中小型水库除险加固混凝土防渗墙施工技术分析

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  顺庆区桂花水库管理所 四川南充
  摘要:本文以四川某水库除险加固工程为例,对该工程的概况进行阐述,分析了该工程的具体施工流程,并对工程中的关键技术及质量检测进行了讨论。
  关键词:中小型水库;除险加固工程;混凝土防渗墙
  0 引言
  中小型水库大坝的除险加固工程在开展防渗施工之前需根据当地特有的地质条件及大型水坝相关的施工方法制定施工方案。四川某水库除险加固工程是四川省水库大坝较早运用厚30 m的混凝土防渗墙进行大坝防渗的预防及处理的水库之一,本文简单介绍该工程防渗的施工工艺及关键技术。
  1 工程概况
  该水库是一座具有防洪与灌溉双重功能的中型水库,同时兼顾林业生态及养殖等综合作用。由主拦河坝、副拦河坝、溢洪道及灌溉放水洞共同组成水库枢纽。除险加固工程的施工任务主要是:大坝加固处理、主副坝混凝土防渗墙施工、溢流堰基础固结灌浆、放水洞进口闸门和电器设备更换和更新,以及管理用房的修建。
  2 施工的具体流程
  施工前,该水库的水位比较高,水坝内部施工的道路情况比较复杂。由于地质条件相对较好,所以采用冲击钻机开槽的施工工艺进行施工。在施工过程中,科学合理地调度灌注及开槽机具,在加快施工进度的同时节约施工成本。
  2. 1 工艺流程
  施工流程:平整场地→安装用于搅拌送浆的设备→进行泥浆的制备和储存→机具就位→进行导墙施工→进行防渗墙的孔墙施工→终孔、清孔及验收→进行接头管的下设及灌浆管的预埋→进行混凝土导管的下设→进行混凝土浇筑→在混凝土接头处造孔→移动到下一个槽段
  2. 2 机具造槽
  防渗墙的高程及轴线要根据设计的相关文件及测量基准点来进行控制,综合考虑工程所在地的地质条件、水文地质条件、施工的部位、机具的性能、造孔所用时间及混凝土供应的强度等影响工程施工的因素,在每8 m的位置划分一个槽段。
  造孔过程中,要通过实验进行泥浆性能的选定。孔内的泥浆面要保持在导墙顶面下方的30 - 50 m处,对容易漏失的地层要采取有效的预防措施。若发现存在泥浆漏失,要及时采取堵漏及补浆等处理措施。施工现场要设置排水沟,并及时清除槽孔四周的废浆、废水及废渣。槽孔的孔壁应保持平面垂直,孔位允许的偏差要保持在3 m以内,孔斜率保持在0. 4% 以内。在进行槽孔接头套接孔的施工时,其两次在任一深度产生的孔位中心偏差值都要保持在设计墙面厚度的1 /3以内,并保证墙面厚度达到设计标准。槽孔制造结束后,要对孔的质量进行详细地检查,检查合格后才能进行清孔和换浆。清孔结束之前要用丝刷子钻头对接头处孔壁上存在的泥皮进行分段刷洗,当钻头基本上不带泥皮且孔底的淤积也不再增加的时候,即为刷洗合格。清孔合格之后,需在4 h之内进行混凝土浇筑。
  2. 3 混凝土的防渗墙浇筑
  该工程的防渗墙墙体材料选用的是C30 防渗混凝土,其应达到以下两点要求:
  1)要满足设计要求的抗压强度、弹性模量及抗渗性能等相关指标。
  2)墙体材料所需要的拌和物要适用于防渗墙施工,即有优良的施工性能。
  采用混凝土拌和站进行混凝土拌制,混凝土运输则采用混凝土搅拌的运输车进行运输。防渗墙混凝土的浇筑是利用直升导管进行施工的。进行混凝土浇筑时,必须要保持连续浇筑,并均匀不中断地上升导管,上升的速度控制在每小时2 m以上,槽孔内部的混凝土面高差控制在5 m以内。浇筑的同时,导管埋进混凝土中的深度要控制在1 ~ 2 m之间,不得脱空。混凝土的施工顺序如下:
  2. 3. 1 导管的配置
  按照槽孔的长度及混凝土扩散的范围等相关条件,确定在每间隔2 ~ 3 m的地方设置一根导管。导管要满足圆整顺直且没有严重磨损的要求。
  2. 3.2 导管的安设
  槽孔清理合格后,要及时下设导管,然后将导管提升到离槽孔底部约10 ~ 15 m处,在槽孔口固定导管,并将隔离球放进导管,安装漏斗。
  2. 3. 3 混凝土的浇筑
  由于是用混凝土搅拌车进行浇筑,所以要将隔离球先放置与各个导管口,并在浇筑前准备好混凝土的料盘,以各导管口的位置为标准调整料盘口,并在料盘口位置安设能够掌控混凝土流动的阀门,然后使混凝土搅拌车里的混凝土注满导管,按设计顺序进行浇筑。浇筑之前,导管要控制在离槽孔底部20 ~ 30 m的位置。压盘后,由于浮力的作用隔离球会向上漂浮,所以需连续进行混凝土浇筑并将导管的管底埋进混凝土中。
  浇筑过程中,需定点定时进行混凝土浇筑面高的测量,使得混凝土能够在控制下均匀上升。一般都是每隔30 min测量一次。导管的拆除要跟随导管的上升逐步进行,值得注意的是,导管要保持始终埋入混凝土中,且深度需控制在1 m以上,并定时测量混凝土面在导管内的深度。当混凝土面的深度达到离槽孔口大约2 m的位置时,可能会因为沉淀的泥浆含沙量过大、混凝土的稠度过浓及压力差减小或增加而使浇筑难度加大。采取砂泵及空气吸泥器等措施进行浓浆的抽排,能有效促使浇筑顺利进行。
  3 工程关键技术及质量检测
  3. 1 垂直度
  液压抓斗成槽、射水及冲击钻机开槽等施工方式的关键技术都是垂直度,其是使得建造的防渗墙保持在同一条墙体轴线上的重要保障。所以,在施工过程中,左右的偏差、轴线的偏差及空斜率的数据都应该按照操作的相关规程和规定进行仔细的观察和记录。如果发现偏斜,要立刻采取有效措施进行纠正,始终保持防渗墙体在同一条墙体轴线上。否则,容易发生断墙、墙底衔接不严密及施工缝的空隙过大等易造成集中渗漏的现象。
  3. 2 墙体接缝处的衔接处理
  必须要按照划分槽段进行混凝土墙体与墙体相接处的反复清洗,确保相连接的地方不存在夹泥。墙体和墙体之间要平行相接,两者搭接的长度控制在1 ~ 2 m之间为宜。如果连接后出现密封不严密,产生渗漏通道的情况,可用钻机钻孔现浇筑的混凝土封闭渗漏处,有效截漏。   3. 3 塌孔
  施工过程中,如果依靠泥浆护壁则易出现塌孔及扩孔现象。涂层中存在秸料及粉砂层、空洞及裂缝等是扩孔及塌孔形成的主要原因。要解决塌孔及扩孔问题:
  1)必须要对护壁泥浆的浓度进行严格控制,在必要时按比例添加膨润土。
  2)隔离体的安置要加密进行,使得支撑力增加。
  3)浇筑墙体的时间要适度缩短,以减少水浸的时间。
  3. 4 钻进与提升冲击钻机
  中板锥锥头重量在施工中的控制极其重要。重量过小会造成孔斜,重量过大则会提高对机具的动力要求,也容易造成塌孔现象。因此,要根据地质条件、机具的性能及施工经验对板锥锥头进行适当的控制和调整。钻机提升的速度将直接影响墙体的厚度、强度、宽度及抗渗性。所以,施工过程中,应严格按照操作规程及工艺流程进行施工。此外,要详细记录施工日志及原始记录,并加强施工的控制与监督。
  4 结语
  以上分析是笔者通过对中型水库除险加固工程混凝土防渗墙现场施工较为仔细的观察而得出的认识与浅见。相关单位及专家还需对其中的关键技术进行不断的探索和研究,保证中小型水库除险加固施工的安全运行。混凝土防渗墙的运用是保障中小型水库正常运行的重要施工手段,需得到政府及相关企业的高度重视。
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