塑性混凝土防渗墙

两钻一抓法塑型混凝土防渗墙施工方案

塑性混凝土防渗墙既具有弹性模量低、极限应变大、对周围土体的适应性强、与易性好的特点,又具有成本低、成墙整体性好、厚度均匀连续、质量可靠、防渗效果与耐久性较好的优点。本工程采用两钻一抓法具有施工速度快、对槽壁扰动小、槽底淤积少的优点,同时能保证槽壁稳定、墙体质量与防渗效果。

一、设计要求

塑性混凝土防渗墙造孔工艺采用两钻一抓法,分两序施工,每孔水平长度宜等于抓斗有效宽度。防渗墙混凝土28天抗压强度为３.5ｍｐa~5mpa,抗渗等级Ｗ6,渗透系数小于1×10cm/ｓ,[J]>６0。现浇混凝土防渗墙混凝土强度等级为Ｃ1５。沿轴线方向每10m设一道伸缩缝,缝内设紫铜片防水,填充材料为聚乙烯闭孔泡沫板,伸缩缝应与塑型混凝土墙分段错开。混凝土导墙保护层为3ｃm。坝基土或粘土碾压经验收合格后,方可浇筑混凝土导墙。塑型混凝土防渗墙嵌入基岩强风化带下限1.０m。现浇墙顶５0cm以上方可采用重型机械碾压。

二、成墙技术要点

施工中每个槽段安排４台冲击钻机、2台液压抓斗机、２台JＳ７50型混凝土搅拌机、4台泥浆搅拌机、４台配浆搅拌机、２台泥浆高压泵、2辆汽车吊与其它辅助机械设备,采用“两钻一抓”法进行防渗墙的冲、抓成槽,固壁泥浆采用膨润土泥浆,混凝土浇筑采用泥浆下直升导管法。墙体质量采用钻孔取芯与无损检测法进行检测。

１、造孔成槽

(1)布置施工平台

施工平台高程应高于防渗墙墙顶高程５0~100cｍ。根据现场实际情况及施工需要,防渗墙上游侧施工平台宽度为6m,冲击钻、供电线路等均布置在上游侧,抓斗施工平台设置在防渗墙轴线下游侧,防渗墙抓斗机施工平台需要9m,在防渗墙轴线的下游设置平行坝轴线的排渣排水沟,断面尺寸40×４0cｍ,再按40ｍ间距修建垂直防渗墙轴线的排渣排水沟,将废渣、废水排至下游坝脚,所有废渣运至弃渣场。

(2)修筑导向槽

导向槽就是在地层表面沿防渗墙轴线方向设置的临时构筑物。导向槽起着标定防渗墙位置、成槽导向、锁固槽口;保持泥浆液面;槽孔上部孔壁保护、外部荷载支撑的作用。导向槽的稳定就是混凝土防渗墙安全施工的关键。本工程导向槽两侧墙体采用“┑┍”,现浇C20混凝土构筑,槽内净宽6０ｃm,顶面高于施工场地10cｍ以防止地表水流入。

(3)造孔成槽

①槽段划分

根据本工程地质条件、防渗墙结构,混凝土供应能力等要求,初步确定本工程标准单元槽段长度6ｍ,根据施工实际需要可适当缩短或加长槽段长度。槽段划分为Ⅰ、Ⅱ序槽段,每个槽段分为两个主孔及一个副孔,先施工Ⅰ序槽段,后施工Ⅱ序槽段。

②成槽施工

根据本工程的地质条件,拟采用冲击钻钻机钻两相邻的主孔,抽筒出渣,终孔后,再用液压抓斗机抓中间副孔。施工过程中应注意孔内泥浆性能的变化,定期进行检测,及时补充符合标准的优质泥浆入槽,孔内泥浆面保持在导墙顶面以下３0~50cm,以保证造孔施工的正常进行。

由于本工程要求塑性混凝土防渗墙嵌入基岩强风化带下限1、０m,即进入弱风化岩层1m,在液压抓斗机抓挖完副孔中的坚土及砂砾土后,改用冲击钻机进行中风化岩层的钻凿,破碎的岩体采用抓斗机进行抓取并清理。

抓斗(冲击钻)严格按照防渗墙轴线施工,孔壁平整垂直,孔位允许偏差3cm,槽孔的孔斜率不大于0、4%,槽段的连接采用钻凿法,以保证成墙厚度与质量。

钻孔底部接近设计高程时,立即取样,按位置顺序编号,由地质人员根据岩性确定墙底高程。经现场监理工程师确定岩层岩性,并最终确定该施工槽段成槽深度。

成槽过程若因不可预见原因造成突然失浆或塌方等意外事故,应立即停止冲、钻、并加大供浆量,保持液面稳定,或向槽内加倒泥粉,也可立即进行土方回填,避免事故扩大。并立即会同监理、设计及建设等单位分析原因,探明情况并提出处理方案。

③接头施工

拟采用钻凿法作为防渗墙的接头处理方法,就就是在槽段布置时使一期与二期槽段的端孔重合,当一期槽段浇灌的混凝土终凝后(即混凝土浇筑后12~２４h)但强度不就是很高时开始二期槽段的造槽施工,先用冲击钻在一期槽段已经浇好的混凝土防渗墙端部冲凿二期槽段的端孔,再利用抓斗抓挖中间副孔,完成二期槽段成槽施工,再浇筑混凝土。

２、护壁泥浆

泥浆在造孔成槽过程中起固壁、悬浮、携渣、冷却钻具与润滑的作用,成墙后还可增加

墙体的抗渗性能,本工程泥浆采用膨润土拌制,泥浆配合比为水１000kｇ,膨润土5０ｋｇ;固壁泥浆性能指标密度＜1、1g/cm3、漏斗黏度32s~５0s。

新制泥浆经过24h膨化后,利用供浆管输送至槽孔内使用,成槽及槽段浇筑过程中回收的泥浆,经净化后可重复使用。槽孔孔口泥浆面在成槽过程中保持在导向槽顶面以下30～50cm范围内。注意防止清水流入槽内,长时间停钻时注意搅动泥浆保持其均匀性,发现泥浆不符合要求时坚决废弃。

３、防渗墙体混凝土灌筑

混凝土防渗墙就是在泥浆下灌筑混凝土,本工程拟采用刚性导管法进行墙体混凝土灌筑,混凝土竖向顺导管下落,利用导管隔离泥浆,使其不与混凝土接触,导管内混凝土依靠自重压挤下部管口混凝土,并在已灌入的混凝土体内流动、扩散上升,最终置换出泥浆,保证混凝土的整体性。

(1)清孔换浆

槽段终孔验收合格后进行清孔换浆工作,清孔换浆采用抽筒抽取底部沉积物与稠泥浆,并及时从孔口注入合格泥浆进行补充。Ⅱ期槽段清孔换浆结束前将钢丝刷子安装在抓斗斗机上,紧贴Ⅰ、Ⅱ期混凝土结合面,分段上下反复提动,达到刷子上不带泥屑,孔底淤积不再增加,即接头面清洗合格。

清孔换浆结束１ｈ后,达到下列标准即为清孔换浆合格:①孔底淤积厚度不大于１０cm;②泥浆参数为:槽内泥浆密度不大于1、15g/cm3,马氏漏斗黏度３2s~50ｓ,含沙量不大于6%。清孔验收合格后,必须在4h内开始浇筑防渗墙塑性混凝土。

(2)槽段混凝土灌筑

该防渗墙工程水下混凝土采用直升导管法进行浇筑。

①导管安装

清孔换浆结束后,下设混凝土灌注导管,导管内径为2０0ｍm。导管施工安装前,先进行导管压水试验检测导管接头处有无渗水现象,密封性必须满足要求,避免浇筑时泥浆通过接头渗入混凝土,影响混凝土质量。槽段长度为6ｍ,下设两套导管,导管距槽端1～１、5ｍ,导管中心距不大于4m。导管用钢垫支撑于导槽上,用汽车吊垂直安装于槽孔中心线。导管底部距槽孔底板不大于25ｃｍ,当槽底高差大于25cm时将导管置于控制范围的最低处。

②塑性混凝土原材料及配合比

水泥采用P·O ４2、５,每200t水泥取样检验一次;粗骨料采用粒径不大于30mm级配良好的碎石,含泥量不大于1%;细骨料采用质地坚硬、清洁、级配良好的河砂;掺合料采用膨润土;配合比根据工程经验暂定为每立方米水泥350kｇ ,河砂６7０kｇ,碎石67０kｇ,