孫曉亮
(山西省水利建筑工程局,山西 太原 030006)
太平水庫(kù)位于臨縣湫水河中游太平溝溝口,壩址以上控制流域面積40 km2,總庫(kù)容536萬(wàn)m3,是一座以防洪為主,兼顧農(nóng)業(yè)灌溉的?。ㄒ唬┬退畮?kù)。大壩兩端與壩肩接觸帶坡度陡,左端存在壩體裂縫、下游壩坡滲水及壩坡陰濕問(wèn)題,右端存在下游壩坡陰濕、滲水、塌陷等問(wèn)題,且有加重趨勢(shì)。太平水庫(kù)壩體塑性混凝土防滲墻布置范圍為壩體左岸樁號(hào)0-008.7—0+051.3,長(zhǎng) 60 m;右岸樁號(hào) 0+187.0—0+271.0,長(zhǎng)84 m。防滲墻為槽形孔混凝土防滲墻,槽孔長(zhǎng)度8.8 m,墻厚80 cm,墻底深入基巖不小于1 m,平均孔深24 m。
導(dǎo)向槽由上下兩排鋼筋混凝土導(dǎo)墻組成,槽口寬度大于設(shè)計(jì)防滲墻厚度10~15 cm,導(dǎo)墻高度1.5~2.0 m,是確定防滲墻位置、墻深、基巖面位置以及混凝土澆筑高程的基準(zhǔn),具有保持泥漿壓力和阻止廢漿、廢水倒流槽孔的作用。
施工平臺(tái)由鉆機(jī)工作平臺(tái)、倒?jié){平臺(tái)、排漿溝和施工道路等組成。鉆機(jī)工作平臺(tái)采用枕木鋪設(shè)道軌,平行于防滲墻軸線,道軌上安裝鉆機(jī)平臺(tái)車;倒?jié){平臺(tái)及排漿溝采用人工砌石墊層,水泥砂漿抹面,倒?jié){平臺(tái)應(yīng)向排漿溝形成坡面,坡比為1∶5,以便于棄漿順坡流入排漿溝。
泥漿系統(tǒng)、混凝土系統(tǒng)、供水系統(tǒng)等應(yīng)靠近防滲墻施工現(xiàn)場(chǎng),泥漿系統(tǒng)和供水系統(tǒng)應(yīng)盡量設(shè)置在地勢(shì)較高的位置,便于自流。
太平水庫(kù)壩體混凝土防滲墻采用鋼繩沖擊鉆機(jī)和“兩鉆一劈”法造孔成槽。共劃分為17個(gè)槽段,分別由Ⅰ,Ⅱ序槽段組成,槽段長(zhǎng)8.8 m,每個(gè)槽段由5個(gè)主孔和4個(gè)副孔組成,主孔0.8 m,副孔1.2 m,施工時(shí)先進(jìn)行Ⅰ序槽孔的施工,相鄰兩個(gè)Ⅰ序槽孔施工完成后,再進(jìn)行中間的Ⅱ序槽孔施工,槽孔內(nèi)先鉆鑿主孔,后劈打副孔。造孔過(guò)程中要控制好孔斜偏差,孔斜率應(yīng)保證小于4‰。
用于穩(wěn)定孔壁或槽壁的泥漿為護(hù)壁泥漿,是混凝土防滲墻施工不可缺少的介質(zhì)材料,具有防止槽壁坍塌、滲漏、懸浮和攜帶鉆渣、清洗孔底、冷卻鉆具等功能。造孔泥漿采用普通黏土泥漿,施工過(guò)程中嚴(yán)格控制泥漿指標(biāo),密度1.1~1.2 g/cm3,黏度18~25 s,含砂量不大于5%。造孔過(guò)程中,始終保持孔內(nèi)泥漿面在導(dǎo)墻頂面下30~50 cm,以防塌孔。
槽孔造孔按設(shè)計(jì)要求深度完成后進(jìn)行槽孔驗(yàn)收,包括孔深、孔斜檢測(cè)、墻厚、有無(wú)小墻等??咨畈捎脺y(cè)繩實(shí)測(cè)法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)探測(cè),孔斜采用重錘法進(jìn)行測(cè)量,利用鉆機(jī)鉆頭下至孔底,每2 m測(cè)得鉆頭攜帶的鋼絲繩的孔口偏差,從而計(jì)算出孔底偏差及孔斜率。墻厚及小墻是將鉆頭下至接近孔底位置,利用鉆機(jī)從槽孔一端拉移至另一端進(jìn)行檢測(cè)。
槽孔驗(yàn)收合格后,采用抽筒換漿法進(jìn)行清孔換漿。利用抽筒抽出孔內(nèi)造孔泥漿及廢渣,從泥漿攪拌站向孔內(nèi)重新注入泥漿,清孔質(zhì)量在清孔換漿結(jié)束1 h后進(jìn)行檢查,要求孔底淤積厚度不大于10 cm,清孔后孔內(nèi)泥漿密度不大于1.2 g/cm3,黏度不大于30 s,含砂量不大于10%。
塑性混凝土澆筑導(dǎo)管選用內(nèi)徑為220 mm的無(wú)縫鋼管,根據(jù)槽孔的孔深確定導(dǎo)管長(zhǎng)度,導(dǎo)管底部距離孔底應(yīng)控制在15~25 cm,導(dǎo)管應(yīng)統(tǒng)一編號(hào),詳細(xì)記錄每根導(dǎo)管長(zhǎng)度,按順序依次組裝,頂部一般設(shè)置數(shù)節(jié)長(zhǎng)度為0.3~1.0 m的短管,便于施工方便及拆卸。每個(gè)槽段安裝3組導(dǎo)管,導(dǎo)管間距為3.0 m,導(dǎo)管距槽孔兩端1.4 m。安裝時(shí),利用沖擊鉆機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)配合提升導(dǎo)管,導(dǎo)管固定在導(dǎo)向槽頂特制的井架上,導(dǎo)管頂部安置進(jìn)料漏斗,澆筑前將隔離球放入導(dǎo)管內(nèi),導(dǎo)管連接要密封、牢固可靠。
接頭孔處理是防滲墻施工的關(guān)鍵工序,直接關(guān)系到墻體質(zhì)量和防滲效果。鑒于塑性混凝土早期強(qiáng)度較低,待Ⅰ序槽孔澆筑完成24 h后,才可在其1號(hào)和9號(hào)孔的位置進(jìn)行Ⅰ序槽和Ⅱ序槽的接頭孔施工。Ⅱ序槽清孔結(jié)束前,應(yīng)用鋼絲刷鉆頭對(duì)接頭孔進(jìn)行刷洗,確認(rèn)干凈后,方可進(jìn)行混凝土澆筑。
采用直升導(dǎo)管法澆筑。先往進(jìn)料漏斗里注入適量的水泥砂漿,在儲(chǔ)料簸箕內(nèi)儲(chǔ)存足夠量的混凝土,一次進(jìn)料確保擠出隔離球,并埋住導(dǎo)管底部。澆筑應(yīng)連續(xù)作業(yè),導(dǎo)管埋入混凝土中的深度在1~6 m之間。同一槽孔內(nèi)混凝土面保持均勻上升,各控制點(diǎn)高差控制在0.5 m以內(nèi)。澆筑過(guò)程中每30 min測(cè)量一次槽孔內(nèi)混凝土頂面深度。當(dāng)混凝土上升至距孔口10 m左右時(shí),沉積泥漿稠度增加,混凝土澆筑壓差減小,澆筑難度增加,在孔口安裝排污泵將泥漿排出,從而保證混凝土最終高度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
防滲墻質(zhì)量檢查分為中間產(chǎn)品檢查及墻體質(zhì)量檢查兩部分?;炷猎噳K抗壓強(qiáng)度共檢測(cè)25組,檢測(cè)結(jié)果為1.1~2.6 MPa;抗?jié)B共檢查6組,抗?jié)B系數(shù)為1.2×10-7~8.0×10-7cm/s;彈性模量共檢測(cè) 6 組,彈模值400~490 MPa,均滿足設(shè)計(jì)要求。墻體在成墻后28 d進(jìn)行了4個(gè)試驗(yàn)段的鉆孔注水試驗(yàn),滲透系數(shù)為4.28×10-7~7.56×10-7cm/s,均符合設(shè)計(jì)要求。
太平水庫(kù)塑性混凝土防滲墻質(zhì)量檢查結(jié)果全部達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,防滲效果明顯,同時(shí),塑性混凝土中大量使用了黏土,減少了水泥用量,節(jié)約了工程成本,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。