王河地下水库高喷灌浆与沉模墙试验研究 PPT课件

Article 报告人 尹红莲2006 10 王河地下水库高喷灌浆与沉模墙试验研究 研究背景 高压喷射灌浆技术具有不需要开挖地基 可灌性 可控性好 连接可靠 施工场地的要求不高等优点 其施工工法理论已比较成熟 相对来讲应用比较广泛 其与土工膜防渗技术和混凝土防渗墙技术结合在一起综合运用已有一些成功例子 但与振动沉模防渗板墙技术结合在一起在一个工程中综合应用尚未有过先例 研究背景 振动沉模防渗板墙技术是1999年以来的新技术 具有工效高 造价低 工艺简单 易于操作 设备性能稳定 机械化程度高等优点 其缺点是成墙深度小 设备不能入岩 高压喷射灌浆技术单位造价比振动沉模高 如果将两种技术结合在一起应用 既克服了各自的缺点 又利用了两者的优点 本文将两种技术综合在一起在莱州王河地下水库建设中应用 并进行了试验研究 1工程概况 王河地下水库位于山东省莱州市西北15km处 王河下游 由于莱州市地下水开发利用长期缺乏统一规划及有效管理 导致平原区地下水严重超采 造成海水大面积入侵 致使工农业生产受到制约 人民生活及人身健康受到影响 在这种条件下修建王河地下水库 以缓解地下水环境恶化问题 地下水库主要指标为 总库容5693万m3 最大调节库容3273万m3 最高运行水位1 0m 死水位 9 0m 工业用水日供水量3万t 工程为大 2 型 地下坝的建设是水库建设的关键项目之一 包括北坝 西坝 副坝地下防渗墙工程 地下水库地质条件为砾质粗砂 微含土砾质 粗砾中细砂及砂壤土 2现场试验 王河地下水库地下坝初步设计采用高喷板墙施工工艺 地下防渗板墙在正式施工前 需要在现场作相关施工工法的试验 而为了利用振动沉模施工工艺的优越性 山东省水利勘测设计院欲采用振动沉模和高喷施工工艺相结合的方案代替原设计方案 本次试验将原设计中的高喷试验优化为振动沉模和高喷的组合 在一个围井中综合两种技术 高喷试验采用二管法施工工艺 2现场试验 2 1试验位置试验位置选择与坝上地质条件相符合的场地 具体选在了西由闸东侧一块25m 60m的空地上 2 2试验目的 1 验证高喷防渗板墙和振动沉模防渗板墙组合实施的可行性及连接的可靠性 2 联合防渗墙的防渗性能及其他指标能否达到设计要求 3 根据场地的工程地质情况确定高喷施工可靠的工艺参数 4 考察振动沉模双模板 20m 在本地质条件下的沉模速度与水压力的关系 沉模深度 沉模速度在不同地质条件下的变化 最终获取最佳施工参数 2现场试验 2 3设计指标防渗墙厚度 18cm 渗透系数K 1 10 6cm s 强度满足C5混凝土要求 2 4试验项目分别做了高喷单孔试验 浅层高喷连续墙试验 组合墙试验 20m振动沉模板墙试验以及围井试验 如图所示 2现场试验 图1高喷连续墙布置示意图 2现场试验 图2组合墙布置示意图 2现场试验 图320m振动沉模示意图 2现场试验 图4围井结构示意图 2现场试验 2 5工艺参数如表1 表2 表3 表4所示 高喷施工参数表 表1高喷单孔试验 板 桩 参数 表2短连续墙试验参数 2现场试验 表36 4m模板工艺参数 表420m模板工艺参数 3质量检查 3 1开挖检查现场施工完成 当高喷凝结体和沉模板墙具有了一定的强度时 即可挖坑进行检查 这种方法比较直观地观察和测量固结体的外观形状和加固范围的大小 各凝结体开挖形状见工程照片 图5高喷单孔凝结体形状工程照片 旋 摆两种喷射形式各3个单喷孔 开挖深度约1 5m 摆喷凝结体的有效喷射半径均可以满足预定要求 随提升速度的减小喷射半径略有增加 旋喷凝结体的上部由于表层干硬粘土的影响 桩径较小 下部桩径可以满足要求 但大摆方式形成的凝结体形状很不规则 桩体出现分叉现象 图6浅层高喷连续墙工程照片 浅层高喷连续墙开挖深度1 5m 连接情况较好 摆喷墙连接富裕度较大 图7组合体 20m沉模工程照片 组合墙开挖深度lm 旋喷桩将沉模板墙大部分包裹起来20m振动沉模板墙开挖深度1 0m 板面光滑 平整 接缝密实 图8围井开挖工程照片 围井开挖深度8 0m 特点 沉模墙平整 密实 接缝满足要求 围井的上下形状受地层条件的影响较大 上部l 3m规则平整 接缝清晰 3 4m受喷射串通的影响形成一个完整的整体 围井由人工开凿形成 下部围井形状又趋于规则 旋喷连接段的旋喷凝结体充满了围井面积的3 4 套接厚度较大 凝结体的强度较高 围井开挖后自稳性较好 3质量检查 3 2抽水试验围井开挖后通过抽水试验 根据抽水流量 计算得围井总体渗透系数为7 28 10 7cm s 整体防渗性能达到了设计要求 3 3室内试验室内试验共进行了9组27块试样的抗渗 抗压试验 其中抗渗试验4组 振动沉模墙和高喷板墙各2组 抗压试验5组 振动沉模墙2组 高喷板墙3组 试验结果表明 试件的抗渗指标均满足要求 高喷试件的抗压强度较高 振动沉模板墙试件的抗压强度较低 主要与试件的取样位置有关 但基本达到设计要求 3质量检查 4工效与经济分析 4 1工效分析高喷灌浆 按提升速度12cm min计算 每小时完成7 2m 每天纯喷射时间18小时 则喷射延米为129 6m 折合成墙面积181 44m2 孔距1 4米 每月完成4717 44m2 月工作天数26天 振动沉模 按40分钟完成1块20m 0 70m板计算 则成墙面积为14m2 每天纯工作时间18小时可完成防渗面积377m2 每月完成9828m2 月工作天数26天 4 1工效分析 由此可见 振动沉模工效比高喷灌浆工效提高一倍以上 在本工程中 如采用两者的结合 按防渗墙总深度28m 其中沉模墙15m 旋喷搭接长度1 5m计 则比单纯采用高喷方案工效提高 181 44 14 5 29 5 377 15 29 5 181 44 181 44 54 80 4工效与经济分析 4 2经济分析 高喷方案 单位成墙面积单价400 34元 高喷与沉模组合方案综合单价340 28元 m2 高喷与沉模组合方案比高喷方案降低造价400 34 340 28 60 06元 m2 降低率为60 06 400 34 15 00 5 试验结论及建议 5 1试验结论通过本次试验 考察了两种施工工艺在现有地质条件下实施的可行性与适应性 高喷和沉模组合形成的防渗体的各项检测指标基本达到了设计要求 实测渗透性低于设计值 高喷墙满足抗压强度要求 沉模墙接近设计值 可通过调整配比达到要求 达到了预期目的 试验是成功的 实测渗透系数远小于设计值 证明了二管法高喷技术所具有的优势 也是地下坝建设应首选的工艺 本次试验的关键性项目 高喷墙与沉模墙的连接问题 得到了较好的解决 围井中的沉模板与旋喷段的连接 以及组合墙中沉模板与旋喷桩的连接 经开挖检查及抽水试验 接头连接可靠 无异常漏水点 证明了两种墙体可以联合应用于地下坝的建设 5 1试验结论 全 强风化层在经过高喷处理后 其渗透指标达到了设计要求 但与上部覆盖层中墙体的渗透性仍存在较大差距 20m振板经过设备工艺的改进 顺利地完成了试验计划 证明了在本工程中可利用价值 高喷及沉模施工的工艺及参数经过试验过程的修整已比较完善 基本上可以应用于地下坝的施工 现有设备组合基本满足大规模施工对设备性能 强度的要求 可以作为施工单位必备的生产条件 本次试验的工效分析比较切合实际 可用于编制设备 人员 电力 工期计划 高喷灌浆与振动沉模技术相结合 比单纯采用高喷灌浆技术工效高 造价低 可