摘要:柔性防滲墻由于摻雜了大量的粘土和少量的膨潤土,減縮了水泥用量,具有極好的變形性、抗?jié)B性、抗凍性和耐久性。但要想達到優(yōu)良的效果也不是太容易。本文以80cm柔性防滲墻的施工為例對施工工藝及重要環(huán)節(jié)進行了總結(jié)論述。
關(guān)鍵詞:柔性防滲墻;施工工藝;固壁泥漿;配合比
中圖分類號:U2 文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)06(c)-0000-00
柔性防滲墻是在松散透水地基或土石壩體中連續(xù)造孔成槽,以泥漿固壁,在泥漿下澆筑混凝土或回填防滲材料而修筑的地下連續(xù)墻。其混凝土主要是有水泥、水、粘土、石子和砂等材料攪拌而成。與傳統(tǒng)防滲墻相比,柔性防滲墻具有較低的彈性模量和模強比,且可以通過控制配合比進行人為調(diào)節(jié);具有極好的變形性、抗?jié)B性、抗凍性和耐久性;還具有就地取材和便于施工的特點。但要想達到優(yōu)良的效果也不是太容易,因此,本文以長堰水庫東副壩80cm柔性防滲墻的施工為例對施工工藝及重要環(huán)節(jié)進行了總結(jié)論述,以希為廣大同行提供一定的參考。
1 柔性防滲墻的施工工藝
柔性防滲墻的施工工藝一般可概括為:場地平整加固—構(gòu)筑導(dǎo)墻及施工平臺—挖槽鉆機布置—一期槽孔建造—終孔驗收—清孔換漿—下設(shè)澆筑導(dǎo)管、預(yù)埋灌漿管—澆筑柔性混凝土—二期槽孔施工……
1.1 導(dǎo)墻高程及寬度的選定
在確定導(dǎo)墻平臺高程時,一般應(yīng)遵守以下幾點:○1比地下防滲墻的設(shè)計高出0.5-1.0m以上;○2高出地下水位2.0m以上;在設(shè)計導(dǎo)墻槽口寬度時,應(yīng)結(jié)合所采用的沖擊鉆機型號和防滲墻設(shè)計墻厚合理選擇,導(dǎo)墻槽口寬度一般大于設(shè)計墻厚的10-15cm。如柔性防滲墻的高程設(shè)計為140.8m,墻厚設(shè)計為80cm,在采用CZ-22或CZ-30進行造孔時,導(dǎo)墻槽口寬度可以設(shè)計為90cm,上口高程設(shè)計為141.5m。
1.2 挖槽鉆機布置
挖槽鉆機位置的確定其實就是槽口位置的確定。在具體施工時,一般是先把整個工程分成若干槽段,再在每個槽段內(nèi)進行槽口的分配,槽口的距離一般定在1m左右,因此,為了施工的方便在鉆孔時,一般采取先鉆偶數(shù)孔或奇數(shù)孔(稱為主孔),對于余下的孔(稱為副孔)采用鉆劈法。一般在每一段內(nèi)布置2臺鉆機,既可以縮短施工時間也可以防止段槽變形塌孔。
在進行鉆孔機布置時,應(yīng)該充分考慮地質(zhì)和水文狀況、施工標準及具體實施條件,如:較密實的底層可以適當長點;較疏松、漏漿嚴重的適當縮短,防止在施工時出現(xiàn)塌孔。再如含漂石、孤石較多的地段,施工難度大,時間長,泥漿漏失量大,應(yīng)適當縮短槽口長度。
1.3 一期槽口建設(shè)
不僅每一槽段內(nèi)有主副孔之分,在段之間也分主副段,對主段的施工稱為一期槽口建設(shè)。具體的鉆孔順序如1.2所述,值得注意的是在進行副孔施工時,左右兩個自由面容易出現(xiàn)事故—容易失去穩(wěn)定性而掉進兩側(cè)的主孔。因此在主副孔終孔后,需要清掃主副孔之間的巖層,直到掃凈為止。
1.4 終孔驗收
終孔驗收是一個非常重要的環(huán)節(jié),必須有質(zhì)檢站、設(shè)計、監(jiān)理和施工單位進行聯(lián)合驗收。驗收的指標主要包括:孔深、孔斜、孔底沉渣、泥漿含砂量及泥漿比重。
孔深除了要達到設(shè)計的要求,還必須要進入基巖0.5-1.0m;孔位的偏差不得大于3cm,孔斜率不得大于0.4%,在含孤石、漂石等特殊情況下,也應(yīng)控制在0.6%以內(nèi)??椎闹行奈恢闷畈坏么笥谠O(shè)計墻的1/3,對于80cm柔性防滲墻來說不得大于27cm;孔底沉渣采用測錘量測法,測出的淤積厚度不得大于10cm;在清孔結(jié)束后泥漿指標應(yīng)滿足:比重<1.3g/cm3;黏度30-90s;含沙量<5%。
1.5 槽段連接
一期槽段澆筑完畢后,等待槽段中澆筑的混凝土達到初凝后,再在兩個端頭孔處,進行劈打鉆孔,作為二期槽段的一個主孔施工,墻體的達接在任意深度處其厚度不得小于1/3的厚度,即27cm,以保證墻體的連續(xù)性及滿足設(shè)計的要求。二期槽段的端頭孔在清孔過程中,
要換用鋼絲鉆頭刷去端頭孔上的泥皮,在檢驗時以刷子鉆頭上不帶泥皮為準。
2 固壁泥漿的制備及回收
泥漿固壁是使泥漿深入槽壁土體中,其中較細的顆粒進入槽壁空隙中,較粗的顆粒附著在孔壁上,逐漸形成1-20mm,滲透系數(shù)10-7-10-9cm/s的半透水或不透水泥皮,起到隔斷泥漿與地下水的相互影響,抑制和平衡土壓力及地下水壓力,保證了槽壁的穩(wěn)定性。
使用不符合標準的泥漿,不僅會給施工帶來不良影響,而且還會造成施工精度降低或引起槽壁坍塌,因此泥漿的制備至關(guān)重要。大多數(shù)泥漿是粘土顆粒分散在水中所形成的溶膠,對粘土、水的要求很高,而且又是還必須加入一些化學(xué)處理劑,才能配制出符合工藝要求的泥漿。同時泥漿的攪拌方法對膨潤土的溶脹程度影響也較大,當然如果攪拌葉的回轉(zhuǎn)速度超過200r/min,則是可以忘卻溶解膨潤土的。從經(jīng)濟上來考慮,第一次攪拌時,應(yīng)該對攪拌效果進行測定,選擇合適的攪拌時間。
泥漿回收和凈化的一般方法有重力沉降處理法、振動篩處理法和化學(xué)再生處理。在實際處理過程中,一般是以上幾種方法聯(lián)合使用。
3 柔性混凝土的配合
柔性混凝土的性能決定于其組成原材料及其配合比,水泥用量、膨潤土用量、水膠比、砂率、干密度等因素相互制約、相互影響,形成一個多元體系,在進行優(yōu)化配合比時要充分分析其周圍土層的變形性能和邊界條件,分析其結(jié)構(gòu)應(yīng)力,確定最優(yōu)曲線、材料的強度、變性模量、極限應(yīng)變力等。
在優(yōu)化配合比時,通常采用逐步淘汰優(yōu)化設(shè)計法和工程類別法。其中工程類別法是一種比較簡化的方法,在工程規(guī)模不是很大,或者不具備較好的實驗條件時,可以采用工程類別的方法設(shè)計3-5個配合比,再進行進一步的實驗,可以節(jié)省不少工作量。
4 過程控制與質(zhì)量檢測
水壩防滲墻對維護水壩的安全具有極其重要的意義,在施工過程中必須加強工程控制,嚴格控制施工流程,按照《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行。同時,為了正確反映墻體的質(zhì)量,應(yīng)在城墻后28天進行墻體的質(zhì)量檢查,具體包括墻體的物理學(xué)性能指標、墻段接縫和各種可能存在的缺陷。檢查的方法可以用鉆孔取芯法、注水實驗法、無損檢測法(如超聲波法、彈性波投射層析成像法),在進行注水實驗時,要控制壓力不要太大,避免引起墻體破壞。
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作者簡介:陸君興,男,漢族,1958年出生,工程師,江蘇省揚州市,江蘇省水利建設(shè)工程有限公司,主要從事水利施工管理。