正常工作压力MPa25 最大工作压力MPa30 正常起拔力kN3600 最大起拔力kN4500 拔管提升速度mm min580 下降速度mm min1100 油缸行程mm750 拔管直径mm800 1200 工作时外形尺寸mm2200 2200 1770 单台重量kg1370 3 十字钢板接头和接头箱下设 施工顺序为先下设接头箱 后下设十字钢板接头 1 接头箱下设 采用吊车起吊接头箱 先起吊底节接头箱 对准端孔中心 垂直徐徐下放 一直下到削孔位置 用拔管机锁死 然后起吊第二节接头箱 用定位削连接后松开拔管机锁死装 置 用吊车下设第二节接头箱至孔内 用拔管机锁死 然后起吊第三节接头箱 直至孔底 2 十字钢板接头下设 为保证十字钢板接头下设定位的精度和免受混凝土冲击移位 将十字 钢板接头焊接在钢筋笼上 与钢筋笼一起整体下设 4 防止绕流措施 接头部位的接合钢板及侧钢板 接头钢材 由于下设不能完全紧贴槽壁 所以在接头钢材与槽壁 槽底之间就存在间隙 因此 在 期槽段浇筑混凝土时 接头钢材也不 可能防止混凝土从接头部位流出 一方面 如果混凝土从接头部位流出 要除去则非常困难 而 且也未必能满足作为基础的条件 所以必须采取适当方法可靠地防止接头部位混凝土的流出 5 十字钢板接头的保护措施 期槽段挖掘过程中 端孔内下设的接头箱可有效保护 期槽段的钢筋笼和十字钢板接头不被破坏 6 接头箱起拔 在 期槽孔靠近接头箱侧开挖成槽后 用吊车配合拔管机起拔接头箱 4 7 混凝土浇筑混凝土浇筑 1 连续墙墙体材料 连续墙墙体材料为 C30F50W8 混凝土 混凝土框格式连续墙取芯样本 材料抗压强度指标应满足表 3 要求 表 3 混凝土连续墙性能 28d 抗压强度 MPa 28d 弹性模量 MPa 28d 抗渗等级 14 3 30000 W8 2 混凝土原材料 水泥 不低于 42 5 水泥 粉煤灰不低于二级 水胶比不应大于 0 55 骨料 采用满足性能要求的人工骨料 最大粒径小于 40mm 砂 采用人工砂 细度 模数 2 4 2 8 膨润土或粘土 应满足制泥浆用土料要求 外加剂 各种外加剂应通过试验 确定 并符合 水工混凝土外加剂技术规程 DL T5100 1999 的有关规定 水 符合拌制混 凝土用水要求 混凝土施工物理特性指标要求如下 混凝土入孔时的坍落度为 18 22cm 扩散度为 34 40cm 坍落度保持 15cm 以上 时间应不小于 1h 混凝土的初凝时间应不小于 6h 终 凝时间不应大于 24h 混凝土的密度不应小于 2100kg m3 胶凝材料用量不少于 350kg m3 水胶比小于 0 6 3 混凝土浇筑导管和下设 浇筑导管 a 混凝土浇筑导管采用快速丝扣连接的 200mm 的钢管 应在每根导管的上 部和底节管以上部位设置数节长度为 0 3 1 0m 的短管 导管接头设有悬挂设施 b 导管使用前 做调直检查 压水试验 圆度检验 磨损度检验和焊接检验 检验合格的导管做上醒目的标识 不合格的导管不予使用 c 导管在孔口的支撑架用型钢制作 其承载力大于混凝土充满导管时 总重量的 2 5 倍以上 导管下设 a 导管下设前需进行配管和作配管图 配管应符合规范要求 b 导管按照配 管图依次下设 每个槽段布设 2 3 根导管 导管安装应满足如下要求 一期槽端距离导管不大 于 1 5m 二期槽不大于 1 0m 导管之间间距不大于 3 5m 当孔底高差大于 25cm 时 导管中心 置放在该导管控制范围内的最深处 4 混凝土开浇及入仓 混凝土拌和车运送混凝土进槽口储料罐 再分流到各溜槽进入导 管 混凝土开浇时采用压球法开浇 每个导管均下入隔离塞球 开始浇筑混凝土前 先在导管 内注入适量的水泥砂浆 并准备好足够数量的混凝土 以使隔离的球塞被挤出后 能将导管底端 埋入混凝土内 混凝土必须连续浇筑 槽孔内混凝土上升速度为 3 5m h 并连续上升至墙顶有 效高程 5 浇筑过程的控制 导管埋入混凝土内的深度保持在 1 6m 之间 以免泥浆进入导管内 槽孔内混凝土面应均匀上升 其高差控制在 0 5m 以内 每 30min 测量一次混凝土面 每 2h 测 定一次导管内混凝土面 在开浇和结尾时适当增加测量次数 根据每次测得的混凝土表面上升情 况 填写浇筑记录和绘制浇筑指标图 核对浇筑方量 指导导管拆卸 严禁不合格的混凝土进 入槽孔内 浇筑混凝土时 孔口设置盖板 防止混凝土散落槽孔内 槽孔底部高低不平时 从 低处浇起 混凝土浇筑完毕后的顶面应高于设计要求的顶高程 50cm 混凝土浇筑时 在机口 或槽孔口入口处随机取样 检验混凝土的物理力学性能指标 浇筑混凝土时 如发生质量事故 立即停止施工 并及时将事故发生的时间 位置和原因分析报告监理人 除按规定进行处理外 将处理措施和补救方案报送监理人批准 按监理人批准的处理意见执行 5 连续墙施工特殊情况处理连续墙施工特殊情况处理 5 1 漏浆 塌孔处理漏浆 塌孔处理 1 造孔过程中 如遇少量漏浆 则采用加大泥浆粘度 投堵漏剂等处理 如遇大量漏浆 采 用投锯末 水泥 稻草或高水速凝材料等进行堵漏处理 2 根据工程施工经验 危险性管涌土 会加剧地层渗漏通道的渗漏 施工时 要加强泥浆损失测估 改变钻进工艺 准备好足够的堵漏 材料及时处理好渗漏 尤其是槽孔的副孔抓取时 要小心提防 3 塌孔处理 如果覆盖层局部级 配不均 造孔中可能出现塌孔 发现有塌孔迹象 首先提起施工机具 根据塌孔程度采取回填粘 土 柔性材料或低标号混凝土等处理 如孔口塌孔 采取布置插筋 拉筋和架设钢木梁等措施 保证槽口的稳定 4 如槽内塌孔严重 必要时可浇筑低强度混凝土后重新造孔 5 2 孔斜的处理孔斜的处理 造成地连墙发生孔斜的原因有很多 其中地层原因是最主要的 当槽孔施工发生孔斜时 将 使墙体的有效厚度减少以及影响墙体的连续性 因此 孔斜的控制尤为重要 拟采取下列措施 本工程的宝峨 CBC25 型和 BC40 型液压铣槽机 利勃海尔 HS855HD 机械抓斗 金泰 SG40 液压 抓斗等均安装有测斜和自动纠偏装置 操作手可直观的在显示屏中时时观测到孔深 孔