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        芻議混凝土防滲墻施工工藝

        2013-11-08 08:20:32
        黑龍江水利科技 2013年2期
        關(guān)鍵詞:泥漿池槽孔槽段

        崔 強

        (哈爾濱市磨盤山水庫管理處,黑龍江五常150200)

        1 防滲墻施工準備

        1.1 施工平臺的修筑

        1.1.1 測量放線

        利用液壓抓斗施工需要修建寬敞穩(wěn)定的施工平臺,便于主機移動和傾倒廢料,施工平臺的總寬度為13 m,主要用于布置漿臺和液壓抓斗設(shè)備,以及沖擊鉆和運輸路線。按照混凝土防滲墻施工平臺斷面圖標注的尺寸,利用經(jīng)緯儀放線,將混凝土墻施工軸線、施工平臺界限、上下游坡角線用白灰標定清楚,為平臺修筑施工劃定范圍和起始點。

        1.1.2 平臺修筑

        利用壩體拆除的土料填放在內(nèi)側(cè),直至達到設(shè)計高度。不夠部分用雜填土填筑,在填筑雜填土的同時需分層夯實,避免過大的沉降。

        1.2 導墻基坑開挖

        1)施工導向槽修筑1.0 m×0.8 m的“L”形導墻,在平臺修筑完成后進行導墻基坑的開挖,基坑開挖完成后由現(xiàn)場技術(shù)員驗收。

        2)驗收合格后進行基坑底部的夯實,施工嚴格按設(shè)計要求控制軸線、標高以及坡度,采用人工清理至設(shè)計高程。

        1.3 導墻施工

        1.3.1 導墻混凝土澆筑

        基坑開挖結(jié)束后,進行導墻混凝土澆筑,具體方法如下:

        1.3.1.1 測量放線

        根據(jù)控制點,用測距儀進行放樣。

        1.3.1.2 扎筋立模

        按照圖紙和規(guī)范要求,綁扎鋼筋,并固定好位置,待鋼筋綁扎后,檢查鋼筋是否齊全,經(jīng)檢驗后開始立模,鋼模立好后,用鋼管、對銷螺栓進行固定,使模板保持足夠的剛度和強度,防止混凝土澆筑時發(fā)生變形。

        1.3.1.3 混凝土澆筑

        采用JS350滾筒式拌和機,按配合比拌和的混凝土通過手推車運至澆筑平臺,在混凝土澆筑前,檢查鋼筋是否齊全,經(jīng)驗收合格后進行混凝土澆筑。澆筑時注意以下3點:

        1)混凝土澆筑時掛牌施工,對砂石料用量作好標注。

        2)導墻混凝土要求標號為C20,在施工前要進行配比試驗,同時在施工中根據(jù)砂石料實際含水率對混凝土配合比進行調(diào)整,嚴格控制混凝土配合比和水灰比。

        3)混凝土振搗時應(yīng)用插入式振動器振搗。

        1.3.2 導墻應(yīng)滿足的質(zhì)量要求

        1)導墻平行于防滲墻中心線,允許偏差為±1 cm。

        2)導墻頂面高程(整體)允許偏差為±1 cm。

        3)導墻頂面高程(單幅)允許偏差為±0.5 cm。

        4)導墻間凈距允許偏差±0.5 cm。

        5)混凝土質(zhì)量要求應(yīng)符合水工混凝土施工規(guī)范要求。

        1.3.3 導墻基坑回填

        回填黏土時要嚴格控制鋪土厚度≤0.3 m,嚴格按確定的夯打遍數(shù)夯實。后一排夯線要打壓前一排夯跡≥1/3,以確保橫向不漏夯。夯實中要嚴格控制夯的行進速度,保證后夯打壓到前夯約1/4,確保縱向不漏夯。

        1.3.4 平臺夯實及整平

        用蛙式打夯機對整個平臺范圍進行夯實,并用水準儀找平,誤差≤10 cm。

        2 泥漿池修建及固壁泥漿

        根據(jù)工程地層特點,為保證混凝土防滲墻施工正常進行,計劃選用低固相膨潤土泥漿和優(yōu)質(zhì)黏土泥漿固壁。固壁泥漿在施工中不僅直接影響施工進度和槽壁穩(wěn)定,并且在施工中起到冷卻鉆頭、潤滑鉆具、懸浮巖屑及防止塌孔的作用[1]。

        2.1 泥漿池的修建

        泥漿池修建在施工平臺下游的邊坡上,泥漿站貯漿池的容積應(yīng)滿足施工高峰時1 d的耗漿量和最大槽孔換漿的需漿量。膨潤土庫房儲備可供15 d拌漿用土的需要。其下安裝ZJ—400高速制漿機1臺;泥漿平臺一側(cè)設(shè)泥漿池,確定200 m3泥漿池1個,采用半埋式,地下1.5 m,地上0.5 m。泥漿池與四周的擋土墻由磚砌筑而成,并用1∶3水泥抹面。在泥漿池一側(cè)設(shè)供漿泵房,安裝1臺3 PN型臥式離心泥漿泵,接入集中供漿管路[2]。

        2.2 制漿材料

        1)膨潤土:選用質(zhì)量標準符合《鉆井液用膨潤土》(SY 5060—85)標準,主要性能指標為:

        表面黏度:≥15 CP;造漿率:≥16 t/m3;AIP失水量:≤9.5m L;動塑比:≤3;濕篩分析:≤4%;水份:≤10%。

        2)黏土:選擇黏粒含量59%左右、塑性指數(shù)35.4左右、含沙量<5%、二氧化硅與三氧化二鋁含量的比值為3~4的黏土。

        3)水:選用水質(zhì)符合JGJ 63—89第3.0.4條的規(guī)定的水配制泥漿,使用前應(yīng)對水質(zhì)進行化驗。

        4)分散劑:選用工業(yè)用純堿。

        5)增黏劑:選用中黏度酸甲基纖維素(CMC),性能指標符合表1要求。

        表1 增黏劑性能指標

        6)絮凝劑:選用聚丙烯酰胺。其功能是對膨潤土護膠,同時提高抗剪切稀釋能力。

        7)防漏劑:選用鋸末、水泥等。

        2.3 固壁泥漿

        工程用泥漿的性能指標應(yīng)符合的基本要求:較小的失水量,適當?shù)撵o切力,好的穩(wěn)定性,較低的含砂量。

        一般在施工中固壁泥漿的各項性能指標的確定,必須根據(jù)施工地層的特性、部位、造孔方法進行泥漿的配合比試驗加以選定。根據(jù)水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范要求及本工程特點,計劃采用黏土漿或膨潤土漿做固壁泥漿。在壤土中造孔泥漿黏度可控制在18~20 s,而對砂層中泥漿黏度需加大。

        2.4 泥漿拌制方法及質(zhì)量控制

        1)泥漿拌制選用高效、低噪音的高速回轉(zhuǎn)攪拌機(ZL400型)1臺,制漿能力200 m3/d,可滿足現(xiàn)場使用。

        2)每罐泥漿的攪拌時間滿足要求。

        3)按照規(guī)定的配合比配制泥漿,各種材料的加量誤差≤5%。

        4)泥漿處理劑如純堿、CMC和聚丙烯酰胺,使用前宜配制成一定濃度的水溶液,以提高其效果。純堿水溶液濃度為20%,CMC和聚丙烯酰胺水溶液濃度為1.5%。

        5)新制膨潤土漿需存放24 h,經(jīng)充分水溶脹后方能使用。

        6)儲漿池內(nèi)泥漿應(yīng)經(jīng)常攪拌,保持指標均一,避免沉淀或離析。

        7)漿檢測和控制要求:在主孔正常施工時,對循環(huán)漿進行的檢測項目有比重、漏斗黏度和含砂量。

        2.5 泥漿輸送及排放

        施工中泥漿輸送設(shè)備選用22 kW3PN離心泥漿泵配4寸鋼管或膠管,由泥漿池將新鮮泥漿輸送到開槽現(xiàn)場。

        3 混凝土防滲墻施工

        混凝土防滲墻施工過程見圖1,施工工藝流程見圖2。關(guān)鍵工序施工技術(shù)要求如下:

        3.1 槽段劃分與槽段接頭的施工

        3.1.1 槽段劃分

        槽段的長度宜盡量加長,以減少槽段之間接頭數(shù)目,提高墻體的整體性。但槽段過長會引起施工周期增加,造成孔壁不穩(wěn)定,同時為混凝土澆筑帶來難度。工程施工深度較大,從地層組成來看,槽孔的下部覆蓋層穩(wěn)定性較差。結(jié)合以往施工經(jīng)驗及槽壁穩(wěn)定性驗算,綜合考慮地層特性、施工工期、造孔方法、混凝土澆筑強度等各種因素,將本工程混凝土防滲墻段劃分為一、二期槽,其槽長定為一期槽8 m,二期槽7.4 m,槽段劃分見圖3。一、二期槽孔間隔布置,先施工一期槽孔,后施工一期槽孔之間的二期槽孔,從而接成地下連續(xù)墻[3]。

        3.1.2 槽段連接方式

        二期槽段成槽除墻段連接外,其余施工方法與一期槽段成槽相同。根據(jù)目前的施工工藝及施工深度情況,墻段連接采用接頭管方法,采用Φ399 mm的接頭管,利用16 t吊車或拔管機提出接頭管。

        圖1 槽段劃分圖

        圖2 防滲墻施工工藝流程圖

        圖3 槽段劃分圖

        3.2 造槽

        3.2.1 設(shè)備選擇

        根據(jù)地質(zhì)資料,以及施工經(jīng)驗和設(shè)備狀況,擬選用QUY—50B液壓抓斗2臺。

        3.2.2 設(shè)備布置

        根據(jù)現(xiàn)場工作面條件及業(yè)主要求,將液壓抓斗布置在導槽的上游側(cè),抓出的土倒在上游壩面上。主要設(shè)備旁安置配電盤和鋪設(shè)動力電纜,排漿溝邊鋪設(shè)供水管、供漿管,照明線路布置在鉆機旁邊的排漿溝外側(cè)。

        3.2.3 施工方法

        開工前進行測量放線,用油漆在導槽施工平臺側(cè)標記槽段主孔、副孔位置及編號。槽段內(nèi)首先抓取1、3號主孔,再抓取2號孔。至此,一期槽孔完成成槽施工,下一個一期槽孔按以上作業(yè)循環(huán)完成。二期采用同樣的方法施工。

        開抓前,導墻內(nèi)注入泥漿至導墻頂以下0.3~0.5 m,并在整個成槽過程中保持漿液面不得低于導墻頂以下0.3~0.5 m。成槽過程中,在礫質(zhì)粗砂中開挖時應(yīng)注意泥漿是否出現(xiàn)漏漿,槽壁是否出現(xiàn)坍塌,是否碰到較大孤石,是否開挖到基巖面等。機械手操作時應(yīng)注意抓斗測斜裝置顯示的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時采取糾偏措施,以使槽孔垂直度在規(guī)定范圍內(nèi)。根據(jù)圖紙,即將入巖時,利用抓斗抓取巖樣,確定基巖面高程。

        3.2.4 硬巖處理

        遇有硬巖,抓斗抓取不到位的的地方,采用CZ22型沖擊鉆鉆鑿到設(shè)計高程。

        3.3 清孔換漿及驗收

        待槽孔施工結(jié)束后,須進行終孔驗收,合格以后,方能進行清孔換漿工作。清孔換漿結(jié)束后1 h,應(yīng)達到以下標準:

        1)孔底淤積厚度≤10 cm。

        2)含砂量≤10%,黏度≤30 s。

        3)孔內(nèi)泥漿的密度≤1.25 g/cm3。

        4)Ⅱ期接頭孔孔壁刷洗至鋼絲刷上泥屑、孔底淤積厚度不再增加,經(jīng)監(jiān)理驗收合格后,在4 h內(nèi)澆混凝土。

        3.4 混凝土澆筑

        混凝土澆筑采用混凝土罐車輸送至導管小料斗,當澆筑至一定高度時移動罐車進行下一個導管的澆筑,泥漿下澆筑混凝土采用直升導管法。導管直徑230 cm,長度根據(jù)鉆孔實際深度而定。

        混凝土澆筑應(yīng)嚴格遵循先深后淺連續(xù)作業(yè),均衡上升的原則,槽孔內(nèi)相鄰導管間距應(yīng)≤3.0 m,一期槽段的導管距孔端為1.0~1.5 m,二期槽端的導管距孔端為1.0 m;每槽段澆注時采用3組導管,混凝土上升速度應(yīng)≥2 m,其高差控制在0.5 m以內(nèi),導管埋入混凝土內(nèi)深度應(yīng)控制在1~6 m范圍內(nèi),每30 min測量一次孔內(nèi)混凝土面,每2 h測量一次導管內(nèi)混凝土面,在開澆和結(jié)尾階段應(yīng)適當增加測量次數(shù)。在澆筑過程中,如發(fā)現(xiàn)不合格的混凝土不得澆入槽內(nèi)。在冬雨季施工應(yīng)嚴格遵守《水工混凝土施工規(guī)范SDJ 207—82》中的有關(guān)規(guī)定,混凝土終澆頂面應(yīng)高于設(shè)計高程0.5 m。一期槽孔混凝土澆筑見圖4。

        圖4 混凝土澆筑示意圖

        3.5 注意事項

        1)槽孔內(nèi)應(yīng)設(shè)置蓋板,避免混凝土散落在槽孔內(nèi)。

        2)不符合質(zhì)量要求的混凝土禁止?jié)踩氩劭變?nèi)。3)施工記錄、圖表做到齊全、準確、清晰。

        [1]中國水利水電基礎(chǔ)工程局.SL174—96水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社,1996.

        [2]鄭秀培.土石壩地基混凝土防滲墻設(shè)計與計算[M].北京:水利電力出版社,1979:211-227.

        [3]王清友,孫萬功,熊歡.塑性混凝土防滲墻[M].北京:水利水電出版社,2008:151-162.

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