張桂富
(臨沂市水利勘測設(shè)計院,山東 臨沂 276001)
岸堤水庫位于蒙陰縣界牌鎮(zhèn)圈里村西,始建于1960 年,水庫控制流域面積1 690 km2,總庫容7.80 億m3。水庫工程等別為Ⅱ等,工程規(guī)模為大(2)型,主要建筑物主壩、溢洪道(閘)、輸水洞級別為2 級,副壩等次要建筑物為3 級。
岸堤水庫建設(shè)時期受當(dāng)時技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件的限制,有些壩段清基不徹底,部分壩段截滲墻下河床砂沒有清除干凈,存在壩基滲漏問題;部分壩段截滲墻與灰?guī)r直接接觸,存在接觸沖刷的可能性。主壩心墻砂殼壩(樁號0+000~0+780)滲透性不滿足規(guī)范要求,懸掛式截滲槽起不到截滲作用;主壩均質(zhì)壩(樁號0+780~1+650)壩體黏粒含量、塑性指數(shù)偏高;試驗段滲透系數(shù)合格率36.4%,均需要采取工程處理措施。
壩體混凝土防滲墻,軸線位于大壩上游距大壩軸線4.0 m 處,頂高程180.8 m,底高程按嵌入基巖內(nèi)1.0 m 控制,墻厚0.4 m,分C10 素混凝土和塑性混凝土兩部分。C10 素混凝土防滲墻頂插入土質(zhì)防滲體高度為3 m,以上部分采用塑性混凝土。
帷幕灌漿孔軸線同混凝土防滲墻軸線,布置單排灌漿孔,共計長1 325 m,相鄰孔距1.5 m,采用四序孔灌注,灌漿深度14~26 m(以基巖透水率不超過10 Lu 為控制標(biāo)準(zhǔn)),灌漿后帷幕透水率應(yīng)小于5 Lu,灌漿自上而下分段進(jìn)行,每段長不大于5 m,灌漿壓力0.4~0.7 MPa。
1)確定試驗位置。試驗場地選擇,按照地質(zhì)條件具有代表性的原則,試驗段選在灌漿施工區(qū)域地質(zhì)條件中等偏差的地段,即樁號0+486~0+498、0+582~0+594,距離設(shè)計灌漿軸線上游 1.0 m,并在試驗段選檢1(樁號0+488.25)和檢2(樁號0+584.25)作為檢查孔,驗證擬定參數(shù)的合理性。
2)擬定試驗參數(shù)。根據(jù)施工技術(shù)規(guī)范和施工經(jīng)驗,擬定該次試驗參數(shù)后,進(jìn)行施工驗證。樁號0+582~0+594 采用純水泥漿液,施工配比。水灰比(重量比)采用:3∶1;2∶1;1∶1;0.8∶1。樁號 0+486~0+498 采用水泥黏土漿液,施工水灰土比(重量比)為 3∶0.9∶0.1;2∶0.9∶0.1;1∶0.9∶0.1;0.8∶0.9∶0.1。
通過鉆孔檢查和五點法壓水試驗數(shù)據(jù)分析,兩種漿液方案灌漿后基巖透水率均小于5 Lu,滿足設(shè)計要求。水泥黏土漿灌注由于黏土本身吸水性較大,等待凝固時間較長,純水泥漿灌注等待凝固時間較短,有利于加快施工進(jìn)度,且作為成熟施工工藝質(zhì)量有保證。為此,通過試驗確定采用純水泥漿液,水灰比 3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1,灌漿壓力0.65 MPa。
1)制漿。按選定的施工配比及用材量,按照水、水泥順序投放在攪拌桶中,機(jī)械攪拌呈純水泥漿液,過篩清除雜物放入蓄漿桶中,用比重計校對濃度符合要求后即可使用。
2)灌漿。對于弱風(fēng)化巖石,吃漿量小者,采用一次升壓法,即灌漿一開始將壓力值盡快地升到允許的最大壓力值,直至灌漿結(jié)束。
3)封孔。采用自上而下分段灌漿,封孔時應(yīng)注意控制水灰比、灌漿壓力和注入率,認(rèn)真、準(zhǔn)確填寫封孔記錄表,根據(jù)灌漿孔上部空余部分選擇合適的封孔方法。
1)優(yōu)化混凝土配合比。通過篩選并多次進(jìn)行配合比論證,最終確定滿足設(shè)計各項指標(biāo)要求,各類原材料相互適應(yīng)的施工配合比詳見表1。
表1 素性混凝土配合比 kg/m3
2)嚴(yán)格把控混凝土拌和質(zhì)量。施工準(zhǔn)備階段提前對拌和系統(tǒng)的計量裝置進(jìn)行標(biāo)定,確保計量準(zhǔn)確,針對不同的拌和設(shè)備,明確拌和時間。水泥進(jìn)場后,除提供出廠合格證、質(zhì)量證明文件、檢驗報告,及時取樣抽檢。對砂、石子的含泥量、含水量每班檢測一次,如遇雨天適當(dāng)增加含水量檢測次數(shù),根據(jù)實測含水量及時調(diào)整用水量,確?;炷撂涠确€(wěn)定。
3)泥漿制備。泥漿質(zhì)量決定成槽的質(zhì)量和速度。使用前必須對新制泥漿和回收的泥漿進(jìn)行檢測,經(jīng)監(jiān)理工程師確認(rèn)后方可使用。
1)槽段劃分。根據(jù)本工程的地質(zhì)情況和使用的抓斗型號,劃分一期、二期槽,施工槽段長7 m,接頭形式采用下接頭管。
2)液壓抓斗成槽。采用液壓抓斗成孔、泥漿護(hù)壁的施工工藝。邊開挖邊向?qū)?nèi)注入泥漿,液面始終保持在導(dǎo)墻頂以下30~50 cm。抓斗出入導(dǎo)墻口時要輕放慢提,防止泥漿在槽內(nèi)波動過大,影響導(dǎo)墻下土層的穩(wěn)定。
3)換漿清槽。采用泵吸法利用泥漿循環(huán)系統(tǒng)置換槽底泥漿,在換漿清槽過程中,重點控制好吸漿量和補(bǔ)漿量的平衡,不能讓泥漿溢出槽外或漿面低于導(dǎo)墻頂以下30 cm。
4)水下混凝土澆筑。混凝土澆筑是防滲墻施工中的關(guān)鍵。水下混凝土澆筑采用直升導(dǎo)管法,導(dǎo)管下口與槽底距離一般不大于50 cm,混凝土上升速度不小于2 m/h。澆筑混凝土?xí)r,安排專人負(fù)責(zé)隨時測定混凝土面高度,及時做好記錄,保證混凝土面均勻上升?;炷帘仨氝B續(xù)灌注,不得中斷;為防止意外,施工前指定備用拌和站。
通過灌漿試驗,確定了各灌漿參數(shù),調(diào)試了鉆孔灌漿施工系統(tǒng),確定了合理的機(jī)械設(shè)備和人員配置,為準(zhǔn)確預(yù)判施工工期奠定了基礎(chǔ)。
混凝土澆筑過程中,因時間間隔過長,可能出現(xiàn)導(dǎo)管不暢或堵塞,不能用敲打或用外力振動導(dǎo)管,應(yīng)當(dāng)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導(dǎo)管。同時應(yīng)減小導(dǎo)管埋深,保證導(dǎo)管外泥漿不能進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)。
塑性混凝土的強(qiáng)度較低,不宜對成墻混凝土進(jìn)行取芯檢測,大多在澆筑混凝土?xí)r現(xiàn)場取樣。對混凝土防滲墻成墻質(zhì)量的檢查,最好采用無損檢測方法,如超聲波和CT 法,檢測防滲墻的連續(xù)性和接頭孔的連接質(zhì)量。
經(jīng)過對帷幕灌漿后防滲段進(jìn)行鉆孔檢查和壓水試驗檢測證明:大壩基巖透水率減小,巖石孔隙充填水泥結(jié)石飽滿。檢查孔的透水率均不大于5 Lu,滿足設(shè)計要求。通過CT 檢測,混凝土防滲墻的連續(xù)性和完整性較好,未發(fā)現(xiàn)薄弱部位,均滿足設(shè)計和規(guī)范要求,較好地解決了大壩防滲和穩(wěn)定性問題。