混凝土防渗墙施工新技术?
黄壁庄水库是滹沱河中下游重要的控制性大型水利枢纽工程,总库容12100万m3,距石家庄市区30km,地理位置十分重要。这座水库早在20世纪80年代初,特别是“96.8”工程后,就被列为全国首批43座重点病险水库之一。黄壁庄水库副坝穿越古县三联单沟,经古云粮河、永乐沟、三际运河至马山,全长6907.3m,主高程129.2m,坝顶宽6 m,副坝坝基位于砂卵石、砾石基础上,地质情况相当复杂。黄壁庄水库采用坝顶组合垂直防渗方案。防渗墙厚度0.8m,嵌入基岩1 ~ 3m。墙顶标高为125.5米,中心位于坝轴线2.9米处,施工竖向精度要求为3/1000。现将A4+700 ~ A5+700段高精度防渗墙施工技术介绍如下。
2、施工技术问题及对策
2.1技术问题
该段混凝土防渗墙施工遇到的技术难题主要有:1精度要求高,造孔过程中垂直度难以控制;2.地质条件复杂,漏浆严重。部分坝基岩石存在溶洞,槽段和坝体存在垮坝风险。3.道碴清理不彻底,墙底沉淀过厚;4.接缝洞刷得不好,墙体泥泞,接缝渗漏严重;5.断桩降低了墙体的稳定性和渗透性。
如果上述技术问题得不到妥善解决,混凝土防渗墙的质量将受到严重影响。如遇特大洪水,可能发生溃坝风险,九江大堤溃决时内防渗墙质量差。因此,必须采取相应的对策来保证混凝土防渗墙的质量。
2.2解决方案
2.2.1精度保证
目前由于成槽机械精度低,稳定液质量差,经常出现塌孔、堆积碴、成槽形状不规则等现象。在现有的机械和技术条件下,为有效保证防渗墙的精度,一方面通过钻劈改进钻具,采用CZ-30、CZ-22冲击钻(或冲击反循环钻)直接成槽;另一方面,采用两钻一抓的方法,即主孔(或导孔)用冲击钻机施工,副孔(或导孔间土)用抓斗抓取,然后卵石层和基岩层用钻机施工成槽。开槽精度控制在1/2000以内。抓斗采用6500型全自动电脑控制液压(带自动纠偏系统),施工中采用多种监控手段,有效保证了槽段的几何尺寸和垂直度。造孔时采用优质膨润土泥浆固壁。泥浆的粘度控制在30 ~ 60s,比重控制在1.09 ~ 1.2g/cm3,以保证罐壁的稳定性和成型性。
2.2.2防塌堵漏措施
由于坝体地质条件复杂,存在严重渗漏层、强渗漏带和基岩溶洞等不良地层。为解决复杂渗漏层钻孔难题,发明了大口径护壁管防塌堵漏灌浆新技术(该技术已获国家专利)。主要设备为:大直径护壁管(φ 550,505mm)和2×100t自动液压。主要施工方法:当钻机施工至渗漏地层以上1 ~ 2m(该段深度一般控制在43m,48 ~ 51m)时,停止钻进,下护筒,然后用粘土封堵管外壁,隔离管内外,用专用钻具将渗漏地层插入管内,并填入填充材料(砂、砾石、絮凝混凝土、絮凝物)。该技术处理基岩溶洞特别有效,解决了副坝漏浆严重地段的造孔问题,有效避免了槽段或坝体垮坝风险。该技术填补了国内处理严重漏失地层、强漏失带和穿越溶洞的技术空白。
2.2.3孔底淤积
采用反循环结合抽砂管法清孔的施工方法,用胶结材料(如水泥、膨润土)胶结孔底的砂组分。施工时,将胶结材料绑在钻头底部,然后放在孔底进行钻孔。经过一定时间后,胶结材料将细砂胶结在一起,通过抽砂筒将砂抽出,使细砂成分被抽出,保证孔底1h内的沉积厚度在10cm以内,保证了混凝土与基岩的有效连接。
2.2.4连接技术
在有效控制接头孔垂直度的前提下,采用“接头管法新工艺”。该技术是在第一阶段混凝土浇筑前,将相同直径(800mm)和壁厚的连接管放入连接孔中,在混凝土浇筑达到一定强度后,用2×308t自动液压拔管器拔出连接管,形成连接孔。新的缝管技术节省了缝孔处的混凝土原材料,不需要再钻缝孔混凝土就可以直接形成缝孔。该技术可显著提高防渗墙接头孔的施工效率,大大降低施工成本,且施工质量可靠。它是一种快速、高效、节能、低耗的施工技术。在该段防渗墙施工中多次成功使用,成功试验了30m、40m的拔管深度,取得了成功经验。在二级罐段浇筑混凝土前,用多极刷钻头长时间擦洗孔壁连接处,直至刷钻头上无杂物为止。由于接缝孔采用了接缝管新技术,孔壁规整,保证了擦洗质量,一级罐段和二级罐混凝土能紧密连接,保证了墙体良好的抗渗性。
2.2.5浇筑质量控制
严格按照规范要求设置导管,浇筑过程中控制每根导管的下料速度和下料量,使罐段混凝土上升速度和高度基本一致,避免局部混凝土夹泥;控制导管拆除速度和埋深,避免导管上浮,防止墙体混凝土骨料集中和断桩。在浇筑中,改变了传统的钻机提升导管的方法,开发了1.5t电动葫芦龙门吊提升导管,使导管平稳升降,有效避免了导管提升。
质量检查
施工一段时间后,采用钻孔取芯法和CT对混凝土防渗墙进行检测。发现防渗墙混凝土在骨科分布均匀,没有发现蜂窝麻面。孔底沉降一般在8cm以内,接头混凝土连接紧密,无夹泥,特别是在接头管施工范围内,接头连接处无明显接缝。通过注水试验检查。实践证明,通过以上施工方法,混凝土防渗的施工质量是有保证的。
3.采用新技术和新工艺的经济分析
3.1“大口径护壁管防塌堵漏注浆新技术”经济效益分析
黄壁庄水库副坝防渗墙施工期间,发生塌坑4次,溃坝1次,造成直接经济损失约3000万元。在桩号A5+300 ~ A5+450之间漏浆严重的地段采用这项新技术,顺利完成了防渗墙造孔和混凝土浇筑,没有出现塌坑垮坝现象,节约了巨额资金。而且提前半年完成了施工任务,受到了工程建设局的表扬和表扬。
3.2采用接管新技术的经济效益分析
利用该接头管施工的接头孔约2500m,节约混凝土2000m3,直接效益约1万元。此外,废渣清除、粘土和泥浆消耗等配套工程产生的间接效益将超过654.38+50万元。
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