摘要:介紹了防滲墻施工技術的主要工藝流程,最后通過現(xiàn)場驗收,墻體的抗?jié)B能力完全滿足設計要求,具有一定的使用參考價值。
關鍵字:防滲墻技術應用
中圖分類號:TU375 文獻標識碼:A
1.工程概況
納子峽水電站位于青海省東北部的門源縣燕麥圖呼鄉(xiāng)和祁連縣皇城鄉(xiāng)的交界處,地處大通河上游末段。電站是大通河流域年調節(jié)的“龍頭”電站。壩型為混凝土面板堆石壩,河床平趾板基礎置于密實覆蓋層上,趾板寬度8.0m,厚度0.8m,砂礫石覆蓋層采用防滲墻進行防滲處理,混凝土防滲墻軸線平行于壩軸線布置,墻厚1.2m,墻底嵌入基巖強風化層0.8m,最大深度23m。防滲墻與趾板之間采用混凝土連接板連接。
2防滲墻施工工藝
2.1導墻施工
導墻,也稱導向槽,是防滲墻施工之前修建的臨時構筑物,它對防滲墻的施工是必不可少的,導墻的作用是為鉆孔機具導向、蓄存泥漿和防止槽口坍塌,同時可作為施工時水平與豎直測量的基準,在導墻的施工中重點是防止導墻開裂和位移變形。因此在工程施工中根據(jù)施工機械選擇不同類型的導墻很重要,導墻拆模后應立即在墻間架設支撐。
2.2造孔方法
本工程防滲墻采用CZ-30型沖擊鉆機“鉆劈法”造孔成槽,先鉆進主孔,到設計終孔孔深后,再劈打副孔;采用粘土泥漿或膨潤土漿護壁,及時監(jiān)控泥漿各項性能指標;確保攜帶巖碴和維護孔壁穩(wěn)定的能力;“抽筒抽取法”并結合“新鮮泥漿置換法”清孔;“泥漿下直升導管法”澆筑混凝土。
2.3槽段劃分及連接
合理劃分槽段原則是不影響槽壁的穩(wěn)定性,槽壁的穩(wěn)定性盡可能的減少接頭數(shù)量, 不但可以提高施工效率,還可以提高防滲墻的防水性和整體性,本工程槽段劃分為兩期,槽段劃分采用一種槽長,槽孔長度為7.0m,即3個1.2m的主孔和2個1.7m的副孔,槽段連接采用“套打一鉆”法施工,即一期槽段的混凝土達到一定強度(24h)后,用沖擊鉆將接頭孔中的混凝土鑿掉,形成一、二期槽段間的接頭孔。具體形式見圖
2.4固壁泥漿
選用粘土時,粘土含量必須大于50%,塑性指數(shù)大于20,含砂量小于5%,SiO2與Al2O3含量的比值為3~4。純凈泥漿一般難以完全達到使用要求,這時要加入泥漿處理劑改善漿液性能。如果泥漿失水量過大,膠體率和穩(wěn)定性均不合格,一般可考慮加入碳酸鈉處理。 碳酸鈉的加量一般為土重的0.3%~1.2%,隨著加入碳酸鈉數(shù)量的增加,鈣質粘土改性為鈉質粘土,土的顆粒在水中更加分散,膠體粒子的數(shù)量增加,泥漿失水量降低,并使粘度有某些提高。本工程采用1500l的攪拌槽進行泥漿攪拌。
制備、使用與檢驗采用表1泥漿配合比進行攪拌,攪拌30分鐘后進行檢測達到表2固壁泥漿性能指標。
表1 泥漿配合比
項目 粘土 Na2CO3 水
數(shù)量(kg) 12.5~20 0.4~0.625 100
表2 固壁泥漿性能指標
項 目 單 位 性能指標 試驗用儀器 備注
密 度 g/cm3 1.1~1.2 泥漿密度計
漏斗粘度 s 18~25 500/700ml漏斗
含 砂 量 % ≤5 含砂量測量器
膠 體 率 % ≥96 量筒
穩(wěn) 定 性 ≤0.03 量筒、泥漿比重稱
失 水 量 ml/30min <30 失水量儀 又稱為濾失量
泥 餅 厚 mm 2~4 失水量儀
1 min靜切力 Pa 2.0~5.0 靜切力計
pH值 7~9 pH試紙或電子pH計
對新拌制的泥漿每天做一次粘度、比重、含沙量測試,根據(jù)造孔需求隨時調整泥漿配合比。
2.5孔形控制
孔形控制是驗收項目項目包括:深度、厚度和孔斜。防滲墻設計墻厚1.2m通過施工鉆具(鉆頭)達到的;深度在確定基巖弱風化層后0.8m為終孔深度;孔斜指標為不得大于0.4%,含孤石、漂石地層以及基巖面傾斜度較大等特殊情況,孔斜率應控制在0.6%以內,一、二期槽孔接頭搭接的兩次孔位中心在任一深度的偏差值,不得大于設計墻厚的1/3,并應采取措施保證設計墻厚。
2.6孔深驗收和基巖鑒定
防滲墻嵌入基巖弱風化層規(guī)定為0.8m,測量前應將抽筒取出的巖樣進行妥善保管同時做好相應孔深記錄。防滲墻單孔主孔施工進入巖層后,每20cm追蹤檢查巖樣,詳細記錄基巖頂面的深度并做好相應的巖樣保存,根據(jù)通過巖樣的分析判斷孔底到達位置的巖性,最后根據(jù)設計和監(jiān)理要求確定相應的終孔深度。
2.7清孔換漿和接頭刷洗
槽段終孔后,即開始組織清孔換漿工作,Ⅱ期槽孔終孔后還要進行接頭孔的刷洗。在清孔換漿時,清孔采用抽筒換漿法,用抽筒將孔內的砂、石漿液抽出孔口廢棄,同時向槽內補充新鮮泥漿,換漿量約為槽孔內泥漿總量的1/3。
二期槽孔清孔換漿結束前,用鋼絲刷子鉆頭洗刷一期槽孔端頭的泥皮和地層殘留物。以刷子鉆頭上基本不帶泥屑,孔底淤積不再增加為合格標準。
2.8清孔換漿結束標準
清孔結束一小時后,在槽孔底部0.5m處取泥漿樣,進行泥漿試驗。如果達到結束標準,即可結束清孔換漿的工作。清孔換漿1h后應達到的標準:孔底淤積厚度≤10cm,槽內泥漿密度≤1.3g/cm3,馬氏漏斗粘度≤30s,含砂量≤5%。
3.混凝土澆筑
施工期間根據(jù)實驗室提供的配合比,墻體混凝土材料物理力學性能指標見表3
表3 混凝土物理力學性能設計指標
項 目 性 能 指 數(shù)
強度標號 C15
抗?jié)B標號 W8
滲透系數(shù) ≤10-6cm/s
坍落度 18~22cm
擴散度 34~40cm
初凝時間 ≥6h
終凝時間 ≤24h
3.1原材料技術指標
水泥:32.5普通硅酸鹽水泥,品質應滿足國標GB175-99要求。
砂:采用河砂,細度模數(shù)2.4~2.6,含泥量不大于3%,飽和面干吸水率不大于1.60%。
骨料:采用天然礫石,最大粒徑不大于40mm,含泥量不大于1%,飽和面干吸水率不大于1.50%。
外加劑:應符合《DL/T5100-1999》的有關規(guī)定。
水:應符合砼拌和標準《JGJ63-89》。
3.2澆筑導管
混凝土澆筑導管采用快速絲扣連接Φ250的鋼管,在每套導管的上部和底節(jié)管設置長度為0.3~1.0m短管,導管接頭要設有懸掛設施,孔口支架承受力要大于混凝土充滿導管總重量的2.5倍以上。
3.3導管下設
導管應布置在防滲墻中心線上,按照配管圖依次下設,每個槽段部設2套導管間距一般不宜大于3.5m,導管距槽孔兩端或接頭管的距離宜為1.0~1.5m。
3.4混凝土開倉、入倉
混凝土卸入槽口儲料—分料斗由其分流到各個溜槽內流入導管頂部料斗?;炷灵_澆時采用壓球法開澆。在開澆前必須先在導管內注入砂漿,并準備好足夠的混凝土,以便隔離球能夠被擠出,同時能將導管底端埋入混凝土1.0m以上。
3.5澆筑過程控制
導管埋入混凝土的深度控制在1~6m之間,以免泥漿進入砼和埋深過大出現(xiàn)筑管。
槽孔內混凝土面要均勻上升,高差控制在0.5m以內,澆筑速度不能小于4m/h。定時測量槽內混凝土面及管內混凝土面,填寫澆筑資料,同時指導拆除導管。當槽孔內的深度高低不平時,從低處澆起,澆到與高的齊平時,同時澆筑。
3.6防滲墻工程技術指標與質量要求
表4防滲墻工程技術指標與質量要求
序號 檢查項目 檢驗方法 質量標準
1 造
孔 槽孔中心偏差 現(xiàn)場測量 ±3cm
2 終孔孔深 現(xiàn)場測量 不小于設計孔深
3 孔斜率 現(xiàn)場測量、計算 不大于0.4%,特殊情況不大于0.6%
4 槽孔寬度 劇鉆頭直徑 滿足設計要求
5 清
孔 接頭刷洗 現(xiàn)場測量 刷子基本不帶泥屑,孔底淤積不再增加
6 孔底淤積 現(xiàn)場測量 ≤10cm
7 泥漿密度 比重稱 <1.3g/cm3
8 泥漿粘度 500/700漏斗 ≤30s
9 泥漿含砂量 含砂量器(杯) ≤5%
10 混凝土澆筑 導管間距埋深 現(xiàn)場測量 符合設計要求
11 砼上升速度 現(xiàn)場測量、速度 ≥2m/h
12 砼塌落度 現(xiàn)場測試 18~22cm
13 砼擴散度 現(xiàn)場測試 34~40cm
14 終澆高程 開挖檢查 符合設計要求
15 砼性能指標 室內實驗 符合設計要求
16 記錄 綜合檢查 齊全、準確、清晰 符合設計要求
4.防滲墻工程質量評定
4.1工程質量評定依據(jù)
《水利水電工程質量評定規(guī)程》SL175-1996
《水利水電基本建設工程單元工程質量等級評定標準》水工建筑工程SDJ2497-91
部頒《水利水電工程施工質量評定表》(試行)
混凝土防滲墻施工規(guī)范(DL/T5148-2001)及相關標準
4.2墻體質量檢查
防滲墻工程質量檢查按規(guī)范及設計要求進行,包括原材料檢測、混凝土現(xiàn)場及機口取樣檢測、槽孔地質鑒定及孔形驗收、成墻后鉆檢查孔取芯、注水試驗、孔內錄像監(jiān)測等諸多項目。檢查結果表明,防滲墻施工質量滿足設計要求。
總 結:防滲墻墻體的剛度大、防滲性能好、可用作剛性基礎、適用于多種地基條件,使其在基礎工程中得到廣泛的應用,但護壁泥漿、墻段的接頭等構造問題還需要進一步優(yōu)化。
作者簡介:段德生,男(1985)甘肅酒泉人,助理工程師。