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低弹模混凝土防渗墙在三溪水库主坝除险加固中的应用.pdf
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1、2 0 1 2年第 1 低 弹 模 混 凝 土 防 渗 墙 在 三 溪 水 库 主 坝 除 险 加 固 中 的 应 用 郑 明 ( 长乐市水利局 ,福建 长乐3 5 0 2 0 0 ) 摘要:三溪水库主坝防渗处理采用低弹模混凝土防渗墙。该文对低弹模混凝土防渗墙设计、施 工进行总结,并对除险加 固效果进行分析 ,可供类似工程参考。 关键词 :低弹模混凝土防渗墙 ;粘土心墙土石混合坝;除险加 固 中图分类号 : T V 6 9 8 2 文献标识码 : B 文章编号 : 1 0 0 23 0 1 1 ( 2 0 1 2 ) 0 1 0 0 6 3 0 2 1 工程概况 三溪水库位于长乐市江 田镇三溪
2、村 ,枢纽工程 由主坝 、副坝 、正常溢洪道 、非常溢洪道 、输水 涵 洞 、坝后 电站等建筑组成。 水库主坝 是粘 土心墙 土石 混合 坝 ,坝顶 高程 5 1 0 0 m,最 大 坝高 3 4 0 0 m,坝顶 长 2 2 0 m,宽 8 6 0 m。大坝上 游侧设 防浪墙 ,顶 高程 5 2 1 0 m。 大坝 迎 水 坡 坡 比为 1 : 2 5 0 ,在 高 程 3 6 0 0 m 和 2 7 0 0 m处设有宽为 1 0 0 m的马道 。大坝背水坡边 坡 比从上 到下依次为 1 : 2 0 0、1 : 2 0 0 、1 : 2 5 0 ,在 高程 4 O 5 0 m和 3 0 5
3、0 m处设有 宽为 2 m的马道。 心墙顶高程 5 1 0 0 m,底高程 1 7 0 0 m,顶宽 5 3 0 m,上游坡 比为 1 : 1 0,下游坡 比为 1 : 0 5 。心墙和 坝壳堆石体 间,上游 为沙壤土代 替料,坡 比为 1 : 1 2 ; 下游为堆填 圆砾和代替料 ,坡 比为 1 : 1 3 5 。 坝坡均采 用于 砌块石 护坡 ,坝基 地质 为强风 化花 岗岩。 枢纽工程于 1 9 5 9年 1 0月竣工 ,经过 五十多年 的蓄水运 行 ,存在不少 问题。经安全鉴定 ,主坝为 三类坝 ,主要问题是 粘土 心墙渗 透系数 为 5 9 4 1 0 6 0 4 1 0 一c m
4、s ,不满足规范要求 ,坝体 防 渗性能差 ,存在渗漏 ,且存在 坝基和左坝肩绕坝渗 漏。经方案比较 ,决定采用低 弹模混凝土防渗墙处 理坝体及坝基渗漏。防渗墙造孔采用 冲抓法施工 , 混凝土采用泥浆下直升导管法浇筑。 2 防渗墙设计 ( 1 )平面 布置 :防渗墙采 用 沿坝 轴线上 游侧 收稿 日期 :2 0 1 2 0 11 6 1 5 7 5 m位置全坝段布设 ,为截断左坝肩绕坝渗漏 , 防渗墙往左坝段岸坡延伸 1 5 m,桩号 00 1 5 0+ 2 1 5 ,全长 2 3 0 m。防渗墙截面型式为槽孔型 ,分两 期 (I、 两序 )施工。除左 右岸各一个槽段外 , 其余单个槽段长8
5、 m,共分为2 9个槽段,其中 I 序 槽孔 1 5 个槽段,序槽孑 L 1 4 个槽段。 ( 2 )墙体设计 :低弹模混凝土防渗墙是在混凝 土中加入适量膨 润土,使它 比普通混凝 土弹性模量 小很多 ,与周边弹模相近 ,适应土体变形 ,大大减 少墙体内的应力,避免开裂,同时具有一定的强度 和 良好 的抗渗性能。为满足抗渗强度要求 ,计算墙 厚为 4 3 e m,根据施工机具及耐久性 ,墙体厚 度定 为 6 0 a m。 ( 3 )墙深设计 :左岸 坝基 位 于强风化 花 岗岩 上 ,河床及右岸坡坝基位 于弱风化花 岗岩顶板上 , 因此桩号 0 0 1 5 0+0 7 8开槽深至强风化下限以下
6、 0 5 m,桩号 0+0 7 8 0+2 1 5开槽深至坝基面 以下 0 5 m。钻 孑 L 深 度 为 2 53 0 9 4 m,平 均 深 度 1 8 5 5 m 。 ( 4 )低弹模混凝土防渗墙设计指标 :2 8天抗压 强度 不小 于 5 M P a ;2 8天 弹性模 量 3 0 0 05 0 0 0 MP a ;渗透系数 k 1 1 0一 c m s 。 ( 5 )配合比确定 :经试 验,确定低 弹模混凝土 防渗墙配合比见表 1 。 3 防渗墙施工 3 1 施 工 工 艺流 程 修建施工平台一导向槽混凝土浇筑 槽段划分、 放样一冲、抓造孔一清孔验收 接头管、导管安装一 防渗墙混凝土
7、浇筑 墩 接头管 下一槽段循环施工。 63 2 0 1 2年第 1期 3 2施 工 方 法 3 2 1 施工平台填筑 施工平台是造孔成槽 的工作平 台和运输道路及 现场仓库。防渗墙施工前 ,将坝顶高程 降低 1 8 0 m 至 4 9 2 0 m 高 程 ,并 用 挖 机 碾 压 密 实 ,形 成 宽 1 3 1 5 m的施工平 台。其 中钻机行走平 台设在防渗 墙上游侧 ,宽 5 1 5 m;下游侧施工平 台宽 8 m,要 行走重型机械设备 、吊机及修补钻头 、出渣等。 3 2 2 导向槽布置及导墙结构 导向槽和导墙是在施工平台中修建的临时墙体 , 其作用是造孔时的导 向、槽孔 中心部位与高
8、程 的定 位控制 、泥浆贮存液 面保持、保护槽孔上部孔 壁不 坍塌等。综合 考虑地质条件 、施工方法 、槽孔深度 等因素 ,导 向槽沿防渗墙轴线 布置 ,宽 0 8 m,深 1 0 m,内外两侧的导墙为厚 0 3 m的现浇 c “ 倒 L型”混凝土结构。 3 2 3防渗墙造孔 ( 1 )防渗墙造孔从河床最深处槽段开始,按两 序跳槽法向两岸分 向进行造孔施工 。两序跳槽施工 方法是先钻 I 序单号槽段孔 ,后钻 序双号槽段孔 。 ( 2 )防渗墙造孔采用 冲抓法施工 ,首先用冲击 钻将槽两端钻到设计高程 ,然后用 S H 4 0 0液压抓斗 机将中间部分土方抓到槽外 自卸车上运到弃渣 场。 S
9、H 4 0 0液压抓斗机抓斗宽 5 8 c m,长 2 8 m,斗容为 0 91 8 m ,具有纠偏功能 。 ( 3 )当施工至需入岩石方槽段,液压抓斗将 出 口内土方抓完后 ,将冲击钻骑在导向槽上布置 ,按 照从低往高 的分 向,将整 段槽孔钻 至入岩 5 0 c m。 冲击钻骑在导向槽上布置方法如下 :先在导 向槽两 侧垫上枕木作轨道 ;在枕木上 吊装两根冲击钻行走 钢管 ;将冲击钻 吊装放在行走钢管上 ;利用冲击钻 自身的导向滑轮和卷扬机进行冲击钻 的前后左右方 向移动与调整。 ( 4 )在冲抓造孔作业中 ,及时不断地 向槽孔 内 补充新鲜泥浆,使泥浆面始终保持在导向墙顶面以 下 3 0
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