水库除险加固工程中混凝土防渗墙技术研究.pdf

2 0 1 3年第 1 2期 ( 第 4 1 卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y N o ． 1 2 ． 2 0 1 3 ( T o t a l N o ． 4 1 ) 文章编号： 1 0 0 7— 7 5 9 6 ( 2 0 1 3 ) 1 2— 0 0 7 7—0 3 水库除险加 固工程中混凝土防渗墙技术研究 刘兴宇 ( 黔东南州水利电力勘察设计院， 贵州 凯里 5 5 6 0 0 0 ) 摘要： 塑性} 昆 凝土防渗墙在工业与民用建筑上称地下连续墙。目前 ， 地下连续墙在 国内软土 地基加固技术中得到广泛应用 ， 塑性混凝土防渗墙也在水库 、 堤防和大型渠道防渗工 程中得到很大的发展 ， 它具有开挖量小、 施工方便、 防渗效果好的特点。结合某项水利 2 副坝的除险加固工程实例 ， 阐述 了该项工程施工地质条件， 重点分析了混凝土防渗 墙施工工艺 ， 同时分析了施工过程中的质量控制。 关键词： 水库除险加固工程 ； 地质条件 ； 混凝土防渗墙 ； 施工工艺； 质量控制 中图分类号： T V 2 2 3 ． 4 文献标识码 ： B 1 工程概况 某项水利工程 2 副坝位于主坝和 1 副坝之间的 2个垭 口处。本副坝顶长1 5 2 ． 0 m， 宽7 m， 最大坝高 1 l m。坝体上游 面坡 比为 1 ： 2 ． 6 5 ， 游坡 比1 ： 2 ． 2 ， 最 大底宽约为6 2 in 。坝体结构为风化土心墙堆石坝。 2 副坝坝基处理采用混 凝土 防渗墙 形式 ， 混 凝 土防渗墙厚0 ． 8 m， 嵌入强风化基岩1 m， 帷幕灌浆孔 距1 ． 5 i n ， 单排沿坝 中心线 布置 ， 孔深入相对不 透水 层3 L u 线以下5 ． 0 n l 。 2 工程地质条件分析 2 ． 1 地形地貌 ． 2 副坝 由平缓 、 开 阔“ w” 型垭 15三 、 垭 E l 四组 成 ， 垭 口高程分别8 0 ． 1 r n 和8 5 r f l 。在正常蓄水位时 垭口厚8 in 和1 8 1T I ， 两岸山体厚约1 4 0 m 。左岸山顶 高程1 2 2 ． 9 m， 山坡坡度 l 5 。一 2 0 。 ， 右岸山顶高程 1 2 3 ． 5 m， 山坡坡度 2 0 。 。 2 ． 2 地层岩性 本副坝以侏罗系泥质粉细砂岩为主， 垭 口钻孔 揭露有 燕 山三 期 花 岗岩。两 岸 坡 积 层 厚 0 ． 7 5— 2 ． 8 5 m， 可 塑 状 ； 全 风 化 带 左 岸 厚 7 ． 2 i n 、 右 岸 厚 3 5 ． 7 m， 垭 口厚 1 0 ． 2 5～l 7 ． 2 m， 呈粉土状 ， 不均匀 ， 夹有强风化碎块 ， 呈硬 一坚 硬状 ； 强风 化带左 岸厚 1 9 ． 5 m， 右岸厚0 ． 2 m， 垭 口厚 1 ． 5～2 ． 6 m， 破碎 ； 弱 风化带未揭 穿， 揭露高程 5 7 ． 8 7～8 3 ． 7 7 m， 岩石 坚硬。 2 ． 3 地质构造 坝址钻孔揭露有 3条小断层 ， 倾角 4 5 。～ 5 0 。 ， 为 角砾岩 、 碎裂岩 ， 铅直厚度 1～2 ． 0 5 i n ， 胶结好 ， 弱风 化状。根据钻孔现场压水试验， 断层透水率分别为 1 ． 0 5 Lu、 1 ． 5 9 Lu、 1 ． 8 4 L u。 2 ． 4 水文地质条件 根据钻孔长观资料， 2 副坝左岸地下水位平均 高程8 6 ． 2 4 m， 高于正常高蓄水位； 右岸地下水位平 均高程7 9 ． 0 3 m， 略低于正常蓄水位； 垭 口地下水位 平均高程 6 7 ． 3 2～ 6 9 ． 2 8 n l 。 全风化土层注水试 验渗透系数 K=2 ． 1 61 0 c m ／ s ～ 3 ． 5 4 1 0 ～ c m ／ s ， 平均值 K= 5 ． 4 7 1 0 c m ／ s ， 室内试验 K加=1 ． 1 51 0 ～c m ／ s 一6 ． 9 31 0 c m ／ s ， 总体呈弱 ～ 中等透水性。 [ 收稿日期] 2 0 1 3— 0 5— 0 9 [ 作者简介] 刘兴宇( 1 9 8 7 一) ， 男， 贵州丹寨人， 助理工程师， 从事水工设计工作。 一 7 7 — 2 0 1 3年第 1 2期 ( 第 4 1 卷 ) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No ．1 2． 201 3 ( rr 0 t a l N o ． 4 1 ) 3 混凝土防渗墙施工工艺 3 ． 1 导墙施工 根据设计 ， 导墙防面形式采用钢筋混凝土倒“ L ” 型断面。导槽宽度0 ． 5 6 m， 导墙施工时， 导墙壁轴线 放样必须准确， 误差≤1 0 m m， 导墙壁施工平直， 内墙 墙面平整度偏差 ≤3 m m， 垂直度 ≤0 ． 5 ％， 导墙顶 面 平整度为5 m m 。导墙顶面宜略高于施工地面 1 0 0 ～ 1 5 0 m m， 每个槽段内的导墙上至少应设有一个 溢浆 孔 。导墙基底与土面密贴 ， 为防止导墙变形 ， 导墙两 内侧拆模后， 除每隔1 ． 5 m 布设一道木撑外， 在 I 、 Ⅱ 期槽段结合处浇筑1 5 13 1"11 厚混凝土隔墙， 混凝土未达 到 7 0 ％强度 ， 严禁重型机械在导墙附近行走⋯ 。 3 ． 2 泥浆制作 3 ． 2 ． 1 泥浆性能要求 本工程优先采用 优质膨 润土为主 、 少量 的黏土 为辅 的泥浆制备材料 ， 造孔用 的泥浆材料必须 经过 现场检测合格后， 方可使用。质量控制主要指标为： 比重 1 ． 1 — 1 ． 3 ， 黏度 l 8 ～ 2 5 S ， 含砂率 ≤ 5 ％， 胶体率 9 5 ％， 必要时， 加适量的添加剂， 制备泥浆性能指标 应符合表 l中规定 。 表 1 制备泥浆的性能指标表 3 ． 2 ． 2 泥浆 的拌制 拌制泥浆的方法及时间通过试验确定 ， 并 按批 准或指示的配合 比配制泥浆 ， 计量误差值 ≤5 ％。泥 浆搅制系统布置在防渗墙轴线的下游侧， 泥浆搅拌 站布置1 m 泥浆搅拌机 6台。贮浆池容量3 0 0 in 。 泥浆制浆系统配制的泥浆通过 1 5 0 m m管线输送 到泥浆中转站， 再由中转站分送各施工槽孔。 3 ． 2 ． 3 泥浆处理 泥浆必须经过制浆池、 沉淀池及储存池三级处 理， 泥浆制作场地以利于施工方便为原则， 泥浆循环 工序流程见图 1 。 匝丽 图 1 浆循环工序流程图 3 ． 3 成槽工艺 3 ． 3 ． 1 成槽设备性能 ， 见表 2 。 3 ． 2 ． 2 槽段划分 单元槽段长度 的划分根据地质条件、 抓头尺寸、 混凝土防渗墙壁结构 、 混凝土供应能力等要求确定 ， 按上述要求， 本工程槽段划分为： I 序槽孔长8 ． 0 m， 一 78 一 Ⅱ序槽孔长8 ． 0 I n 。槽孔宽度和槽孔分段长度见图 2 所示。 表 2 Z L D 8 0液压抓斗主要性能表 项目名称 挖掘宽度／ m m 开斗长度／ ra m 4 0 0 2 8 0 0斗容量／ r n 提升钢绳速度／ m ra in 下降钢绳速度／ m r n i n 起重臂上升钢绳速度／ m m in 起重臂下降钢绳速度／ m m in 整机质量／ t 主机尺寸( 长宽 高) ／ m m 制造厂家 参数 4 0 O 2 8o o l _ 1 2 2 7 ． 5 4 2 7 ． 5 4 4 5 4 5 5 0 6 7 4 53 3 o 03 0 8 0 抚顺挖掘机厂 3 ． 3 ． 3 成槽方法 我单位采用地下连续墙液压抓斗和冲击钻配合 施工的成槽方法， 即上部土层及 土夹卵石层 中用两 钻一抓法成槽， 基岩部分用冲击钻成槽。上部分用 冲击钻钻主孔， 副孑 L 用液压抓斗机抓取； 基岩部分用 冲击钻采用钻劈法成槽 。钻抓成槽顺序见图3 。 成槽过程突发事故 的应 急措 施 ： 根据地质 资料 及以往经验 ， 工程可 正常施 工。但若 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、 挖， 并加大供浆量， 保持液面稳定、 或向槽内加倒黏 土， 也可立即进行回填， 避免事故扩大。应立即会同