五岳水库除险加固工程主坝塑性混凝土防渗墙施工技术

五岳水库除险加固工程主坝塑性混凝土防渗墙施工技术

第2O卷第3期信阳农业高等专科学校学报V01．20No．32010拄9月JournalofXinyangAgriculturalCollegeSep．2010五岳水库除险加固工程主坝塑性混凝土防渗墙施工技术兰福江，张曙(信阳市水利局，河南信阳464000)摘要：根据塑性混凝土防渗墙在五岳水库除险加固工程主坝坝体和坝基防渗中的施工应用，介绍了五岳水库主坝塑性混凝土防渗墙的施工背景、施工方法、工艺流程、特殊情况处理、质量检查和施工效果。关键词：水库除险加固；塑性混凝土防渗墙；施工中图分类号：TV622文献标识码：A文章编号：1008-4916(2010)03-0119-03TheFiveMountainsreservoireliminatesthedangerstrengtheningworksmaindamquakingconcretecut——ofwallconstructiontechniqueLANFu—jiang，ZHANGJin(XinyangWaterConservancyBureau，Xinyang464000，China)Abstract：Accordingtothequakingconcretecut—offwallintheFiveMountainsreservoirexceptinthedangerstrength—eningworksmaindamdamandthebaseofdamanti—seepage~constructionapplication，introducedtheFiveMountainsreservoirmaindamquakingconcretecut—ofwallconstructionbackground，thejobpractice，thetechnicalprocess，pe-culiarcircumstanceprocessing，thequMi~testingandtheconstructioneffect．Keywords：Thereservoireliminatesthedangerousreinforcement；Quakingconcretecut—ofwall；Construction1工程概况质壤土为主，在坝基础面设置粘土截水槽。坝壳填料在粘土心墙上游为代替料，下为砂砾石；粘土心墙下五岳水库位于河南省信阳市光山县南向店乡长游侧，主河槽段77．884m以上为代替料，77．884m高冲村，淮河一级支流寨河主干青龙河上，水库控制流程以下为砂砾石；台地段在81．884m高程以上为代域面积102000hm，总库容为1．22亿立方米，是一座替料，81．884m高程以下为砂砾石。大坝坝基基岩为以防洪、灌溉为主，兼顾发电、养殖等综合利用的大型云母石英片岩和斑状角闪片岩。水库。2007年12月，水利部大坝安全管理中心对五岳水库安全鉴定核查意见为：主坝基础未彻底处理，3施工方案坝体材料不均一，密实度不满足要求，坝体浸润线偏在确定防渗墙的施工方法时，应充分考虑地层条高，多处存在渗漏等问题，核定为三类坝，亟需对水库件、施工效率等因素，选择适宜高效的施工设备。根进行除险加固⋯。2008年1O月，五岳水库除险加固据本工程地质条件，确定塑性砼防渗墙施工方案。①工程经河南省发展和改革委员会批复，批复内容中主造孔：采用液压抓斗“抓取法”成槽，充分发挥液压抓坝坝体防渗处理采用塑性混凝土防渗墙，轴线长斗在土层中造孔的高效性；②泥浆：膨润土泥浆护壁，548m，防渗墙成墙面积约1．4万m，墙厚60cm。塑确保孔壁稳定；③清孔：采用“抓取法”拙渣，“气举反性混凝土防渗墙底部深入基岩1．0m。循环法”清孔和置换泥浆；④浇筑混凝土：采用泥浆2工程地质下“直升导管法”浇筑混凝土；⑤墙段连接：采用“接头管法”进行墙段连接j。五岳水库主坝心墙粘性土料以粉质粘土和重粉收稿日期：2010—06—28作者简介：兰福江(1971一)，男，河南潢川人，工程师-119·n第20卷第3期信阳农业高等专科学校学报2010年9月4防渗墙施工清孔换浆采用“气举反循环法”法。“气举反循环法”是籍助空压机输出的高压风进入排渣管经混4．1槽孔划分合器将液气混合，利用排渣管内外的密度差及气压来防渗墙分两期施工，先施工I期槽孔，后施工Ⅱ升扬排出泥浆并携带出孔底的沉渣。造孔验收合格期槽孔。后，先采用“抓取法”捞出大块岩块，然后采用“气举槽孔的划分主要与施工顺序、施工方法有关，同反循环法”清孔，槽孔底部吸出的沉渣混合浆液经泥时还要考虑防渗墙轴线处地质条件、槽孔深度、造孔浆净化机净化处理后直接返回槽孔，同时向槽孔内补设备特点、预测成槽周期、导管布置和浇筑能力等因充新鲜浆液，新鲜浆液与槽底浆液的置换量至少为该素。在保证槽孔稳定和安全的前提下，应尽量采用较槽孔方量的1／3。清孔时由孔底高处一端向子L底低长槽段，以减少墙体接头数量，加快施工进度。处一端移动，边移边抽，直至排浆管排出的浆液不含综合比较分析，确定防渗墙I期槽长度为7．8m，砂或仅含少量砂。“气举反循环法”清孔换浆／／图2。Ⅱ期槽长度为8．4m。槽段划分情况／／图1。———三—一r卜———坐__—————一接j图1槽段划分示意图4．2泥浆保证槽孔孔壁的稳定性是防渗墙施工的关键因素之一。膨润土泥浆以其良好的悬浮性、触变性、滤失量小、含砂量低、造浆率高、护壁性能好、现场配置方便等优点，在防渗墙工程施工中得到广泛应用。本工程采用优质膨润土泥浆护壁，保证孔壁稳定。膨润土采用当地生产的二级钙基膨润土，分散剂为就近化工厂生产的工业碳酸钠(Na：CO，)。浆性能指标主要考虑比重、马氏漏斗粘度、含砂量等。其泥浆性能指标参数／／表1、新制泥浆配／：L／／表2如下：表1泥浆性能指标参数表图2“气举反循环法”清孔换浆示意图4．4混凝土浇筑防渗墙为塑性混凝土，主要设计指标有：表2新制泥浆配比表(1)密度：2．0～2．2t／m；材料名称水(L)~i(kg)分散剂(kg)备注(2)抗压强度：1．5～5MPa；膨润土浆l5o01605．6(3)弹性模量：300～2000MPa；(4)渗透系数：rl×10—7—10—8cm／s；4．3造孔(5)破坏渗透比降：不小于300。防渗墙造孔施工采用液压抓斗。造孔时，液压抓防渗墙塑性混凝土配合比／／表3。斗利用油缸压力以斗齿、斗刃切削土体，将土渣收容表3防渗墙塑性混凝土配合比表在斗体内，从槽孔中提出，开斗弃掉，重复挖掘，完成(MPa比外造孔作业。钻进基岩时，利用斗体重量反复冲击基C2．51．o51．2258l65808648642．94岩，然后捞出破碎岩块，直至达到设计深度。由于在造孔时不需要将土体完全破碎，因此施工造成的污染混凝土由混凝土泵直接输送N；fL[J，采用“泥浆少，施工工效高。下直升导管法”浇筑。一期槽端距离导管不大于1．5液压抓斗造孔时，全程进行孔斜控制。造孔孔斜m，二期槽端距导管不大于1．0m，导管之问问距不大采用“重锤法”进行测量，造孔过程中出现偏斜及时于3．5m，当孔底高差大于25cm时，导管布置在其控采取纠偏措施，保证造孔垂直度。防渗墙造孔孔位偏制范围内的最低处。混凝土必须连续浇筑，槽孔内混差不大于3cm，孔斜率不大于4‰。．】20·n兰福江，等：五岳水库除险加固工程主坝塑性混凝土防渗墙施工技术凝土面均匀上升，其高差控制在0．5m以内，槽孔内况。液压抓斗斗体上带有纠偏系统，利用该系统及时混凝土上升速度不小于2m／h，导管埋人混凝土内的纠偏，槽：fL~L斜均控制在标准范围内。深度保持在1～6m之间。混凝土浇筑完毕后的顶面5．3混凝土冬季施工应高于设计要求墙顶高程50cm。本工程施工期部分处于冬季。根据水下浇筑混混凝土浇筑过程中，应加强坝体变形表观监测。凝土的特殊性，只要保证混凝土出机口温度满足规范一旦坝体出现纵向裂缝，视裂缝情况采取降低混凝土要求，即可保证防渗墙混凝土质量。具体保证措施浇筑速度、暂停浇筑等措施，防止坝体可能沿防渗墙为：(1)在雨雪天气施工时段，对砂石骨料进行覆盖，轴线方向劈裂。防止骨料积水结冰，并在混凝土开仓前挖除表层骨4．5墙段连接料；(2)根据需要采用加热水拌制混凝土。“接头管法”是目前混凝土防渗墙施工接头处理6质量检查的先进技术，具有防渗墙接头质量可靠，施工效率高等优点。本工程防渗墙墙段连接采用“接头管法”。(1)工序质量检查和控制。防渗墙各个工序施“接头管法”是在一期槽孔浇筑混凝土前将接头工完成后，均进行工序检查，未经检查合格不得转入管置于槽孔两端，然后浇筑混凝土；待混凝土初凝后，下到工序。工序检查质量指标有：造孔质量、清孔质用专用的拔管机将接头管拔出，从而在一期墙段的两量、混凝土浇筑质量。经检查，各工序施工质量均符端形成光滑的半圆柱面；二期槽孔施工完成后，即在合设计和规范要求。(2)混凝土取样。浇筑混凝土时，在槽孔孔口取此形成一个接缝面。在二期槽孔浇筑混凝土前，需对接缝面混凝土充分刷洗，清除黏附在一期混凝土上的样检查混凝土的和易性，不符合要求的混凝土不得进泥皮等杂物，保证接缝质量。入浇筑导管。为检测混凝土抗压强度、渗透系数、弹“接头管法”施工关键是要准确掌握起拔时间，性模量等物理力学指标，在孔口取样成型，经标准养起拔时间过早，混凝土尚未达到一定的强度，就会出护、达到龄期后进行室内试验。本防渗墙工程抗压强现接头孔缩孔和垮塌；起拔时间过晚，接头管表面与度试件、渗透系数试件、弹性模量试件分别取样72混凝土的粘结力使摩擦力增大，增加了起拔难度，甚组、25组、8组，检测结果表明混凝土质量达到设计要奎接头管被铸死拔不出来，造成重大事故。求。为保证墙段连接质量，本工程采取了下列措施：(3)墙体检查。防渗墙混凝土浇筑超过28天后，在墙体内选取5个断面钻孔，采用注水试验的方(1)建造钢筋混凝土导墙，以承载拔管架重量及接头管起拔力的反力；(2)槽孔浇筑混凝土时，取混凝土法对墙体渗透性进行检查。各检查孑L的渗透系数均试样，判断初凝时间和终凝时间，精确指导拔管施工。在nX10～～10crtL／s范围内。5特殊情况处理7结语5．1砂砾石粗砂互层五岳水库主坝防渗墙工程在水库的1个枯水期施工过程中发现，在防渗墙墙底基岩面与粘土心完成施工，施工的进度控制、质量控制均达到预期目墙结合部位，存在砂砾石、粗砂互层，层厚沿防渗墙轴的。工程实践证明，防渗墙采用的施工工艺、没备组线0．5—2m不等。液压抓斗钻进至该层时，进尺缓合在本水库地质条件下是适宜的。其中，单纯依靠液慢，工效降低，个别槽段还出现局部塌孔现象。分析压抓斗完成基岩造孔、“气举反循环法”清孔、“接头原因主要是该层粒径大，结构不紧密及渗流作用所管法”墙段连接等防渗墙施工工艺均具有或达到国致。施工中采取了补充新制浆液、填加粘土等措施，内先进水平，值得在类似工程中加以借鉴和推广应抓斗按照多冲击、少进尺的方法钻进，有效地解决了用。在该不良地层造孔问题。5．2孔斜参考文献：[1]DL／T5199-2004．水电水利工程混凝土墙施工规范[S]．当防渗墙槽孔发生孔斜时，将使墙体的有效厚度[2]王清友，孙万巧，熊欢．塑性混凝土防渗墙[M]．jE京：水利水减少以及影响墙体的连续性。造成防渗墙墙发生孔电出版社，1995．斜的原因有很多，其中地层原因是最主要的。原地层(编辑：夏新奎)中有多种土质，在土质变化的层面较易出现孔斜现象。在槽孔造孔过程中，也多次发生孔斜超标的情·12l·