大壩防滲墻施工工藝

時(shí)間:2022-09-06 08:19:29

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1工程主壩病險(xiǎn)概況

上陽水庫位于樟樹市清豐山溪水系薌水支流的上陽溪,地處店下鎮(zhèn)謝家村,距樟樹市區(qū)19km,庫區(qū)流域中心地理位置為東經(jīng)115°39′,北緯27°56′,壩址以上控制流域面積18.8km2,總庫容2126萬m3,設(shè)計(jì)灌溉面積1.7萬畝,是一座以灌溉為主,兼顧防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水利樞紐工程。水庫于1971年由清江縣水利電力局設(shè)計(jì),江西省水利廳審批,同年11月動(dòng)工興建,1972年4月基本建成受益,1987年至1990年對(duì)水庫進(jìn)行了加固擴(kuò)建,形成現(xiàn)有規(guī)模。水庫樞紐工程等級(jí)為Ⅲ等,主要永久性建筑物為3級(jí),水庫樞紐工程主要建筑物有主壩、副壩、溢洪道、主壩壩下輸水涵管、副壩壩下輸水涵管等。水庫運(yùn)行多年來未發(fā)現(xiàn)大的庫岸崩塌現(xiàn)象。庫內(nèi)森林茂密,植被良好,河流固體徑流少,水庫淤積問題不大。為保障水庫的長治久安,決定對(duì)水庫主壩進(jìn)行混凝土防滲墻、高噴及帷幕灌漿加固。

2主壩加固主要內(nèi)容

2.1混凝土防滲墻

主壩壩體防滲采用鉆抓法造塑性砼防滲墻,起止樁號(hào)為0+000.0~0+702.5m,全長702.5m,砼防滲墻軸線位于壩軸線上游1.5m上游處,墻體有效厚度為0.4m,防滲墻頂高程59.53m,導(dǎo)槽頂高程61.00m,樁號(hào)0+000.0~0+112.0m段墻底伸入強(qiáng)風(fēng)化基巖層1.0m,樁號(hào)0+112.0~0+590.0m墻底伸入全風(fēng)化基巖層1.0m,樁號(hào)0+590.0~0+702.5m墻底伸入壤土層1.0m,防滲墻造孔斜率≤3/1000,設(shè)計(jì)滲透系數(shù)小于1.0×10-6cm/s,抗壓強(qiáng)度R28≥3.0MPa,彈性模量E28≤1000MPa。

2.2灌漿

高壓旋噴灌漿起止樁號(hào)為0+000~0+112.0m,全長112.0m,呈一排布置,孔距1.6m,高壓旋噴灌漿頂部伸入強(qiáng)風(fēng)化基巖面以上1.0m,底部伸入強(qiáng)風(fēng)化基巖面以下1.0m,孔位偏差≤5cm,孔斜率≤1%,入巖深度≥1.0m,漿壓0.2MPa~1.0MPa,流量60L/min~80L/min,進(jìn)漿密度≥1.5g/cm3,回漿密度≥1.3g/cm3。

3加固的施工方法

3.1液壓抓斗造砼防滲墻

防滲墻施工前先委托有關(guān)單位進(jìn)行了防滲墻先導(dǎo)孔鉆探工作,先導(dǎo)孔鉆孔柱狀圖數(shù)據(jù)與實(shí)際施工鉆探地質(zhì)情況相符。上陽水庫除險(xiǎn)加固工程主壩采用抓斗法造砼防滲墻進(jìn)行處理。處理范圍為樁號(hào)0+000.0~0+702.5,全長702.5m,砼防滲墻墻頂高程為59.53m、防滲墻軸線離壩軸線上游1.5m,墻厚0.40m。(1)布置施工平臺(tái):原大壩壩頂寬度達(dá)不到7m,無法滿足抓斗施工所需10m寬施工平臺(tái)的要求。施工時(shí)將原壩頂降低,開挖的部分土方直接堆放至下游做路肩培土,加大壩頂?shù)膶挾龋勾髩螇雾斖貙挼?0m,以利施工。(2)修筑導(dǎo)向槽:沿防滲墻軸線方向設(shè)置導(dǎo)向槽。導(dǎo)向槽兩側(cè)墻體擬采用倒L型斷面,現(xiàn)澆C20砼構(gòu)筑。(3)抓斗成槽及清孔換漿:成槽采用“三抓法”施工方案,即采用SG-22型液壓抓斗機(jī)先抓取槽段兩側(cè)的主孔,再抓中間的副孔成槽。槽段劃分:大壩槽段劃分為Ⅰ、Ⅱ序槽段,其中Ⅰ序槽段長6.5m,Ⅱ序槽段長6.5m。先施工Ⅰ序槽段,再施工Ⅱ序槽段。造孔成槽:槽段造孔成槽采用“三抓法”,在導(dǎo)向槽上放樣標(biāo)識(shí)孔位,將抓斗對(duì)正孔位后進(jìn)行垂直造孔。先施工槽段兩端的主孔,主孔完成后再抓中間留下的副孔。主副孔完工即該施工槽段完工,經(jīng)監(jiān)理確定巖層巖性,并最終確定該施工槽段成槽深度。清孔換漿:槽段終孔驗(yàn)收合格后進(jìn)行清孔,清孔采用抓斗抓取淤泥,利用下設(shè)潛水排污泵抽漿,并及時(shí)用新鮮泥漿補(bǔ)充。清孔換漿結(jié)束后,進(jìn)行槽段砼澆筑。泥漿護(hù)壁:護(hù)壁泥漿在造孔過程中起固壁、懸浮、攜渣、冷卻鉆具和潤滑的作用,成墻后還可以增加墻體的抗?jié)B性能,泥漿采用膨潤土拌制。新制泥漿經(jīng)過24h膨化后,利用供漿管輸送至孔槽內(nèi)使用,成槽及槽段砼澆筑過程中回收的泥漿,經(jīng)凈化后可重復(fù)使用。槽孔孔口泥漿面在成槽過程中保持在導(dǎo)向槽頂面以下30cm~50cm范圍內(nèi)。(4)防滲墻體砼澆筑:砼防滲墻是在泥漿下澆筑砼,采用直升導(dǎo)管法(每個(gè)槽段中安裝2根導(dǎo)管)進(jìn)行墻體砼澆注,砼豎向順導(dǎo)管下落,利用導(dǎo)管隔離泥漿,使泥漿不與砼接觸,導(dǎo)管內(nèi)砼依靠自重壓擠下部管口的砼,并在已灌入的砼內(nèi)流運(yùn),擴(kuò)散上升,最后置換出泥漿,保證砼的整體性。(5)槽段接頭處理:相鄰槽段的銜接部分即為接頭,采用硬型鋼管隔離砼,使一期砼成弧形,當(dāng)施工二期槽段時(shí)用砼鋼刷刷洗一期槽段澆筑的砼弧形表面,以保證接頭質(zhì)量。

3.2高噴灌漿施工方法

3.2.1施工程序

主要施工程序?yàn)椋簻?zhǔn)備工作→鉆機(jī)就位→鉆孔→插管→噴射作業(yè)→沖洗→移動(dòng)機(jī)具。

3.2.2施工方法

(1)高噴灌漿的形式、施工軸線位置和施工技術(shù)參數(shù)及質(zhì)量要求。形式:高壓旋噴,灌漿采用三重管法。施工軸線位置:旋噴軸線位于砼防滲墻軸線上游側(cè)0.5m處,孔距1.6m。施工技術(shù)參數(shù):高壓水P=60MPa;壓縮氣P=0.5MPa~0.7MPa;漿壓P=1.0MPa;提升速度V=7cm/min;碎石層5cm/min~10cm/min;旋轉(zhuǎn)速度V=8r/min;水泥漿液的水灰比1.0~1.5。(2)施工工藝在施工前,按設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行高噴模擬試驗(yàn),以確定施工技術(shù)參數(shù),并報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。鉆機(jī)就位及鉆孔:灌漿鉆機(jī)安放在已放樣的孔位上,鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位的中心,鉆架校正水平,鉆桿保持垂直。鉆孔深度以伸入含礫粘土或基巖不小于0.5m,并通過現(xiàn)場取芯判別,且經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師認(rèn)可。鉆孔作業(yè)時(shí)經(jīng)常量測(cè)鉆機(jī)豎直度以確保鉆孔豎直度,發(fā)現(xiàn)偏斜及時(shí)給予糾正。為防止塌孔,鉆孔時(shí)采用泥漿護(hù)壁。制備漿液:泥漿攪拌機(jī)制備泥漿,泥漿比重不小于1.5,攪拌時(shí)間不短于2分鐘。泥漿隨拌隨用。插管及噴灌作業(yè):鉆孔完成后,噴機(jī)就位,校正機(jī)架水平和灌漿管的垂直度。灌注管插入高噴孔之前,采用中等壓力試噴,檢查噴射及灌漿系統(tǒng)是否暢通,然后用卷揚(yáng)機(jī)將灌注管插入鉆孔地基設(shè)計(jì)深度。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和技術(shù)參數(shù),開動(dòng)高壓泵、空壓機(jī)、泥漿泵進(jìn)行噴射灌漿作業(yè),按設(shè)計(jì)的提升速度提升噴灌管。噴灌中,隨時(shí)檢測(cè)或觀察泥漿比重、提升速度、漿壓、氣壓和設(shè)備的工作狀態(tài)等,出現(xiàn)問題及時(shí)采取針對(duì)性的措施進(jìn)行處理,直到滿足設(shè)計(jì)要求。移動(dòng)機(jī)架和沖洗管路:高壓噴射灌漿完成一個(gè)孔后,機(jī)架移至新的鉆孔位置,插管進(jìn)行新的鉆孔噴灌施工。若新的灌漿孔尚在鉆進(jìn),不能連續(xù)進(jìn)行噴灌作業(yè),則噴灌管道及設(shè)備必須及時(shí)沖洗干凈,防止余漿會(huì)硬化堵管。

3.2.3特殊情況處理

(1)鉆孔在鉆進(jìn)過程中如遇漏漿嚴(yán)重,立即停止鉆進(jìn)并及時(shí)連續(xù)灌入泥漿。(2)在高噴過程中,如遇孔口不返漿,并且漿液面不斷下沉,應(yīng)在原高程處靜噴,同時(shí)加入少量中粗砂于孔中,而且在該孔的壩腳附近內(nèi)巡視檢查是否出現(xiàn)冒漿,如出現(xiàn)冒漿,必須在冒漿處加壓鋪蓋或停止噴灌,待初凝后重新造孔,進(jìn)行第二次噴射灌漿,直至達(dá)到封堵滲漏通道為止。(3)如遇停電、機(jī)械事故造成停噴后,繼續(xù)噴射時(shí),漿噴桿下插不小于20cm,以保證板墻在高度上的連續(xù)性。

3.2.4質(zhì)量控制措施

(1)精確測(cè)量放樣定位,孔位誤差不大于5cm,定位的鋼筋或木樁要牢固,以免移動(dòng)。(2)灌漿用的水泥要保持新鮮,受潮結(jié)塊者不得使用;水泥出庫使用前應(yīng)對(duì)質(zhì)量作出鑒定,合格后方可使用。(3)攪拌漿液時(shí),對(duì)各種材料準(zhǔn)確計(jì)量,保證做到迅速、均勻、有效地?cái)嚢?。?)噴射注漿,應(yīng)自下而上連續(xù)進(jìn)行,不得中斷。一旦需中斷卸管或其它因故中斷,應(yīng)盡快恢復(fù)灌漿,并要重新復(fù)噴,搭接長度不小于20cm,以保證墻體的整體性。(5)冒漿處理:在旋噴過程中,往往有一定數(shù)量的土料,隨著一部分漿液沿著注漿管管壁冒出地面。冒漿量應(yīng)控制在注漿量的20%以內(nèi),超過或完全不冒漿時(shí),應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)措施。(6)通過試驗(yàn)確定施工參數(shù)后,各參數(shù)不得自行變更,如遇特殊壩基需要更改施工參數(shù),必須事前經(jīng)過監(jiān)理工程師同意,并報(bào)設(shè)計(jì)部門認(rèn)可。(7)詳細(xì)記錄每孔施工的施工時(shí)間、孔位偏差、注漿時(shí)間、提升速度等各項(xiàng)施工參數(shù)及施工中出現(xiàn)的意外情況及處理措施等。

4結(jié)語

加固施工完畢后,上饒市水利工程質(zhì)量檢測(cè)站對(duì)帷幕灌漿體鉆孔7個(gè),按25段進(jìn)行壓水試驗(yàn),透水率為3.7Lu~9.7Lu,滿足設(shè)計(jì)要求。另對(duì)防滲墻0+038及0+169樁號(hào)防滲墻槽段搭接部位開挖檢查,結(jié)果表明:墻體呈青灰色、成色均勻、墻體垂直、搭接緊密無夾泥,墻體外觀質(zhì)量及外觀尺寸均符合設(shè)計(jì)要求。采取的砼芯樣連續(xù)完整,骨料分布均勻,見少量氣孔,未見明顯缺陷,實(shí)測(cè)墻體滲透系數(shù)均滿足設(shè)計(jì)要求。

作者:吳爭榮 單位:贛西土木工程勘測(cè)設(shè)計(jì)院