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液压抓斗成槽砼防渗墙的施工方法

减小字体 增大字体 作者:佚名    来源:本站整理  发布时间:2010-1-18 12:07:40
 1.问题的提出
  
  柳杨水库位于吉林省磐石市富太镇柳杨村,辉发河左岸支流富太河上,控制流域面积92.5km2,设计灌溉面积1 800ha,总库容1 719.14万m3,是一座以防洪、灌溉为主,结合养鱼、旅游等综合利用的中型水库。水库枢纽工程由土坝、泄洪兼灌溉洞组成。
  柳杨水库始建于1957年,在多年运行中,坝体、坝基存在严重渗漏问题。
  水库土坝全长800m,最大坝高13.2m,坝顶宽5.0m,坝体由风化料、粉质粘土组成。运行中坝坡后出现浸润性渗漏问题,并有浅层脱坡现象发生。坝后出现大面积沼泽化,当库水位较高时,出现多处于渗漏点,并出现浑水现象,因此水库始终处于低水位运行,一直不能发挥灌溉效益。鉴于上述情况,先后进行高喷和灌浆处理,但从坝后减压井水位观测看,效果不好,坝后仍然存在严重渗漏问题。
  2002年除险加固工程设计中,经勘查,坝体粉质粘土为中~高压缩性,施工碾压质量较差,局部夹有碎石含透镜体,为中等透水。坝基由砂砾石、淤泥层、粉质粘土、碎石混土及花岗斑岩组成。大坝桩号0+007~0+650段,原河道上游坝脚附近天然铺盖层很薄、局部缺失,存在集中渗漏,右侧为河流淤泥层,厚约1.5m左右,左侧为河流冲刷层,冲积沉积物为粉质粘土,厚约4.5m,下部均为强透水层砂砾石,最大厚度9.0m,坝基右侧分布碎石混土层,属中等透水区。基岩以花岗斑岩为主,呈全风化~弱风化。为彻底解决坝体及坝基渗漏及渗稳问题,设计采取塑性砼防渗墙的处理方案,设计防渗墙厚40cm,防渗墙长766m,墙底深入基岩以下2.0m。
  2004年4月开始施工,为保证工程进度和施工质量,采用机械施工砼防渗墙的方法。一般的机械施工开挖成槽的方法主要有双模板振动成槽、冲击钻机造孔成槽等,本工程根据地质、地层、土质以及水文情况,选择了工效较高的抓斗采用纯抓式成墙的施工方法。
  
  2.液压抓斗成槽砼防渗墙施工方法
  
  2.1 施工方案
  根据本工程的施工情况,考虑本工程的地层特点、工期要求和施工条件等,防渗墙采用德国先进液压抓斗设备“三抓成槽法”施工方案,即每个槽孔均采用抓斗分三次直接抓取成槽,二期槽分序施工。
  2.2施工准备
  根据施工区的地形、地质条件,做好施工临建系统,包括供水、供电、泥浆拌合站,砼拌合系统、防渗墙施工导向槽、施工平台、排渣、排水系统及营地布置等。
  施工平台是给防渗墙机械施工提供足够宽的场地,本工程将坝顶削至防渗墙设计顶高程以上0.5m的位置,然后在该高程的坝顶下游侧坝坡上回填部分土方,加宽防渗墙施工平台至10m,下游回填部分作简易护坡。
  2.3施工工艺
  工艺流程为:导向槽建造→槽段划分→抓取成槽→泥浆固壁→清孔、槽孔验收→下浇筑导管→浇筑水下砼→二期槽段施工。
  2.4施工方法
  2.4.1导向槽建造
  利用机械和人工在坝体轴线上挖通宽50cm、深70cm的导向槽,保证泥浆的贯通和孔口泥浆固壁,达到可随时补浆回浆的作用,本工程采用可移动钢制导向槽导向,具有可移动性、节省材料和成本、可重复使用等特点。导向槽采用厚为30mm,长为10m,宽为0.5的优质钢板,连接处采用宽钢板绑条焊接,转角处采用10cm的钢板支撑。
  2.4.2槽段划分
  本工程所使用的抓斗的斗体宽度为2.8m,根据机械的施工能力、施工难度及考虑到二期槽孔的接头部位的连接问题,共划分95个槽段,其中1—90号槽,一、二期槽孔长度均为8.0m,91—95号槽,一、二期槽孔长度均为8.4m。
  2.4.3抓取成槽
  槽孔的成槽施工先抓两端孔至终孔深度,再抓取槽孔中间部分至基岩面,剩余的基岩由抓斗配重凿完成,以保证施工效率。
  2.4.4泥浆固壁、清孔、槽孔验收
  抓取过程中,采用优质膨润土制成的浆液进行槽孔的护壁,确保孔壁稳定,保证施工进度。待抓斗完成整个槽孔的抓取工作达到设计标准后,进行清孔换浆,槽孔验收。清孔换浆是利用充分沉淀的供浆池的新鲜合格泥浆,逐步置换槽内带浮碴的浆液,在置换的同时即可清出浮碴。清孔合格标准为:淤积厚度小于10cm,泥浆密度<1.3g/cm3,泥浆粘度<30s,含砂量<10%.
  2.4.5下浇筑导管、浇筑水下砼
  经自检、复检、终检合格后,下设导管作“直升导管法”浇筑砼工作,先在槽孔端孔处下设接头管。之后进行槽孔的浇筑,在规定的时间内拔起接头管,进行下一槽孔的施工,二期槽孔的成槽施工是在完成相邻的一期槽孔的浇筑之后进行的。先抓两端,后抓中间,清孔换浆结束之前需洗刷接头,应用钢刷洗刷二期槽孔的接头孔,以钢刷不带泥屑、孔底淤积不再增加为验收标准,验收合格后,浇筑砼。
  2.4.6防渗墙施工控制指标
  防渗墙墙体材料采用塑性混凝土,能够承受比普通砼大得多的变形,是用膨润土取代一部分水泥形成的一种柔性墙体材料,它比普通砼的弹性模量低得多,与周围土体的变形模量相近,因而能很好地适应地基的变形,大大地减少了墙体的应力,克服了刚性混凝土防渗墙易产生裂缝的缺点。由于低透水性的膨润土的加入,使混凝土具有大的流动、粘聚性(坍落度18—22cm,扩散度34—40cm),并使得塑性混凝土的渗透系数接

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