摘 要:上、下游堰體架空現(xiàn)象嚴(yán)重,其漏水量仍然比較大。并在很多地方出現(xiàn)大的滲流通道。致使下圍堰與縱向圍堰一直沒(méi)有合攏,留著20m的卸壓攏口。本文以實(shí)際工程為例,結(jié)合上、下游堰體填筑結(jié)構(gòu)型式,確定戧堤防滲方案,本著既提高工效又節(jié)省成本造孔采用打管成孔法;灌漿采用自下而上純壓灌漿法,可供參考。
關(guān)鍵詞:帷圍堰架空;打管成孔;純壓灌漿
中圖分類號(hào):TV543.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1004-7344(2018)33-0181-02
1 工程概況
重慶草街航電樞紐位于重慶市北碚區(qū)以北約18km的嘉陵江上。工程以航電為主,兼顧發(fā)電和其他綜合利用項(xiàng)目,庫(kù)容22億m3,渠化航道180km,電站裝機(jī)500MW,年發(fā)電量20億kW·h,為一等工程。臨時(shí)圍堰共分為上游圍堰、下游圍堰、縱向圍堰三個(gè)部分,施工軸線總長(zhǎng)1345m,其中上游圍堰軸線長(zhǎng)471m、下游圍堰軸線長(zhǎng)214m、縱向圍堰軸線長(zhǎng)660m。
2 圍堰防滲設(shè)計(jì)布置
2.1 堰體結(jié)構(gòu)
(1)臨時(shí)圍堰在嘉陵江右側(cè)原河床上,為樞紐橫向混凝土和15孔泄洪閘混凝土底板的干地施工服務(wù)。共分為上游圍堰、下游圍堰、縱向圍堰三個(gè)部分;上游圍堰防滲墻施工面頂高程184m,施工面頂寬近23.5m,下游圍堰防滲防滲墻施工面頂高程183m,施工面頂寬近16.5m;縱向圍堰于12月施工完成。大江截流采用下戧體方案,防滲線布置于截流戧堤上游側(cè)[1]。
(2)上游圍堰全部用大塊石堆積而成,堰體拋填層厚2~10m,填筑邊坡1:2,架空現(xiàn)象嚴(yán)重,其漏水量仍然比較大。并在很多地方出現(xiàn)大的滲流通道。致使下圍堰與縱向圍堰一直沒(méi)有合攏,留著20m的卸壓攏口。防滲線填筑主要成分為粘土和碎石,滲透性及可灌性均較差,但其自身的結(jié)構(gòu)在水的長(zhǎng)期作用下又難以達(dá)到自身穩(wěn)定的要求。河床鵝卵石層厚0~7m,其粒徑多在100mm以內(nèi),150~200mm以上的漂石也占有一定的比例。根據(jù)部位的不同,各層厚度相差較大。左邊深槽段由于是主河床沖刷區(qū),槽深最大達(dá)14m;右邊河心灘段根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘,有2~3m鵝卵石覆蓋層,出露高程最高部位到181m,系石英砂巖等堅(jiān)硬巖石屬于強(qiáng)透水層?;A(chǔ)巖層系侏羅紀(jì)的泥巖,表面多風(fēng)化,屬于軟巖,為弱透水層,在急流和深槽部位或河岸部位,部分堰體直接覆蓋在基巖上。
2.2 圍堰防滲灌漿方案
(1)根據(jù)我們?cè)诩瘟杲饔虻氖┕そ?jīng)驗(yàn),結(jié)合上游堰體填筑結(jié)構(gòu)型式,確定戧堤防滲方案,上游圍堰灌漿軸線距離迎水面邊1.5m,右側(cè)于混凝土縱向圍堰相接,左側(cè)深入左堰肩20m。上游圍堰防滲灌漿施工進(jìn)度直接影響橫向圍堰和后序工程的施工。灌漿軸線距離迎水面邊1.5m,右側(cè)于混凝土縱向圍堰相接,左側(cè)深入左堰肩20m;這次本著既提高工效又節(jié)省成本造孔采用打管成孔法;灌漿采用自下而上純壓灌漿法。
(2)圍堰防滲范圍:上游圍堰上至堰面下2m,下至深入基礎(chǔ)巖層0.4m。
(3)孔排距確定:共設(shè)兩排灌漿孔,單排孔距為1.5m,排距1.0m,梅花形布置。戧堤頂部2.0m厚在挖槽后填筑粘土或風(fēng)化石渣并壓實(shí),塑性灌漿與該心墻相接。
3 圍堰防滲工序及方法
施工工藝流程為:場(chǎng)地平整→臨時(shí)建設(shè)施工準(zhǔn)備→布孔→鉆機(jī)就位→造孔→提管→通水→灌漿→提管→第二段灌漿→提管→終孔段灌漿→結(jié)束灌漿→封孔。
3.1 造 孔
采用XY-2型地質(zhì)鉆機(jī)卷?yè)P(yáng)提起300kg重的掉錘沿?準(zhǔn)50鉆桿向下沖擊鉆桿連接套(鉆桿下方套著鐵制錐頭)進(jìn)尺成孔,穿過(guò)填筑層和砂礫石層入基巖0.4m后,掉錘向上反沖擊提管20~30cm,這時(shí)錐頭自然脫離鉆桿,通水試驗(yàn)可知。
3.2 灌 漿
(1)采用一次打孔到底、自下而上分段、孔內(nèi)純壓灌漿工藝。灌漿材料為水泥、細(xì)河砂、鋸末、水玻璃等灌材,漿液配合比如下:水:(水泥+粉煤灰)=0.5:1;膨潤(rùn)土為水泥的1%;塑化劑為水泥的1~1.2%;
(2)對(duì)集中漏水點(diǎn)的處理。由于上游圍堰全部用大塊石堆積而成,江面水位(181m)與圍堰內(nèi)基坑水位(178m)差達(dá)到3m,堰體拋填層厚2~10m,填筑邊坡1:2,架空現(xiàn)象嚴(yán)重,其漏水量仍然比較大。并在很多地方出現(xiàn)大的滲流通道,灌入的水泥砂漿被水沖刷帶走,針對(duì)這種情況施工時(shí)采用:
①水泥砂漿0.5:1:1,酌量加入鋸末,灌漿耗漿量>1000L/m,采取加大鋸末的摻入量和間歇灌注[2]。
②可控性灌漿:水泥+水玻璃雙液漿液灌注和雙液雙管灌注。水泥漿中加入水玻璃主要起速凝作用,凝結(jié)時(shí)間因摻入量而異。作為速凝劑一般摻量較小,約占重量的3~5%。因本工程漏點(diǎn)水流量較大流速較快,水玻璃摻量相應(yīng)提高。
③注漿用水玻璃對(duì)其模數(shù)和濃度有一定的要求,模數(shù)M是描述水玻璃性能的一個(gè)重要參數(shù),M的大小對(duì)注漿影響很大。模數(shù)小時(shí)凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng),結(jié)石體強(qiáng)度低;模數(shù)大時(shí)凝結(jié)時(shí)間短結(jié)石體強(qiáng)度高。模數(shù)過(guò)大過(guò)小都對(duì)注漿不利。注漿時(shí),一般要求水玻璃的模數(shù)在2.4~3.4較為合適。
④水玻璃的濃度以波美度Be′表示。水玻璃出廠濃度一般為(50~60)Be′,注漿使用范圍(30~40)Be′。其濃度可通過(guò)加入適量的水進(jìn)行變換。水泥水玻璃常用配方為:水泥為42.5號(hào)普通硅酸鹽水泥,水泥漿的水灰比為1:1~0.8:1、0.5:1。
4 施工成果分析
(1)施工設(shè)計(jì)造孔314個(gè)實(shí)際施工加密168個(gè)孔合計(jì)造孔:482個(gè),合計(jì)孔深3632m;耗用水泥:1016.622t,耗用砂:330m3;鋸末:25000kg;水玻璃:12t。平均耗灰為:280kg/m,最大耗灰:4500kg/m,最小耗灰:12kg/m。
(2)I序孔返漿孔深基本在離孔口約3~6m左右,II基本在離孔口約5~10m處開(kāi)始返漿,返漿孔深明顯加深。
(3)上游圍堰基本孔灌漿結(jié)束后,下游圍堰卸壓攏口合攏,靠近上游低洼處滲水量只有100~150m3/h用一臺(tái)泵抽水即可。根據(jù)以上實(shí)際情況分析表明采用打管成孔采用水泥砂漿加鋸末和水泥砂漿+水玻璃雙液灌漿對(duì)回填料及架空較大滲流較明顯的堰體防滲堵漏效果非常明顯。
(4)上游圍堰灌漿前各排各序孔灌前壓水平均Lu值隨著排序孔序增加遞減較為明顯,尤其是下游排II序孔灌前Lu值多數(shù)<30,說(shuō)明經(jīng)過(guò)上游排I、II序孔,下游排I、II序孔灌漿,已經(jīng)基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求的防滲效果。從失水情況看,上游排孔失水孔比較多,占失水孔數(shù)的79%,而下游排孔失水孔已經(jīng)很少了,占失水孔數(shù)的21%。說(shuō)明上游排孔的灌漿效果非常明顯。
5 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,通過(guò)對(duì)本文的分析討論得出以下結(jié)論:
(1)重慶航電樞紐上圍堰防滲灌漿,采用鉆機(jī)打管成孔灌漿較之前縱向圍堰高噴灌漿,即節(jié)省工程造價(jià),又縮短了施工工期。
(2)采用水泥砂漿和水泥+水玻璃雙液灌注效果非常好,為大塊石架空圍堰地層實(shí)現(xiàn)閉氣提供了更加行之有效節(jié)省成本例證。通過(guò)水泥砂漿灌漿施工,堰體內(nèi)部部分塊石架空部位得到了有效的充填,部分改變了原塊石堆積體的地質(zhì)結(jié)構(gòu),為進(jìn)一步處理集中漏水地段創(chuàng)造了一定的條件。
(3)單排孔防滲效果不是特別明顯,而且水泥砂漿與水泥+水玻璃混合液擴(kuò)散半徑有限,遇到細(xì)微滲漏通道可灌性差,必須通過(guò)兩排之間漿液擴(kuò)散進(jìn)行補(bǔ)充才能取得更好的效果。
(4)在實(shí)際施工中純水泥漿與水玻璃分別由注漿泵送到孔口混合注入孔內(nèi)直至灌漿結(jié)束。對(duì)于滲流量特別大的地段,施工時(shí)在防滲軸線上相距15~20cm打兩個(gè)孔,在兩個(gè)孔分別灌入水泥砂漿和水玻璃體積比為3:1,讓水泥砂漿和水玻璃在孔底混合。直至灌漿結(jié)束,堵漏防滲效果非常明顯。
參考文獻(xiàn)
[1]周建華,張金接,趙衛(wèi)全,等.控制性灌漿帷幕在橋墩圍堰防滲處理中的應(yīng)用研究[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào),2018(04):11~15.
[2]蔣 蓉.水電站施工圍堰防滲施工技術(shù)研究[J].居舍,2018(09):38+16.
收稿日期:2018-10-18
作者簡(jiǎn)介:張?jiān)茤|(1972-),男,吉林永吉人,工程師,本科,從事水利水電施工工作。