顧東海

摘要:在水庫除險(xiǎn)加固工程施工中,底涵封堵得好壞是防滲墻順利施工的關(guān)健。如何阻止防滲墻造孔泥漿從底涵滲漏是問題的主要因素。本文介紹用泵送砂漿充盈底涵、回填水泥漿充填底涵周圍土體、防滲墻單孔回填砼是解決防滲墻穿過底涵的處理方法的施工實(shí)踐。

關(guān)健詞:泵送法;封堵水庫底涵;施工實(shí)踐

1 工程概況

嵊州市前巖水庫除險(xiǎn)加固工程的主壩是一座粘土均質(zhì)壩,因大壩背水坡腳有大量滲水點(diǎn)及壩體填筑材料滲透系數(shù)較小,分析大壩可能出現(xiàn)了集中滲流現(xiàn)象,因此大壩壩體的滲透穩(wěn)定性較差。根據(jù)對壩體的填筑材料的擊實(shí)試驗(yàn),其壓實(shí)系數(shù)為0.75~0.87之間,小于壓實(shí)系數(shù)0.96的要求,主壩的原有土方的碾壓質(zhì)量不是很理想。為確保本工程加固質(zhì)量,設(shè)計(jì)采用C10W6砼防滲墻來處理大壩的滲透穩(wěn)定,同時(shí)在防滲墻軸線上設(shè)計(jì)有一排帷幕灌漿來處理壩底、壩肩的滲漏問題。

在主壩0+323m(41#槽8#孔)、高程58.6m處防滲墻施工地段有一只從壩底穿越的底涵(底高程57.6m)。據(jù)業(yè)主提供的資料及現(xiàn)場勘測,該涵洞進(jìn)口為0.3m直徑的瓦管,長度20m,其余地段為高0.6m,寬0.4m,長40m的干砌石拱涵,而41#槽設(shè)計(jì)底高程在52.54m～53.27m之間,砼防滲墻施工須穿過底涵造孔至設(shè)計(jì)高程,因此,在41#槽砼防滲墻造孔施工前,須對底涵進(jìn)行封堵。封堵作用主要體現(xiàn)在以下兩方面:

1.1 在施工階段確保施工機(jī)械的安全和壩體的安全

防滲墻施工過程中,各防滲墻槽段在造孔、清孔、澆筑時(shí)都有大量泥漿存在,對槽段起到了固壁、防滲的作用。如果封堵效果不理想,致使泥漿從底涵大量流失,使槽段的泥漿面下降,施工機(jī)械的自重和施工期間的振動會使壩體臨空面造成坍塌,壩體因此會受到了破壞。

1.2 使壩體、砼防滲墻的防滲效果進(jìn)一步改善

根據(jù)設(shè)計(jì)地質(zhì)報(bào)告,底涵的存在,對壩體會造成一定的滲漏。底涵封堵得好,可以進(jìn)一步改進(jìn)壩體的防滲功能,同時(shí)可以改進(jìn)砼防滲墻施工質(zhì)量,因?yàn)榈缀袧B漏存在,在砼澆筑時(shí)會造成防滲墻砼的水泥漿流失,使砼防滲墻的施工質(zhì)量降低。

2 底涵封堵設(shè)計(jì)施工方案選擇

本工程施工圖上最初設(shè)計(jì)的方案為灌純水泥漿,要求對老涵管進(jìn)水口水平開挖5米后,埋設(shè)好灌漿管并在底涵涵管內(nèi)用砼封堵2m,完成后壩體回填壓實(shí),在砼防滲墻局線以外5m的涵管內(nèi)封堵2m砼并埋設(shè)灌漿管,待砼強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后,進(jìn)行回填灌漿施工。

按此方案施工,可以減少因灌漿壓力過高造成對壩體破壞,同時(shí)回填灌漿進(jìn)行多次復(fù)灌后也能達(dá)到良好封堵效果。

但從施工角度來說,具有一定的施工困難,主要有以下幾方面:

2.1 須對迎水坡大方腳基礎(chǔ)進(jìn)行較大面積的開挖,否則回填土的壓實(shí)質(zhì)量很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),同老壩體與新填土結(jié)合部位易產(chǎn)生搭接縫,回填土的沉降量也與老壩體不一樣,易產(chǎn)生開裂,上述因素對壩體穩(wěn)定不利。預(yù)計(jì)將產(chǎn)生開挖土方150m3,回填150m3。

2.2 防滲墻局線以外5 m處的老涵管位置在穿過壩體的公路上,須對公路進(jìn)行封道處理,增加了政策處理的難度,預(yù)計(jì)開挖土方100m3,回填100m3。

2.3 對工程進(jìn)度來說,當(dāng)時(shí)正值防滲墻施工高峰期,增加灌漿設(shè)備在施工中會造成一定的交叉作業(yè)。

因此須考慮另一種能符合施工實(shí)際情況施工方案來處理涵洞的封堵。

在本工程防滲墻施工期間,為滿足施工需要,現(xiàn)場配備相應(yīng)的拌和機(jī)和砼輸送泵,考慮到該砼輸送泵水平泵送距離可達(dá)300m,對底涵封堵具有一定的優(yōu)勢。為確保原涵洞封堵嚴(yán)密,結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn),我們在做預(yù)案時(shí)采取3次封堵的辦法,以確保封堵成功:

為了阻擋泵送管的回彈以及使水泥砂漿在泵送時(shí)不從進(jìn)水口溢出,從而最大程度上保證砂漿向出水口輸出,在底涵進(jìn)水口砌1m厚M10漿砌塊石(內(nèi)埋砼泵送管)擋墻,在漿砌塊石強(qiáng)度達(dá)到70%后,采用M10水泥砂漿通過泵送管從進(jìn)水口對原涵洞進(jìn)行第1次封堵。

進(jìn)水口封堵完成后,如果輸送泵泵送的水泥砂漿不能到達(dá)出水口,則按上述進(jìn)水口處理的方法,對出水口原涵洞進(jìn)行第2次封堵,使整個(gè)涵洞內(nèi)砂漿充填密實(shí)。如果第一次封堵時(shí)水泥砂漿已從出水口流出,則從出水口用高濃度水泥漿進(jìn)行回填灌實(shí)。

封堵砂漿、水泥漿強(qiáng)度達(dá)到70%后,在壩頂?shù)缀恢眠M(jìn)行單孔造孔,造孔至原涵洞底板以下1m時(shí),停止造孔,立即采用防滲墻C10W6砼澆筑到原涵洞上口3 m(高程61.60m)位置處。

經(jīng)現(xiàn)場各參建單位的論證,設(shè)計(jì)單位同意,將泵送水泥砂漿方案作為封堵底涵的實(shí)施方案。

3 施工過程

在進(jìn)水口漿砌石擋墻強(qiáng)度達(dá)到70%后,從進(jìn)水口實(shí)施泵送砂漿施工,底涵計(jì)算容積為11m3,在實(shí)際施工中泵送入砂漿10m3后,出水口就有水泥砂漿流出,泵送入15m3水泥砂漿(按拌和機(jī)出料量計(jì))后,泵送出的水泥砂漿基本充滿了出水口整個(gè)洞口,據(jù)現(xiàn)場估算,大約有1m3砂漿從出水口溢出,因此有將近3m3砂漿進(jìn)入干砌石拱涵四周的土體內(nèi)?？紤]到砂漿已充盈出水口,決定停止泵入砂漿,對出水口進(jìn)行必要的封口和漿砌石擋墻砌筑。

為保證封堵質(zhì)量,在出水口漿砌擋墻達(dá)到70%后,再次實(shí)施輸送泵砼泵送作業(yè),因第一次泵送作業(yè)已基本使底涵充滿砂漿,在第二次泵送作業(yè)時(shí)采用泵送水泥漿,其水灰比為1:2(水:水泥)施工,主要目的是泵送入的水泥漿體進(jìn)一步充盈底涵、干砌石體周圍用高濃度水泥漿進(jìn)行回填灌實(shí)。當(dāng)出水口周圍土體出現(xiàn)水泥漿大量滲出后停止施工。

在回填砂漿后7天,在防滲墻軸線與底涵相交位置進(jìn)行單孔造孔,并在造孔槽段備5T水泥和膨潤土,以備漏漿時(shí)回填之用。造孔進(jìn)入底涵位置時(shí),造孔進(jìn)尺只有0.2m/h,在施工過程中槽段泥漿面并無明顯下降,說明底涵砂漿回填相當(dāng)密實(shí),按造孔進(jìn)尺的速度來說,與基巖造孔的速度差不多。考慮到底涵底的孔深達(dá)11米,在完成造孔深度12米后,按預(yù)先方案要求,回填防滲墻砼到61.60m高程,24小時(shí)后再對該孔重新造孔,使底涵位置處有一個(gè)較好二襯砼面來保證整個(gè)41#槽段成槽。

4 效果評價(jià)

41#槽段于2008年11月15日施工,12月1日完成槽段的澆筑任務(wù),在41#槽段成槽過程中,沒有出現(xiàn)造孔泥漿、清孔泥漿的流失,從施工質(zhì)量上講,對底涵的封堵是符合預(yù)期目標(biāo)的。

從投資角度上來講,泵送砂漿封堵底涵的施工方案主要工程量有15m3泵送砂漿和2T水泥的水泥漿、10m3漿砌石,總投資只有8000元左右。如果采用灌水泥漿的方案,土方開挖、回填工程量達(dá)500m3,泵入水泥漿將達(dá)到20T水泥,封口砼5m3,投資達(dá)3萬元以上。采用泵送砂漿的方案將節(jié)約2.2萬元,同時(shí)對壩體無大的損傷。

結(jié)束語

從總體效果評價(jià)上來說,本施工方案的施工工序比較簡單,施工工期也較水泥灌漿方案短,底涵封堵的施工質(zhì)量從造孔時(shí)效果來看也較好,造價(jià)也比用水泥灌漿方案也有所降低,是各參建單位運(yùn)用創(chuàng)新思維,利用現(xiàn)場設(shè)備成功處理底涵封堵的施工實(shí)踐。