大仓水电站混凝土防渗墙施工.pdf

水利水 电施工 2 0 1 2 第 4期 总第 1 3 3期 等工序及施工设备的频繁调换必然会影响施工进度。同 时，其他标段进行坝壳填筑和坝肩开挖也对防渗墙施工 有很大的干扰 。 ( 7 )物 资 采 购 和 运 输 困 难 。工 地 位 于 距 西 宁 市 1 0 5 0 k in的偏远 山区，而且施工期 间通 往工地 的唯一道 路 正在进行混 凝土 路 面施工 ，禁 止 载重 1 0 t以上 的车辆 通 行，水泥、膨润土、柴油等原材料进场必须进行二次 倒 运 。 ( 8 )工作 面提 交滞 后。由于没有 及时进行 河水截流和 左岸省级公路 改线施 工 ，造 成工 作 面移交 滞 后 ，延误 工 期两个月 。 4 防渗 墙施工 4 1 施 工方 案 防渗墙造孑 L 采 用 “ 钻 抓 法” 与 “ 钻 劈法 ”相 结合 的 成槽工艺 ，即先 用冲击 钻机 钻凿 主 孔 ，再用 抓斗 抓取 副 孑 L 上部 的覆 盖层 ，然后 用 冲击 钻机 钻凿 副孔 的基 岩 ；护 壁采用膨润土泥浆。采用 “ 气举法”清孔后，用 “ 泥浆下 直升导 管法 ”浇筑 混凝 土。 自建 砂石 料生 产及 混凝 土搅 拌系统 ，使用混凝土罐车运送混凝土至浇筑槽孔作业面。 墙段连接采用 “ 接头管法” 。柴油发电机供 电，共投入 4 0 0 k W 发电机 2台 、1 5 0 k W 发 电机 3台 。 4 2 施 工 平台及 导墙 施工平台宽度 2 0 m，下游侧 7 m，为钻机工作平台， 其上铺设枕木和轻轨；上游侧 1 3 m，布置抓斗作业平台、 倒渣平 台和施 工道 路 ，兼 作下 设预 埋管 、混凝 土浇 筑 和 接头孔拔管 成孔施 工场地 。 现浇钢筋混凝土导墙采 用梯 形断面 ，高 度 1 5 m，顶 宽 0 6 m，底 宽 0 8 m，内侧 净 宽 0 7 m；墙 内在 上 、中、 下部各布置 2根 2 0 mm纵 向受力 钢筋 ，墙体 材料 为二级 配 C 1 5 混凝土 。 4 3 护 壁 泥浆 本工程护壁泥 浆选 用甘 肃金 昌产 膨润 土作 为造 浆材 料 ，分散 剂为工业 碳 酸 钠 ( N a z C O 3 ) ，新 制 泥浆 配 比及 性能 指标 见 表 1 。另 采 用 当地 优 质 黏 土作 为孑 L 内 造 浆 材料 。 表 1 新制泥浆配合 比及性能指标 配 合 比 性能 指标 水 膨润土 碳酸钠 密度 黏度 失水量 ( k g m0 ) ( k g m3 ) ( k g m0 ) ( g c m3 ) ( s ) ( ml 3 0 mi n ) p H值 1 5 0 0 1 5 0 6 1 O 8 3 6 1 6 9 5 4 4 造 孔施 工 本次施工共投入 1 O台冲击 钻机 与 2台抓 斗 ，先用 冲 击钻机钻进主孔 ，然后 用抓斗抓取 副孔 ；若 抓斗 抓不动 ， 则用 冲击钻机 配合 施 工。孔形 控 制项 目主 要有 孔深 、孔 宽和孔斜 。孑 L 斜率一般 不大于 0 4 ，遇有 含孤石 、漂 石 3 8 的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时孔斜率按 0 5 控制 ；整个槽 孔应 无梅 花孔 、探 头 石和 小墙 。 I、 期 槽孔套接处的墙厚应满足要求。 开工前在槽孔 两端 设 置测量 标桩 ，根据 标桩 确定 槽 孔 中心线并且 始 终 用该 中心 线 校核 、检 验成 墙 中心 线 ， 孔位偏差不 得大 于 3 c m。每 一槽 段终 孔时 钻头 直径 及抓 斗宽度均不得小于设计墙厚；在槽孔 内任一部位均可顺 利下放钻头 ，并且可在槽孔 内 自由横 向移动 。 为准确确定基 岩 面 ，保证 墙底 人岩 深度 满足 设计 要 求 ，制定 了基岩鉴定工作制度 ： ( 1 )施工前各级施工人员应熟悉施工图纸 ，了解工程 地质 资料 和岩性 特点 。 ( 2 )孔深测绳在使用前应进行检查、校准。 ( 3 )选派有经验的操作手进行终孔阶段的钻进操作。 ( 4 )当钻孔接近预计岩面深度时即开始不间断地追踪 取样检查 ，并作详 细记 录 ；对 基 岩顶 面的岩 样要 妥善 保 存，并及时提请现场监理、地质人员鉴定。 ( 5 ) 基 岩鉴定时要综合考虑岩样的性质 、钻进感觉 和 钻头磨损情况，仍无把握时应采用岩芯钻机钻孔取芯检 查 ，钻 孔入岩的深度一般不小于 5 m。 ( 6 )每个主孔均进行岩面鉴定 ；当两相邻 主孔的深度 差大于 1 0 m时，其中间的副孑 L 也应进行基岩鉴定。副孔 孔底高程不得高于两相邻主孔高程的平均值 ，且与较深 主孔之差一般不得 大于 1 0 m。 4 5 清孔 换浆 槽孔验收合格后进行全面的清孑 L 换浆工作。清孔采 用气举法，在清除孔底淤积物的同时向孔内补充新鲜泥 浆，换浆量不小于槽孔体积的 1 2 。期槽孔在清孔换浆 结束前，用钢丝刷子洗刷接头孔，以刷子钻头上基本不 带泥 屑、孔底淤积不再增加 为合格标 准 。 槽孔清孑 L 换浆结束 1 h后检查清孔质量 ，合格标准 为：孔底淤积厚度不大于 1 0 c m，槽孔底部泥浆密度不大 于 1 2 5 g c m3 ，马 氏 漏 斗 黏 度 3 2 5 0 s ，含 砂 量 不 大 于 6 。 4 6混 凝 土浇筑 每个槽孔浇筑 前须 单 独制 定浇 筑方 案 ，并 检查 各项 准备工作 的完 成 情况 。导 管 在使 用 前 须 进行 压 水 试 验 ， 然后根据孔深在地 面配 置导管 。 混凝土浇筑采用 “ 泥浆下直升导管法” ，导管间距不 大于 4 m，导管 中心 至槽 孔 端部 或 接 头管 壁 面 的距 离 为 1 O 1 5 m；导管底 口距槽 底控 制在 1 5 O 2 5 0 mm。各 导 管开浇按先深后浅的顺序进行。 浇筑过程 中控制导管埋入混凝 土深 度不 小于 l m，不 大于 6 m；控制混凝 土 面上 升速 度不小 于 2 m h ；控 制混 凝土面高差在 5 0 0 mm 以内。至少 每隔 3 0 mi n测量一 次混 凝土面的深度，每隔 2 h测量一次导管内的混凝土面深 度 ，并及时填绘混凝土浇筑指 示 图，及 时指 导拆卸导 管 。 每 2 h测量一次孔口混凝土坍落度和扩散度，发现异常及 时调整混凝土的配合比。每个槽孔均按规定的频次和项 目取样成型混凝 土性 能试件 。 4 7 墙段连接 本工程墙段连接采用接头管法。 I期槽浇筑前在槽 孔两端孔处下设接头管，在混凝土浇筑过程中根据取样 试验确 定的混凝 土脱 管龄 期 和混凝 土 浇筑 速度 ，用 液 压 拔管机逐步拔 出接头管，形成 I、期墙段的接头孔。 为减小拔 管阻力 ，避免混凝土黏结在接 头管上 ，开浇 3 4 h 后 ，正式拔管前要 开始微 动 接头 管 ，每 隔 3 0 mi n要微 动一次 。拔 管过 程 中要 注 意观 察 拔管 阻 力 的 变化 情 况 ， 要控制拔管阻力在一定范围内，使既能成孔，拔管阻力 又最小。拔管过程中要及时向接头孔 内补浆，特别是最 后一节管拔出前一定要补足泥浆 ，并适当降低拔管速度， 延 长拔 出时 间。 4 8 质 量检 查 按相关规范要求，防渗墙混凝土共取样成型抗压试 块 6 1组，抗渗试块 2 1组 ，其检测结果全部符 合设 计 要求 。 本工程混凝土防渗墙共布置 5个检查孔 ，其注水试 验的渗透系数全部符合设计要求；检查孑 L 芯样完整密实、 表面光滑、胶结良好，表明墙体材料均匀 ，无混浆、加 泥 、断墙现 象。 5漏浆 、塌孔处理 5 1 原 因分析 5 1 I 漏浆原 因 漏浆往往发生在抓斗抓取副孔过程中，漏浆原因主 要有 以下几种 ： ( 1 )顶部 回填层与原始地层 接触部位不密实 ，形成渗 漏通道 。 ( 2 )河床 坝基为 冲积砾石层 ，空 隙较大，且结构 松散。 ( 3 )抓斗的掘进速度较快 ，对地层没有挤密作用，孔 壁上不能及 时形 成泥皮 。 5 1 2 塌 孔原因 槽孔坍塌 多 由漏 浆 引 起 ，本 工 程 塌 孔 原 因 有 以下 几种 ： ( 1 ) 防 渗 墙 施 工 平 台 过 低 ，仅 高 出 地 下 水 位 0 5 1 O m 。 ( 2 )施工期间不具备导流条件，汛期河水淹没施工 平台 。 ( 3 )孔 口回填砂砾石碾压不 密实。 ( 4 )河床 砂砾石层结构松散 。 ( 5 )液压抓斗的掘进速度较快 ，泥浆的护壁作用来不 及发挥。 5 2 漏 浆 、塌 孔 的处理 ( 1 )发现漏浆时立即提出抓斗，迅速向槽孔内补充泥 基础处理与 灌浆工程 浆，保持浆面高度；同时向孔内投放黏土、水泥、锯末 等堵漏材料，加大泥浆黏度 ，待浆面稳定后再用斗体进 行挤 压密实 。 ( 2 )槽 口局部坍槽 ，导墙 尚未 断裂 时 ，紧贴 导墙 外缘 每隔 2 0 3 0 c m 向下斜插钢筋、钢管等，钢筋长度根据坍 孔深度定 ，使之打入坍孔形成的溜坡内长度大于 l m。用 袋装黏土封堵坍孔下部，上部用低标号混凝土封堵，不 使水流人坍坑缝隙。 ( 3 )在槽孔坍塌范围较大已不能局部处理时，探明坍 塌溜坡最低位 置后 ，用 黏土 或砂砾 碎 石土将 溜 坡最 低点 2 m 以下空间 回填 ，上部用直升导管 法浇筑低 标号混 凝土 至孔口。当混凝土达到一定强度后重新造孔。 5 3 漏浆、塌孔的预防 针对本工程 中的漏浆 、塌孔 现象 ，造孔 过程采 取 了 以下措施进行预防 ： ( 1 )缩小槽段长度 ( 合龙段槽 段长度 由 7 8 m 缩短 为 6 6 m) ，减少 造孔 过 程 中槽 壁 的临 空面 ，尽 量缩 短 成槽 历 时。 ( 2 )地层松散槽段 由两钻三抓改为 四钻三抓 ，充分发 挥 冲击钻机对地 层的挤密作用 。 ( 3 )遇到疏松、易坍地层时，适当放慢抓取速度，并 向该部位投放适量黏 土或增 加泥浆 黏度 ，尽 快穿过此层 。 ( 4 ) 适 当增 加膨润土用量 ，提高泥浆黏度 ；施工 中采 用 的泥浆配 比为水 ： 膨 润土 ： N a 2 C 0 3 1 5 0 0： 1 5 0： 6 。 ( 5 )遇 到 漏 浆 及 时 进 行 处 理 ，防 止 漏 浆 严 重 造 成 塌孔 。 ( 6 )左岸碎石 土层有 湿陷性 ，要做好废浆 、水的排除 工作 ，避 免 浸 泡 钻机 平 台 ；部 分 槽 段 钻 机 平 台浇 筑 了 2 0 c m厚的混凝土 。 ( 7 )因故停 工或度汛时要 将 已施工 的槽孔用黏土或碎 渣土回填，不允许空槽放置；短期停等或停 电时要设法 维持槽孔内泥浆稳定。 6 结束语 ( 1 )本工程坝基覆盖层地 质条 件复杂 ，混凝 土防渗墙 嵌入基岩的深度 达 3 6 m，且施 工期 地 下水 位高 ，施 工 难 度极大 。针对上述 问题 施工 单位 在施 工过 程 中采取 了 一 系列有效措施 ，成功 地克 服 了漏浆 、塌孔 及土 层湿 陷 缩 孔等难题 ，圆满地完成 了施工任务 。 ( 2 )保持槽孔孔壁稳定是混凝土防渗墙顺利施工的 前提条件，施工前必须认真研究地质条件、地下水位、 孔口高程 、槽孔长度 、泥浆性能、施工导流等影响孑 L 壁 稳定 的问题 ，采取适 当措施 预 防漏 浆 、塌孑 L ，避 免在 地 下水位 接近孔 口高 程 的情 况 下 施 工 ，更 不 能 没 有 施 工 导流 。 ( 3 )混凝土防渗墙施工平台的填筑质量对于槽孔稳定 十分重要 ，在填 筑前应 提 出质量 要求 ，填筑 时应进 行严 格控制 。 3 9