刍议象山水电站槽板式混凝土防渗墙施工技术.pdf

2 0 1 2年第 3期 ( 第 4 0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 3 2 01 2 ( T o d a l N o 4 0 ) 文章编号： 1 0 0 7 7 5 9 6 ( 2 0 1 2 ) 0 3 0 1 9 0 0 2 刍议象 山水 电站槽板式混凝 土防渗墙施工技术 孙兰凤 ， 吕仁国 ， 孙长凤 ( 1 黑河 市水利勘测设计院， 黑龙江 黑河 1 6 4 3 0 0； 2 黑河市爱辉区水务局 ， 黑龙江 黑河 1 643 0 0 ： 3 黑河市农业开发办 ， 黑龙江 黑河 1 6 4 3 0 0 ) 摘 要 ： 采用冲击钻机造孔， 膨润土泥浆护壁， 泥浆下导管直升式浇灌混凝土成墙， 最后综合对防渗墙质量进行评价。 关键词 ： 防渗墙； 泥浆护壁； 成槽工艺； 预埋灌浆管； 混凝土浇筑 中图分类号 ： T V 5 4 3 8 文献标识码 ： B l 槽板式混凝土防渗墙施工布置 象山水电站除险加固工程防渗墙轴线与坝轴线平行， 位 于坝轴 线上游 4 0 m处 ， 与沥 青心 墙相距 1 2 5 m， 左端 与溢 洪道相连， 右端与右岸山体相接。桩号 0+1 3 7 9 0+4 1 2 5 段， 高程 2 7 9 O 0 n l ( 施工平台高程) 以下采用槽板式混凝土防 渗墙防渗， 轴线长2 7 4 6 I n ， 采用冲击钻机造孔， 泥浆下导管 直升式浇灌混凝土成墙。每一槽孔划分为一个施工单元 ， 共 划分为4 4个单元和一个接头搭接灌注桩， 标准槽孔长度为 6 8 0 i n ， 最大槽孔长度 8 8 0 n l ， 其 中标准槽孔 3 8个 ， 混凝土 防渗墙最大施工深度为 5 0 7 0 t n ， 最浅深度为3 5 0 n l ， 防渗墙 成墙面积为1 2 3 3 0 6 5 m ， 造孔总进尺1 5 3 7 7 5 4 n l ， 浇筑混凝 土1 0 9 4 0 2 0 m ， 预埋灌浆管5 9 9 0 3 4 n l 。 2 槽板式混凝土防渗墙的施工 2 1 防渗墙施工方案 根据象山水库坝体结构特点及多年类似地区进行防渗 墙施工的经验， 并依照设计要求， 制定防渗墙工程总体施工 方案为 ： 1 ) “ 钻劈法” 造孔， 即采用 c z 3 0型冲击钻机钻劈法成 槽， 在槽段施工前 ， 对槽孔上部 1 01 5 1T I 进行预灌浓浆处理。 2 ) 槽孔施工时每钻进一定深度， 就往孔内添加一定的黏 土用来封堵密实孔壁空隙和悬浮钻渣。 3 ) “ 抽筒法 ” 出渣。 4 ) 采用膨润土泥浆护壁 。 5 ) 用“ 气举法” 结合“ 抽筒法” 置换新鲜膨润土泥浆清孑 L 。 6 ) 采用电子计量搅拌系统生产混凝土， 利用 HB T S 0型混 凝土泵输送混凝土 。 7 ) 泥浆下直升导管法浇筑混凝土。 8 ) 采用“ 套打一钻” 方法进行槽段连接。 2 2 预灌浓浆 象山大坝为一堆石坝 ， 堆石体未经碾压， 塑性混凝土防 渗墙两侧充填物为松散的采金尾矿料 ， 堆石体及砂卵石层透 水严重， 防渗墙成墙极为困难， 主要难点为塌孔、 漏浆严重。 据以往施工经验， 在这种地层条件下修建混凝土防渗墙， 采 用预钻孑 L 灌注浓浆对大空隙地层进行填充密实。 预灌浓浆是在防渗墙轴线上采用单排孑 L 布置。布孔桩 号范围 0+1 3 8 60+ 4 1 1 0 ， 钻孔施工分两序进行 ， 孔距为 1 5 m 采用潜孔钻机跟管钻进， 钻孔直径为1 4 6 m m， 孔深 1 0 0 1 5 0 I l l ， 灌浆压力采用 0 10 2 M P a ， 灌浆方法为 自下而 上分段灌浆， 每一灌浆段为2 0 n l ， 灌注浆液为水泥膨润土浆 液， 水胶比为 1 ： 1 ， 灌浆结束标准以该段灌浆停止吸浆 即可 结束。 2 3 施工步骤 包括： 施工场地平整； 导向槽修建； 泥浆制备、 供应 ； 冲击 钻机造主孔、 副孔 ； 清孔换浆、 槽孔验收； 预埋灌管下设； 导管 下设 ； 浇筑混凝 土结 束 ， 转下一槽 孔。 2 4护壁泥浆 本工程采用龙江产优质的级钙基膨润土泥浆进行护 壁。分散剂为就近化工厂生产的工业碳酸钠( N a C O ) ； 配制 泥浆用水从象山水库中抽取。采用膨润土为主、 黏土为辅的 混合泥浆护壁和携带岩渣。 2 5 成槽 工艺 由于象山电站地层结构特点， 使造孔成槽过程十分困 难， 在槽孔施工前针对地层进行 了上部预灌浓浆处理 ， 各槽 段主孔在施工中不进行孔内抽渣 ， 以减小对地层 的扰动， 再 不断地向槽孔中填入黏土利用钻头的重量对原地层进行冲 击挤密， 对易塌孑 L 的砾石层起到很好稳定效果， 提高钻机的 收稿 日期】 2 0 1 11 O一1 7 作者简介 孙兰凤( 1 9 6 9一) ， 女， 黑龙江伊春人， 高级工程师； 吕仁国( 1 9 6 7一) ， 男， 黑龙江伊春人， 高级工程 师； 孙长凤 ( 1 9 7 2一) ， 女， 黑龙江拜泉人， 高级工程师。 - - - 1 9 0 - 孙兰凤， 等： 刍议象山水电站槽板式混凝土防渗墙施工技术 第 3期 进尺工效 。 合理划分槽长和布置钻机施工是此项工程的关键。槽 段及孔位划分方案 ， 原则上按设计方案进行。施工槽长 I、 期均为6 8 m， 即4个 0 8 m的主孑 L 和3个1 2 m的副孔 ， 成 孔方式采用“ 钻劈法” 施工。 2 6 孔形控制与检测 施工当中孔形控制项目主要有深度 、 厚度和孔斜。本工 程设计墙厚 0 8 m， 孔斜率指标为O 4 ， 遇有含孤石 、 漂石 的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时， 孔斜率按 0 6 控制。孑 L 位距防渗墙中心线偏差控制在 3 0 e m， 新开槽孔 的钻头 0 8 m， 钻孔终孔后， 墙体任何一处墙厚都能满足设 计要求。 单孔的孑 L 斜率的检测是利用相似三角形原理进行检测， 先测量出孔口的偏差， 利用已知钻机桅杆高度和终孔深度， 计算出孔底偏距， 得出整孔在各测点深度的的孔斜率。 2 7 基岩鉴定以及终孔深度确定 现场进行基岩面鉴定是由机组在值班工程师给出的预 计基岩面深度的基础上进行多次捞取岩样观看， 经值班工程 师认定已到基岩面时， 通知监理、 设计、 业主进行联合验收 ， 基岩面经鉴定后 ， 岩样装袋封存， 并填写好基岩面鉴定表。 按照设计要求防渗墙嵌入基岩深度规定为： 塑性混凝土 防渗墙嵌入弱风化基岩的深度桩号0+3 5 6 0为 0 8 m， 桩号 0+ 3 5 6 0+ 4 1 2 5为1 1 m。 槽孔终孔验收在监理、 业主的监督下使用专用的孔深测 绳进行测量 ， 测量孔深达到设计要求入岩 0 81 0 m， 即可 进行下道程序。 2 8 清孔换浆 槽孔终孔验收后 ， 即开始组织进行清孔换浆工作 ， 本工 程主要采用抽筒和气举反循环相结合的方法清孔。在清孔 换浆过程中， 不断地 向槽 内补充新鲜泥浆， 其数量以槽内泥 浆各项性能指标符合设计标准为止。 清孑 L 换浆结束后1 h ， 在槽孔底部取样 ， 进行泥浆试验。 如果达到结束标准， 即可结束清孔换浆工作。 3 预埋灌浆管制作及下设 管体采用 l 0 8钢管， 采用定位架固定， 2 0 m m钢筋制 作定位架 ， 通过焊接的方式连接为一整体桁架。定位架在垂 直方向的间距为 6 m。每段桁架高度应据槽：f L L 深分段制 作。根据槽长调整钢筋保持架的长度。确保相邻的灌浆管 间距为 2 0 m。当全部预埋管桁架对接完毕后， 利用 吊车进 行整体下设。 4 凝土浇筑导管下设 浇筑导管采用内径 中2 5 0 m m的钢管 ； 导管下设前 ， 根据 清孔验收时孔位深度， 在地面进行导管组合， 导管下设完毕、 混凝土开浇前， 应将导管下设至距孔底2 0 c m 左右， 相邻两根 导管间距4 0 m， 槽孔导管距孔端间距为 1 01 5 m， 当槽 底高差 0 2 5 m时， 应将导管置于控制范围的最低处； 导管 底口距槽底距离控制在 1 5 2 5 c m。 4 1 墙体材料与混凝土浇筑 4 1 1 墙体材料 水泥采用哈尔滨天鹅牌 P 0 4 2 5普通硅酸盐水泥； 粗骨 料采用黑河市石料场 5 3 1 5 mm的连续粒级； 细骨料采用砂 子的细度模数 2 3 3 0 ， 含泥量 1 ； 膨润土为黏粒含量应 5 5 ， 塑性指数应 6 0； 粉煤灰采用哈电三厂生产的粉煤 灰 ， 不低 于国家二级标准。混凝土 主要 指标应达到 如下 要求 ： 孔口 坍落度 1 8 2 2 c m ； 扩散度3 4 4 0 c m ； 抗压强度R = 3- 5 M P a ； 抗渗系数K 1 1 0 。c m s ； 抗折强度 1 5 M P a ； 弹性模量 5 0 0 8 0 0 M P a 。 4 1 2 混凝 土浇筑 4 1 2 1 混凝土浇筑过程控制 浇筑混凝土时， 孔 口设置盖板， 防止混凝土散落槽孔内， 混凝土面上升速度应 2 m h ； 浇筑时， 导管的埋深控制在 1 0 6 0 m， 以免泥浆进入导管内； 终浇前2 m， 应计划混凝 土的方量， 增加混凝土面测量次数 ， 控制混凝土的终浇高程 满足设计要求。 4 1 2 2 混凝土质量过程控制 每个槽孔在浇筑过程中， 每 4 h 做一次现场坍落度试验 ， 并在每个单元槽孔每1 0 0 m。 取抗压混凝土试块 1 组 ， 每 3个 槽孔取抗渗性能试件 1 组 ， 弹性模量和抗折试件每 1 0个槽孔 成型 1组， 每组试块应按规范要求制作、 养护、 达到2 8 d 龄期 后送质检部门做室内检测试验， 以确定混凝土的质量。 5 防渗墙施工质量管理 防渗墙质量检查主要 由施工过程中的各个工序检查为 主， 结合混凝土防渗墙墙体质量钻孔检查， 综合对防渗墙质 量进行评价 。 在施工作业中， 严格实行“ 三检制” ， 即班组 自检、 值班工 程师复检、 监理质检业主终检， 按照技术参数和施工技术要 求认真控制。 参考文献 ： 1 中国水利水电基础工程 局 s L 1 7 4 9 6水利水 电工程混凝 土防渗 墙施工技术规范 S 北京 ： 中国水利水 电出版社 ， 1 9 9 6 2 中国长江三峡工程开发总公司， 中国葛洲坝水利水电工程集团公 司 D L T 5 1 4 4 -2 0 0 1 水 工混凝土施工 规范 S 北京 ： 中国电力 出版社 ， 2 0 0 1 一 1 91