王大坑水库低弹模混凝土防渗墙施工技术.pdf

第 6 期 ( 总第 3 3 7 期) 吉林水利 2 0 1 0 年 6月 [ 文章编号】1 0 0 9 — 2 8 4 6( 2 0 1 0 )0 6- 0 1 0 7 一 o 4 王大坑水库低弹模混凝土防渗墙施工技术 傅梁均 ( 杭州萧山水利建筑工程有限公司，浙江杭州3 1 0 0 1 8 ) [ 摘要 】 本文通过低 弹模混凝 土防渗墙在水库除险加 固工程 中的应用 ，系统阐述低 弹模混凝 土防渗墙作为病险水库坝体 及坝基防渗处理的一种常规、有效的方法．并从导墙施工、成槽工艺、田壁泥浆、清孔、墙体材料填筑、特殊情况处理 等方面论述了混凝土防渗墙的施工技术，论证了低弹模混凝土防渗墙作为防渗体的优越性，阐述了土坝混凝土防渗墙施 工中常见的特殊情况处理办法。 [ 关键词】 低弹模混凝土；防渗墙 ；成槽 ；裂缝 ；塌孔 [ 中图分类号】 rⅣ 5 4 3 ． 8 [ 文献标识码] B 1 工程概况 王大坑水库位于义乌市廿三里街道王村 口， 属钱塘江水系东阳江支流的华溪上游 ，水库集雨 面积 8 ． 2 1< r ，正常蓄水库 容 5 0 0万 m ，总库 容 5 7 5万 m 。水库是一座以灌溉为主 ，兼顾 防洪 、 供水和发电等综合利用 的小 ( 一 )型水库 。原 有水库枢纽 由大坝 、溢洪道 、输水 隧洞 、第一 、 第二电站等到组成 。 2 0 0 9年 1 1 月开始除险加 固工程施工 ，其 中 大坝防渗加固处理采用低弹模混凝土防渗墙 ，防 渗墙沿坝轴线 总长度为 1 2 4 m。先挖 除坝顶 以下 1 ． 4 m的坝体土方至高程 1 9 5 ． 8 m，布置 防渗墙施 工平台。混凝土防渗墙轴线位于坝轴线向上游偏 移 1 ． 2 m处 ，墙顶高程 为 1 9 5 ． 8 0 m，墙底深入弱 风化基岩 5 0 e m，底部座落在原粘土心墙 截水槽 内，墙体厚度 0 ． 8 m。防渗墙顶部凿除后在高程 1 9 4 ． 8 m以上浇筑 的 C 2 0混凝 土矩形头墙 ，头墙 左侧与防浪墙相连接 。 本工程混凝土防渗墙施工工期为 2 0 0 9年 l 2 月中旬至 2 0 1 0年 3月 中旬 ，总历 时 3个 月。本 文通过低弹模混凝土防渗墙在本工程中的应用 ， 系统阐述塑性混凝土防渗墙作为病险水库坝体及 坝基防渗处理的一种常规、有效的方法，并从导 墙施工、成槽工艺、固壁泥浆、清孔、墙体材料 填筑、特殊情况处理等方面论述了混凝土防渗墙 的施工技术 ，从而总结病除水库混凝土防渗墙施 工 经 验 。 2 低弹模混凝土防渗墙施工工艺简述 2 ． 1 平 面布 置 根据防渗墙 的轴线布置情况 ，在防渗墙轴线 下游侧修建一条宽 8 m左右的施工便道 ，以满足 汽车吊及成槽机等机械的行走 。 施工平 台及导向槽根据设计图纸要求进行布 设 ，为防止槽壁坍孔 ，保证槽壁的稳定 ，导向槽 宽 9 0 e m，两侧各浇 3 0 e m厚 C 2 5钢筋砼 L型导 墙 ，深 l m，导向槽施工保证其墙顶高程与设 计 高程一致。 导墙结构有多种形 式 ，一 般情况 下均采 用 “ 1 T”形式 的钢筋混凝土连续梁结构 ，与其 它 结构形式相比， 它具有结构简单、施工方便、开 挖和回填工程量小等优点⋯。 在两个坝的左右岸现有空地上各建一套泥浆 池 ，设置贮浆池和膨化池各一个 ，容积以满足施 工要求为准。 2 ． 2 施工部署 1 )施工次序：由坝中间向二侧施工一期 槽 ，再往回施工二期槽 ，即由深到浅进行施工 。 2 )砼防渗墙采用的成槽设备主要有冲击及 冲击反循环钻机、液压抓斗等。 [ 收稿日期】2 0 0 9 一 o 4 — 1 5 【 作者简介】傅梁均 ( 1 9 7 5 一) ，男，1 9 9 7年毕业于兰州大学水工专业，工程师。现从事水利工程施工。 --—— 1 0 7 -- — — 吉林水利 王大坑水库低弹模混凝土防渗墙施工技术 傅梁均2 0 1 0年6月 2 ． 3 施工流程 ( 见图 1 ) 平整场地 制备新泥浆 I I 测量放线 I l 回转钴机定位 泥浆循环池 泥浆性能检测 泥浆回收池 回收 、 处理 废浆 、 渣排放外运 灌注 比设计标高高 5 m 灌注混凝 土时 。 逐步提出接头管 开挖制作导槽 玉匝 施工成槽 宽 、 深、 垂直度检查 清理接头沉渣 液压抓斗进 场定位 开挖制t 作导槽 ■ ■ ■ ■ ■ ● ■ ■ ● ■ ● ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ● ■ ● ■ 一 冲击反 循环钻 机定位 全面完成成槽至设计深 度 预埋灌浆钢管 制作灌浆管导向支架 吊放安置接头管 吊放安置预埋管 l l 制备运送混凝土 吊放安置灌注导管 卜 ． ∈ _ f 现场试验混凝土坍落度 灌注混凝土 处理槽段顶部 槽段验收 整理绘总资料 ， 提交报告 提 出清洗灌注导管 图 1 施 工流程图 2 ． 4 主要施工工艺 混凝土防渗墙施工过程繁杂，施工工序多， 主要可分为：修建导墙 ( 平台) 、泥浆制备与处 理、钻孔成槽、 砼浇筑等。 2 ． 4 ． 1 槽孔分段 根据设计图纸进行分段 ，每 8 m分一、二期 槽孔， 并根据实际情况积极与地质部门进行勾通 调整 ，共划分为 1 7个槽段。 防渗墙槽段的划分依据设计要求进行 ，一般 一 l 0 8 一 情况可按槽段长为 8 ． O m考虑，在河床段及合拢 段，易缩短槽段长度进行施工，间隔分为一期槽 段和二期槽段 ( 根据现场实际情况可有所变 动) 。接头孔施工采用接头管法，使用液压拔管 机起拔接头管 ( 吊车配合) ，其最佳拔管时间通 过试验确定，在验算地基及导墙的承载能力的基 础上，应采取措施防止槽孔坍塌 。 根据上述槽 孔的施工 方法 和接 头类 型 ，对 一 、二期槽段划分 ，其平面布置见图 2 。 吉林水利 王大坑水库低弹模混凝土防渗墙施工技术 傅 梁均2 0 1 0年 6月 二期主孔 2 ． 8 m l 2 ． 4 m． 2 ． 8 ／ r r )： ) < { ) ( 二 j ) ) ： ( ) J J J 、＼一 期 主 孔 ／ ／ f 2 ． 8 m’ 2 ． 4 m 。 2 ． 8 。 二期槽段8 ． 0 m ＼ ／ 二期槽段8 ． 0 E ＼ 接头孔 ／ ． 图2 槽段划分平面布置示意图 实际施工开始时，通过试验进一步优化 了槽 段长度划分。 2 ． 4 ． 2 成槽施工 根据 以往的施工经验 ，Y ． K ． C冲击 钻机在 砂卵石或基岩中钻孔，易因孔壁掉块或操作不当 等原因造成卡钻事故 】 ，所 以本工程成槽设 备 采用 c z一3 5冲击钻钻劈法施工成槽。 施工时，根据事先分好 的槽段进行先一期槽 孔 ，后二期槽孔 的方法进行 。二期槽孔先挖中间 后挖两边进行。施工时严格控制槽孔孔斜 ，确保 孔位偏差小于 3 e ra，孔斜率小于 0 ． 4 ％。当达到 设计要求时 ，及时做好终孔验收工作。 2 ． 4 ． 3 砼 浇筑 砼浇筑是保证防渗墙施工质量的关键工序 ， 成槽清孔验收合格后 ，即进行槽孔砼灌注 ，采用 直升导管法浇筑 ，浇筑连续进行 ，不得中断。根 据槽孔长度每个槽孔设 2— 3根导管，以利砼 面 均匀上 升 ，导管 距孔端 1 m 左右 ，导管 等距 布 置 。 砼通过砼泵从拌 和站接导管直接人仓。在砼 开浇前在导管内放人可浮起 的隔离塞球 ，开浇 时先注八适量 的水 泥砂浆 ，以保证 接触部位质 量 ，随后浇 人足够的砼 ，球浮出浆 面即可 回收 ， 砼将管底 口一卷包住 ，然后继续供应砼 ，直到浇 筑完毕。 3 施工过程中特殊情况处理 3 ． 1 坝体裂缝处理 本工程混凝土防渗墙首先成槽的为 5 槽段， 采用钻机配合液压抓斗成槽；5 槽段浇筑的时 候 ，7 槽段 同时开挖 ，2 0 0 9年 l 2月 2 2 13晚上 2 2 ：O O ，第二抓开挖至 1 2 m深度左右发 现槽 内 泥浆漏失严重，每分钟浆液下降 1 c m，每小时可 漏失浆液4 m ；施工人员随即发现从 3 一 l 9 槽 孔 ( 总长 1 0 2 m)沿防渗墙 中心线下游侧 1 ． 6 m一 3 ． 0 m范围内出现一 条宽 1—3 e ra不等 的坝顶 裂 缝 ，泥浆主要出渗点位于溢洪道左侧岩面与砌石 挡墙结合处 ( 大坝桩号 0+1 l O处) 。 发现上述情 况后 ，项 目部 立 即跟业 主 、设 计、监理单位汇报，并及时设点进行观测。l 2 月 2 3日下午设 计单位在现场对 桩号 0+0 7 2、0 + 0 8 5处裂缝进行开挖 ，发 现分别 在深 1 ． 6 m及 深 1 ． 3 m处存在渗漏通道 ，漏浆严重。 为避免 已开挖 的 7 槽 孔产生塌孔 现象 ，项 目部决定对 7 # 槽 段用粘土 回填 ，至 1 2月 2 4日 上午，回填至孔深 8 m处 ，发现漏浆情况有所好 转 ，1小时漏失浆液 l m 左右 。 1 2月 2 4日上午 ，业 主单 位对 桩号 0+0 9 5 处的裂缝 进行开挖 ，发现渗 漏通道 在深 1 ． 3 5 m 左右 ，因槽孔 内存在泥浆的液面高于开挖面 ，所 以冒浆明显。根据现场讨论 决定 ，对 7 槽 孔 回 填至工作平 台高程 ，再 开挖 0+0 9 5处 的裂缝 ， 以确 定 裂 缝 的 深 度。根 据 开 挖 情 况 ，当 挖 至 3 ． 5 m深度还发现存在裂缝 ，缝 内储存的浆液通 过裂缝冒出，因考虑安全，没有继续往下开挖 ， 开挖处在浆液抽干后 回填密实 。 发生上述特殊情况后 ， 指挥部组织专家进行 认证， 并查阅了大坝修建的历史档案， 发现在上世 纪 9 O 年代初的时候整个大坝出现过跟目前情况 一 样的一条裂缝 ， 位置及长度均相符 ， 当时处理不 彻底及大坝本身的土质差才导致本次施工时产生 裂缝及漏浆现象， 专家会议同时肯定此裂缝的存 在不会对大坝及施工产生安全影响 ， 同时为确保 安全建议液压成槽机( 单台重量达4 5 T ) 在本项 目 施工中不适宜 ， 应全部采用钻机成槽施工。 施工单位积极采取的专家会议的精神，调整 施工机械，在以下的混凝土防渗墙施工中没有发 现裂缝发展 的迹象。 3 ． 2 局部塌孔处理 混凝土防渗墙 l 0 槽孔于 2 0 1 0年 3月 7日开 孔 ，3月 1 0日凌晨 1点左右 ，在造孔过程 中施 一 l 0 9 — 吉林水利 王大坑水库低弹模 混凝土防渗墙施工技术 傅梁均2 0 1 0年 6月 工平 台前端发生塌方 ，砼导向槽未发生沉陷，发 现塌方以后项目部决定立即停止施工， 并在塌方 处加保护措施，架设支撑，覆盖模板，集料斗采 用槽钢支撑。 1 0日早 8点左 右，会 同业主、监理对塌 孔 部位进行测量发现 ，塌孔部位长度从 2号孔至 8 号孔长约 6 m，宽度约 1 ． 8 m，深约 1 2 m。鉴于两 边的 9 # 和 1 1 槽段已经浇注完成 ，且槽段内主孔 已基本施工完毕，决定继续施工 ，并在施工过程 中做好观测工作。 发现塌孔后 ，施工班组及 时加大泥浆浓度 ， 每个班组均对泥浆进行检测试验 ，在清孔前共检 测泥浆组数为 1 4组 ，密度控制在 1 ． 2 5 g ／ e m 。左 右，黏度控制在 3 8 s 左右 ；符合规范对浆液允许 的最大值 。 l 0 槽段于 3月 1 5日完成成槽及清孔验 收， 在成槽及清孔过程中，通过观测，并未发现塌方 部位有明显扩大。1 O 槽段于 1 6日 2 3点开始浇 注。在 浇 注 过 程 中，前 2 6 m ( 槽 段 平 均 孔 深 3 8 ． 2 5 m)混凝土上升速度每小时 3 ． 7 m左右 ，比 较正常。1 6 日早 6点浇 注至距 工作 平 台还 有 1 2 m左右时 ，混凝土上升速度明显下降，每小时 只有 1 ． 5 m左 右；至下午 l 4点顺 利 浇筑完 毕。 根据浇注情况来看 ，塌方并未加深。浇筑过程正 常。 纵观发现塌孔的部位均为年前施工 5 槽 、7 槽时大坝产生裂缝的部位，因此大坝体原裂缝的 存在是发生塌孔的直接原因。对可能会产生塌孔 的情况 ，项 目部在施工过程中及时观测 ，发现情 况立即上报。并根据年前专家会议精神 ，对成槽 泥浆加大到规范允许的最大值，以尽可能避免塌 孔现象的发生。 4 经验与建议 4 ． 1 施工效果 本工程经施工 自检 、监理单位抽检及第三方 检测，综合埋设的观测设施观测结果，混凝土防 渗墙墙体表面和混凝土内部质量均合格，接头无 渗，成墙总体质量 良 好。 4 ． 2施工经验与建议 1 )塑性混凝土防渗墙与常规混凝土防渗墙 相 比，有如下优点 ：便于施工 、塑性混凝土和易 性好 ，凝结时间长 ，可大大缩短施工工期 ，耗用 水泥少 ，造价低 。 2 )在混凝土防渗墙施工中，通过对导墙的 合理面设 ，并采取合适 的造孔机械 ，改进造孔工 艺 ，可以大大提高混凝土防渗墙施工效率 ，节省 施工成本 ，确保施工质量。 3 )大坝防渗墙 作为 主要 的除 险加 固 内容 ， 选择合理的施工方法是防渗墙按质、按量、按时 完成的关键 ；本工程实践证明 ，所选 的防渗墙施 工方法是经济合理的，技术是可行的 ，防渗墙 的 顺利完成为整个工程按质 、按量、按时完成创造 了良好的条件。口 参考文献： [ 1 ]高钟璞．大坝基础防渗墙 [ M】 ．北京：中国电力出版社， 2 O 0 o ． [ 2 】白永年．中国堤坝防渗加固新技术 [ M ] ．北京：中国水利 水 电 出版 社 。2 0 0 1 ． [ 3 ]张卫军．褚云．塑性混凝土防渗墙施工技术应用 [ J 】 ．张 家口农专学报 ．2 0 0 4 ( 3 ) ：3 4— 3 6 ． [ 4 】李志强．老营盘大坝塑性混凝土防渗墙施工技术 [ J 】 ．山 西建筑 ，2 0 0 6 ( 3 ) ：5 4 1— 6 4 1 ． The c o n s t r u c t i o n t e c hn o l o g y o f l o w e l a s t i c mo d ul u s o f c o nc r e t e c u t O f f wa l l i n a r e s e r v o i r F u L i a n g- j u n Ab s t r a c t ：T h r o u g h t h e a p p l i c a t i o n o f l o w e l a s t i c mo d u l u s o f c o n c r e t e c u t o ff w a l l i n t h e r e s e r v o i r d a n g e r c o n t r o l a n d r e i n f o r c e me n t p r o j e c t ． t h i s p a p e r d e s c ri b e s l o w e l a s t i c m o d u l u s c o n c r e t e a n t i —s e e p a g e w a l l a s a c o n v e n — t i o n al a n d e ff e c t i v e me t h o d i n d a m s e e p a g e c o n t r o 1 ．B e s i d e s ，t h e a u t h o r d i s c u s s e s c o n c r e t e c u t —o ff w a l l c o n - s t r u c t i o n t e c h n o l o g y，i t ’ S s u p e ri o ri t y ，a n d e x p l a i n s t h e s p e c i a l c i r c u ms t a n c e s o f the ． c o mmo n a p p roa c h i n c o n s t r u c t i o n． Ke y wo r d s： l o w e l a s t i c mo du l us c o n c r e t e； c u t—o ff wa l l ； c a n a l f o r mi n g； c r a c k； h o l e c o l l a p s e 一 1 l 0 一