某县水库除险加固工程混凝土防渗墙施工技术

某县水库除险加固工程混凝土防渗墙施工技术

2013年3月■阿国黄商施工技术【文章编号】1673—0038(2013)08—0107—02某县水库除险加固工程混凝土防渗墙施工技术柳慧(云和县农业综合开发办公室)摘要：水库除险加固工程大坝采用低弹模混凝土防渗墙，根据某县独特的地质条件，结合大型水库大坝防渗墙施工方法，从中取更合适于小型水库防渗墙施工的方案，主要介绍了施工准备、混凝土浇筑等方面进行详细的介绍。关键词：水库；除险加固；防渗墙1工程概况某县水库位于丽水市境内，瓯江水系，距离县城区约8km。因年久失修，水库被浙江省水利厅列入年千库保安工程，进行除险加固。水库正常蓄水位为106．5m，正常蓄水位以下库容116万m，，加固扩建后的某县水库除险加固后总库容为258万m，，工程等别为Ⅳ等，水库规模为小(1)型。主要建筑物拦河大坝、泄洪洞、发电引水洞，大坝设计洪水标准为50年一遇，相应洪水位为115．41m，校核洪水标准为500年一遇。大坝防渗采用了低弹模混凝土防渗墙，设计方案：在坝轴线位置设置厚80cm塑性混凝土防渗墙，全坝划分为17个段进行浇筑，每段8m宽，除1*和17一在采用C15混凝土，其余采用低弹模混凝土。坝体加高部分，防渗墙位置两侧均填筑宽1．5m的粘土区和碎石过渡区，便于填筑完成后进行防渗墙施工。2工程地质坝址岩土体的分布，可分为大坝填筑层、砂砾层、基岩土体三类。大坝填筑层可分为心墙土体(I广I2)、上游坝壳土体(I3)、下游堆石层土体(I。)。大坝心墙土：I，：分布于高程109～93．70m(孔深0．15．3m)碎石粉质粘土、含砾砂粉质粘土，其中孔深0-4m，局部碎石含量>50％，为碎石粉质粘土；孔深4～15．3m为含砾砂粉质粘土，砾砂含量>30％。土的干密度Pd=1．649／cm3，压缩系数av：o．31MPa～，压缩模量E。=6．3MPa，为中等压缩性土。(其中孔深6～8m和15．17m处，相应高程103～101．5、94～92m段的土层为粘土，土体较软，压缩性较大，土的干密度pa<1．49／cm3，压缩模量E；=3．4MPa，c快=14．8kPa，书快=16．5。，为中偏高压缩性粘土)。渗透系数Kh=2．1x10-4～6．62x10-7crn／s为弱～微弱透水层。I，：分布于高程93．70～82．53m(孔深15．3～26．47m)为砂质粉质粘土，砂砾含量36％。土的干密度pd=1．669／cm3，压缩系数av=0．239MPa-l，压缩模量E。=7．04MPa，c快=20．6kPa，巾快=26．6。，为中等压缩性土。渗透系数Kh=1．28x10-％1．62x10％m／s为弱。微弱透水层。I，：上游坝壳土体，性质同I．。I。：下游坝壳钻孔在高程86．55m以上为块石、碎石堆石层，块石直径一般10～20cm，高程86．55。85m为坝体粉质粘土。Ⅱ：砂砾石层：分布于填土与基岩间，厚度0．5。1．5m，砾石直径3．5cm。Ⅲ：基岩：白垩系下统朝川组【Klcl(2)]紫红色晶屑熔结凝灰岩，新鲜岩石块状、中等坚硬，性脆易碎。3低弹模混凝土防渗墙施工3．1施工方法针对该县水库除险加固工程的特点、防渗墙轴线附近地层情况、施工条件和工期要求，采用冲击钻机直接成槽，钻头直击，等土石颗粒被捶细、捶成泥浆，再用套筒将泥浆和和土细颗粒提上并倒入倒浆平台，反复几十次、上百次后完成槽段内主孔的钻孔，再进行副孔劈打直至完成所有造孔任务。进入基层时，及时调整冲击钻机的冲程，以提高钻凿基岩的工效。成槽验收后，用管道运输混凝土，导管下到槽底从下往上浇筑混凝土，直到完成。混凝土接头孔采用凿除法施工，以完成槽段间的连接。3．2场地布置防渗墙从坝i12．2平面处开始建孔，打至坝基弱风化层止，深度从6。32m左右不等。112．2高程处坝项宽度约20m，足够布置施工设备，施工平台布置如下：钻机平台布置在防渗墙轴线的上游侧，倒浆平台布置在下游侧，造孔废浆通过下游坝坡的排浆沟系统汇入库内废浆池内沉淀后集中处理。导向槽和倒浆平台采用C15混凝土浇筑，为梯形断面，顶宽45cm，底宽60cm。导向槽深1．5m，宽80cm。倒浆平台宽2．6m，与排浆沟连接。泥浆池布置在坝右边靠下游位置。坝左侧山体平台(比坝高3m)布置混凝土拌和系统。3．3槽孔划分按施工要求，防渗墙分两期槽施工，先施工一期槽，即1*、3一、5*、7*、9*、11*、13'、15*、17"等单序号槽，剩于的双号槽为二期槽。在一个槽段时，根据槽段长度的不同，可划分为7个孔或9个孔，不论槽段划分孔数的多少，单序号为主孔，双序号为副孔，以先凿主孔后劈N：fL的顺序进行施工。3．4泥浆及性能指标本工程选用膨润土制作泥浆，在造孔过程中起到固壁作用。具体性能指标如表1。表1蕊N!垦密度(g／cm3)漏斗粘度(s)含砂量(％)巨性粘度(cP)浓度(％)指标范围<1．132-50不要求<20>4．5备注膨润土泥浆制备机械采用ZJ一400型泥浆搅拌机，后来只用了少部分，原因是某县水库除险加固工程粘土性的作用。3．5造孔、清孔验收基础情况验收是确保防渗墙质量的关键。造孔工作结束后，·107·n施工技术瞳坷国豢晦2013年3月应组织人员对造孔质量进行全面检查，并确定是否到达设计弱风化岩层(即终孔深度)。本工程为嵌入式防渗墙，需要通过抽取岩芯样品来鉴定是否已达到基岩岩层。(1)主孔抽取岩样。当单孔钻至临近设计基岩面深度时，必须及时抽取岩样。即在基岩面处抽取岩样。(2)副孔深度的确定，应以相邻两主孔基岩面深度为依据。其终孔深度经地质工程师鉴定后，以相邻两主孔深度差的2／3计取。当基岩面高差较大时，宜抽取副孔岩样，以便凭岩样来确定终孔深。(3)岩样要求真实，不得弄虚作假。抽取的岩样，及时袋装，并按要求填写标签；以孔序为编号，依孔深顺序存放基岩岩样。按照当班监理工程师的要求，积极配合做好抽取岩芯样品鉴定工作。单孔钻至设计终孔深后，由当班班长通知现场施工员，施工员再汇同设计、监理工程师共同对岩样的岩性、岩层进行鉴定。鉴定后的基岩岩样，按要求依槽孔号顺序摆放，及时保存归放。依据鉴定结果，填写单孔基岩鉴定表，验收人员签字。3．6墙段连接本工程拟采用的“钻凿法”施工，这种工艺的优点是工艺简单，不需专门的设备，接缝可靠。为确保墙段连接，必须在进行清孔验收前，对两端孔混凝土壁进行刷洗干净。刷洗时，要分段分序刷洗，直止孔底淤泥不再增加、刷子钻头不带泥屑。3．7混凝土浇筑3．7．1原材料水泥：采用32．5级普通硅酸盐水泥；水：库水；中砂：中细砂；骨料：天然碎石；膨润土：钠基膨润土。3．7．2原材料质量控制混凝土拌和各种原材的质量，应按国家有关规范、技术要求进行验收和送检。对验收不符合要求或检测不合格的原材，应作废料处理。水泥：使用前除取得出厂检验合格证外，还应分期、分批取样按相关标准进行凝结时间、抗压强度、安全性等指标的检测。合格后，方可投入使用。中砂：级配良好，且含泥量不大于3％；骨料：天然碎石，粒径5～20，含泥量不大于l％：膨润土：钠基膨润土(浙江临安)。3．7．3浇筑用的混凝土拌和采用JS一500型自动配料强制式搅拌机(两台)进行拌制，混凝土的运输采用HB60型混凝土输送泵进行输送。3．7．4浇筑导管的配制、检查槽段内混凝土质量好与坏、浇筑成功与否，与浇筑导管配置、连接、焊密切相关。故在导管下设前必须做好浇筑导管的配制和检查工作。导管配制前应检查单根导管长度及连接。单套导管长度需和下设部位孔深相适应；导管连接质量，主要是指检查导管间的连接及单根导管自身的焊接。3．7．5泥浆下混凝土浇筑，是防渗墙槽段质量的关键泥浆下混凝土浇筑是关键工序，需要严格按《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》(DL厂r5199—2004)的相关规定执·108·行，同时，要高度的责任心，认真把好质量关。3．8泥浆下混凝土浇筑前准备混凝土浇筑采用泥浆下直升导管法。槽段混凝土浇筑前准备工作充分，是保证泥浆下混凝土浇筑成功的前提。各种浇筑用具、导管配制、浇筑记录等，都将直接影响到浇筑质量，需要参建人员持有仔细、认真、负责的态度，完成工作。3．8．1浇筑器具准备本程浇筑器具包括浇筑导管、井架、绳套、吊罐、溜槽、储料槽、下料斗、封堵球、堵板、测绳及其它用具。浇筑导管是进行泥浆下混凝土浇筑的主要用具，直径为250ram。使用前，对导管进行检测。检查内容有：变形情况、连接紧密程度、导管总长及长、短管、底管根数、导管用密封圈、导管内壁干净程度等。导管下设布置要按《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》(DL／T5199—2004)中相关要求执行，相邻两套导管中心间距不得大于5m，一期槽导管距孔端为1．0～1．5m，二期槽导管距孔端为1．0m，当槽底高差大于25em时，导管应布置在其控制范围的最低处。导管底口距槽底应控制在20。25cm范围内。3．8．2混凝土浇筑前准备要求准备好足够的混凝土模具及相应的取样工具，并检查其完好程度。按照混凝土力学性能试验取样标准，抗压试件每浇筑100m，混凝土成型一组，每个墙段至少成型一组；抗渗性能试件每3个墙段成型一组；弹性模量试件每10个墙段成型一组。对拉输送至槽孔口的混凝土，要求坍落度18。24cm，扩散度34～40em，且和易性良好。对拉运至施工现场的不符合要求的混凝土，严禁入槽使用。3．8．3浇筑记录准备按照《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》(DidT5199—2004)要求，进行水下混凝土浇筑过程中，作好详细的施工记录。3．9混凝土浇筑在开始进行混凝土浇筑时，将每套导管下料漏斗内注满混凝土，待储料槽内连续供料后，即可进行开浇工作。开浇时，应按先深后浅的原则，逐个进行。在浇筑过程中，应做好以下工作：(1)间隔30min测量一次混凝土面，并作好相关记录：(2)槽段内上升的混凝土面高差不得超过0．5m以上：(3)拆卸前导管埋深不宜超过6．0m，拆卸后导管埋深不得少于1．0m；(4)不符合质量要求的混凝土严禁进入导管内，并在导管外不得掉入混凝土：(5)浇筑要求连续进行，因故中断应在40min内恢复浇筑工作；(6)间隔3h进行一次混凝土料的检测，并作好混凝土坍落度、扩散度记录。4结束语以上是笔者在现场管理中，对小型水库除险加固工程混凝土防渗心墙施工浅见和认识。希望和大家一起分享成果，对大家在小型水库的除险加固施工中有一定帮助。