郭 琪 李培偉 郝夕明
江蘇省東海縣昌梨水庫位于魯蘭河支流石榴河上游,是一座以防洪、灌溉為主,結(jié)合水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游開發(fā)等綜合利用的中型水庫。該庫興建于1957年4月,1958年6月建成蓄水,設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)50年一遇,1000年一遇校核??刂屏饔蛎娣e35.0km2,總庫容2111萬 m3,興利庫容 1405萬 m3。 水庫水庫樞紐工程由大壩、溢洪道、進水閘、灌溉涵洞等組成。2009年始對水庫實施除險加固,對大壩進行了混凝土截滲墻截滲處理。
按照設(shè)計要求,在大壩樁號0+100~1+730壩段高程50.54m以下采用混凝土截滲墻截滲處理,截滲墻軸線為壩軸線上游2.0m處,頂部高程50.54~51.6 m用C15素混凝土回填至壩頂。截滲墻采用普通混凝土C20,底部插入強風(fēng)化基巖內(nèi)0.5m。截滲墻厚0.3m。
對于導(dǎo)墻有些設(shè)計不提供施工圖,根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)及工期等方面的具體情況,該工程采用“┛┗”型式。導(dǎo)墻施工時,外側(cè)回填到導(dǎo)墻頂高程,墻底緊貼原大壩土面。導(dǎo)墻頂面高出地面300mm,內(nèi)墻面間的凈距離比設(shè)計截滲墻厚寬40mm。
膨潤土結(jié)合當(dāng)?shù)卣惩翞槟酀{制備材料。
本工程的槽段劃分為6.0m和6.7m。
選用抓切法,即在Ⅱ序槽段抓槽時用抓斗抓切Ⅰ序槽混凝土20~30cm混凝土后,沖刷至刷頭上基本不帶泥屑,孔底淤積不再增加。
成槽采用液壓抓斗抓取成槽。分兩序成槽,每槽孔抓取順序為先抓兩側(cè)后抓中間。
先用抓斗抓取孔底沉渣及較稠泥漿,再用洗刷錘洗刷Ⅰ序槽段接頭,期間結(jié)合泥漿濃度及時補充較稀泥漿或清水,但要隨時掌握泥漿稠度變化情況。
水下混凝土澆注采用直升導(dǎo)管法。管徑φ150mm,法蘭盤連接。澆注混凝土?xí)r,專人對混凝土的上升面進行測量記錄。導(dǎo)管安拆,由8T汽車吊配合進行。
5號、6號、232號槽段在成槽過程中出現(xiàn)了局部坍塌和大面積坍塌。一是針對出現(xiàn)的局部坍塌,加大泥漿密度,抓斗下沉和提升時,緩慢進行,避免對泥漿的擾動過大;二是對大面積塌孔,用摻入10%水泥的粘土回填到坍塌處以上1.0m左右,待沉積密實后再進行施工,同時在相應(yīng)地段適當(dāng)減小槽段開挖長度。
在161號槽段成槽開挖過程中,出現(xiàn)了漏漿現(xiàn)象,通過采用以下措施保證了成槽質(zhì)量。一是平拋粘土,加大泥漿比重,針對松散地層,穩(wěn)中求快;二是保證泥漿供應(yīng)強度和質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)漏漿及時補充,取得了很好的效果。
由于導(dǎo)管埋深大于8.0m或因道路及其他原因致使灌注混凝土的時間間隔過長,有時會出導(dǎo)管堵塞。通過快提快落上下竄動,使混凝土在導(dǎo)管內(nèi)形成一定沖擊力的方法疏通,一般不能用振搗器震動導(dǎo)管,這樣往往使混凝土積聚更為密實。
抓切接頭適宜時間與混凝土的凝固時間是接頭質(zhì)量的關(guān)鍵。時間太早混凝土沒有凝固,容易使槽內(nèi)混凝土變形或流動,與泥漿混合,影響接頭強度和結(jié)合質(zhì)量;時間過晚混凝土強度較高,抓切接頭時達不到切削出新的混凝土接觸面的要求,同樣影響接頭強度和結(jié)合。實踐證明,抓切的適宜時間一般為墻體澆筑后10~12h,最遲不超過16h,但要結(jié)合當(dāng)?shù)貧鉁?、槽深和混凝土的性能指?biāo)試驗確定;否則,抓斗抓切時會因斗體一側(cè)為混凝土另一側(cè)為土體,造成槽孔沿軸線方向偏移,最終導(dǎo)致接頭出現(xiàn)倒“V”字形,無法保證接頭質(zhì)量,同時也嚴(yán)重影響造孔成槽進度,把握好抓切接頭的適當(dāng)時間也是成槽進度快慢的重要環(huán)節(jié)。
商品混凝土配合比強度滿足規(guī)定強度要求,但截滲墻混凝土是用導(dǎo)管法在泥漿中灌注,由于塌落度大及施工工藝等原因,其強度僅為地面澆筑強度的80%左右,為此在施工時要注意調(diào)整混凝土強度和水泥用量。實施過程中,一是將混凝土強度提高一個等級;二是嚴(yán)格按照規(guī)范要求,即水泥用量不低于350kg/m3,水灰比大于0.6,砂率小于40%。。
該設(shè)計主要目的是大壩防滲,采用的是普通混凝土C20,墻厚30cm。此截滲墻承受極限應(yīng)變能力較小,抗震性能相對薄弱;同時,施工時易出現(xiàn)接頭或?qū)Ч苤g混凝土攤鋪錯位、劈叉現(xiàn)象,影響墻體整體強度,極易造成墻體斷裂、滲漏等現(xiàn)象。薄型抓斗成槽截滲墻建議采用塑性混凝土為墻體材料,特別是以解決滲漏為目的的大壩截滲墻。一方面塑性混凝土彈性模量低,與壩體土層的變形模量極為接近,可消除剛性混凝土墻體變形與壩體土變形不同而產(chǎn)生的高應(yīng)力狀態(tài),增加大壩及截滲墻的安全性;另一方面塑性混凝土水泥用量小、造價低,同樣能達到抗?jié)B性能,且由于其強度低、抓切槽孔接頭質(zhì)量有保證;同時塑性混凝土擴散度大,和易性好,凝結(jié)時間長,澆筑質(zhì)量有保證。
該設(shè)計C15素混凝土回填平均深度1.2m,因?qū)Φ滓雅c混凝土截滲墻連接在一起,沒必要再在導(dǎo)墻內(nèi)回填混凝土,可以充分利用導(dǎo)墻,將防浪墻砌體與兩導(dǎo)墻形成榫型結(jié)合,增加結(jié)合強度,同時降低工程造價。
(1)保證接頭質(zhì)量難度大。剛性混凝土的初凝時間隨著溫度、塌落度、澆筑時間等影響變化較大,直接影響抓切接頭時混凝土的強度與時間,無法保證接頭質(zhì)量。
(2)單根導(dǎo)管澆筑影響墻體質(zhì)量。結(jié)合槽長應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求必須使用兩套導(dǎo)管澆筑,導(dǎo)管中心距槽孔端或混凝土壁面的距離不得大于1.5m。單根導(dǎo)管澆筑由于受混凝土擴散度制約接頭質(zhì)量無法保證,同時在墻體上部接頭處出現(xiàn)“V”字形,達不到設(shè)計墻體整體高度,影響墻體質(zhì)量和截滲效果。
(3)應(yīng)結(jié)合實際,充分證明成槽已入基巖方可驗收。實踐證明,有些液壓薄壁抓斗由于斗齒及動力等原因,僅僅抓到強風(fēng)化表面,不能入巖500mm以上,在施工中應(yīng)結(jié)合實際配合沖擊鉆成槽。
在該工程實施期間,通過強化管理措施,重視事前控制,嚴(yán)格事中管理,及時進行修整和完善。進行了多次取芯試驗及地學(xué)檢測,結(jié)果證明均滿足設(shè)計要求和規(guī)范規(guī)定,為類似工程積累了經(jīng)驗