在深厚砂层中建造薄型塑性砼防渗墙施工技术
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塑性砼防渗墙施工方法一、施工准备(一)勘察地质情况:在工程范围内进行复勘,查明地质、地层、土质以及水文情况,为选择泥浆循环工艺、槽段长度等提供可靠技术数据,并摸清防渗墙部位的地下障碍物情况。
(二)清理场地:按设计地面标高进行场地整平,挖除施工部位地面3m内的地下障碍物。
(三)进行试验;在与防渗墙施工部位工程地质条件相类似的地段进行实验,以取得造孔、固壁泥浆、墙体浇筑等施工工艺和参数。
二、施工安排(一)施工分段本工程塑性砼防渗墙施工范围为主坝全坝段,全长128m。
拟分二个施工段,第一段0+000-0+064,全长64m;第二段0+064-0+128,全长64m。
(二)施工准备拟按安排2台套薄臂抓斗设备进场施工。
(三)施工工艺、方法根据设计采用“两钻一抓法”造孔,二期槽分序施工。
1、导墙设置与施工在深槽开挖前,沿防渗墙纵轴线位开挖导沟,在两侧浇筑混凝土导墙。
导墙深1.2-1.5m,底部落在原土层上,顶部高于施工场地10cm,以阻止地表水流入槽内。
导墙厚度0.15m,两墙间净距比抓斗宽3-5cm。
为防止导墙产生位移,应在导墙内侧每隔2 m设一木支撑。
导墙基底和土面应紧密接触,墙侧回填应用粘性土夯实,不使槽内泥浆渗入导墙外。
导墙和防渗墙中心线应平行,竖向面必须保持垂直,这是保证防渗墙垂直精度的重要环节。
导墙与纵轴线允许偏差为10 mm,内外导墙净距允许偏差为5 mm,导墙上表面应水平,全长范围内高差应小于10 mm,单幅高差应小于5 mm。
2、槽段划分(1)槽段长度采用挖槽机最小挖掘长度(2m),为一个单元槽段。
若施工时地质条件好,槽壁稳定性高,施工条件允许,亦可采用2-4个挖掘单元组成一个槽段,长度为2-8m。
(2)分段接缝位置槽段分段接缝位置尽量避开转角部位,以保证防渗墙良好的整体和足够强度。
(3)接头形式防渗墙接头采取半圆形接头。
3、成槽施工工艺采取两钻一抓挖槽法。
即预先在每一个挖掘单元两端用潜水钻机钻两个直径与槽段宽相同(60 cm)的垂直导孔,然后用导板抓斗依次挖除导孔之间的土体,使之形成槽段。
塑性砼防渗墙施工技术方案大坝防渗加固工程塑性砼防渗墙施工技术方案一、施工准备(一)勘察地质情况:在工程范围内进行复勘,查明地质、地层、土质以及水文情况,为选择泥浆循环工艺、槽段长度等提供可靠技术数据,并摸清防渗墙部位的地下障碍物情况。
(二)清理场地:场地整平,挖除施工部位地面3米内的地下障碍物。
(三)进行试验:在与防渗墙施工部位工程地质条件相类似的地段进行实验,以取得造孔、固壁泥浆、墙体浇筑等施工工艺和参数。
二、施工方案:本标段水库防渗墙工程总长3.780km,墙厚30cm,塑性混凝土防渗墙参考配合比为水泥:砂子:石子:粘土:膨润土:水=135:640:920:145:70:280(重量比)。
施工时可根据现场试验参数调整,要求所制成的塑性混凝土防渗墙的密度为19~21KN/m3,弹模值在200~1000MPa,有较好的变形适应性,28天的抗压强度值大于2MPa,成墙后的渗透系数小于1×10-6cm/s,允许渗透比降大于60。
根据类似地区防渗墙施工的经验,并按设计要求,我们拟定本主坝防渗墙工程总体施工方案为:(1)采用CT-30型冲击钻机钻孔成槽;(2)采用膨润土泥浆护壁;(3)“套桶法”置换泥浆清孔;(4)采用现场拌制混凝土;(5)泥浆下直升导管法浇筑混凝土;(6)钢丝绳辅助混凝土浇筑;三、施工工艺、方法采用“钻劈法”造孔,即冲击钻造孔成槽,泥浆护壁,导管法浇筑水下砼成墙。
成墙的施工工序:修筑导墙和施工平台→划分槽段→一期槽孔开挖→浇筑混凝土→二期槽孔开挖→浇筑混凝土。
1、导墙设置与施工在深槽开挖前,沿防渗墙纵轴线位开挖导沟,在两侧浇筑素混凝土导墙。
导墙深度为1m。
导墙基底和土面应紧密接触,墙侧回填应用粘性土夯实,不使槽内泥浆渗入导墙外。
导墙和防渗墙中心线应平行,竖向面必须保持垂直,这是保证防渗墙垂直精度的重要环节。
导墙与纵轴线允许偏差为10 mm,内外导墙净距允许偏差为5 mm,导墙上表面应水平,全长范围内高差应小于10 mm,单幅高差应小于5 mm。
塑性混凝土防渗墙施工工法塑性混凝土防渗墙施工工法一、前言塑性混凝土防渗墙施工工法是一种常用的防止水流透渗的施工技术。
该工法具有良好的施工性能和防水效果,被广泛应用于各类地下工程的施工中。
本文将对塑性混凝土防渗墙施工工法进行全面的介绍和分析。
二、工法特点塑性混凝土防渗墙施工工法具有以下几个特点:1. 防水效果良好:塑性混凝土防渗墙施工后形成的防渗墙能够有效阻止水流的透过,保证地下工程的干燥和稳定。
2. 施工工艺简单:采用玩具沟槽法进行施工,操作简单,易于掌握。
3. 施工速度快:施工过程中无需等待防渗墙的固化和硬化,可直接进行后续工序。
4. 节约材料:与传统防渗墙相比,塑性混凝土防渗墙施工时所需材料较少,可以达到节约成本的效果。
5. 耐久性强:采用优质的混凝土材料进行施工,能够保证防渗墙的使用寿命长。
三、适应范围塑性混凝土防渗墙施工工法适用于以下类型的工程:1.地下室:用于住宅地下室的防水工程。
2. 地下管廊:用于地下管道和电缆隧道等地下工程的防水工程。
3. 地下车库:用于地下车库的防水工程。
4. 地铁隧道:用于地铁隧道的防水工程。
5. 水利工程:用于堤坝和水库的防渗工程。
四、工艺原理塑性混凝土防渗墙施工工法的工艺原理是在地下工程的施工过程中,通过提高防水处理的工艺和施工质量,从而达到防止水流渗漏的效果。
具体的工艺原理如下:1. 施工工法与实际工程之间的联系:根据不同的工程要求和设计要求,合理选择施工工法,确保施工过程中能够实现工程的防渗效果。
2. 采取的技术措施:在施工过程中采用适当的技术措施,如加固施工区域、提高材料的质量等,以确保施工的稳定性和防水效果。
五、施工工艺塑性混凝土防渗墙施工工法的施工工艺包括以下几个阶段:1. 确定施工区域和范围,进行基坑开挖。
2.清理基坑,并进行基础处理。
3. 安装防水材料,如防渗膜等。
4. 准备施工材料,如水泥、沙子、砂浆等。
5. 进行塑性混凝土的浇筑和抹灰。
6. 进行表面处理和收尾工作。
1 塑性砼防渗墙施工技术1.1 工艺流程施工准备→造孔成槽→清孔换浆→水下砼浇筑。
1.2 施工准备1.2.1 施工平台及导墙防渗墙施工平台应坚固、平整、适合于重型设备和运输车辆行走,宽度应以满足施工要求为宜,一般不小于8m。
防渗墙施工前应先修筑导墙,导墙的主要作用是为防渗墙施工机械导向和承受施工机械荷载、临时荷载。
导墙的结构形式、尺寸应根据防渗墙的厚度和深度、导墙下的土质情况及施工机械荷载综合确定。
导墙的中心线与防渗墙轴线重合,平面轴线与防渗墙轴线平行,允许偏差为±15㎜,导墙内墙面应竖直。
导墙墙顶应水平,高程允许偏差为±20㎜,以利施工机械在导墙上行走。
导墙结构采用钢筋砼导墙,具体尺寸1.0×0.4m,导墙内侧间距为0.7m。
在施工过程中,应加强对导墙的沉降、位移的观测。
1.2.2 制浆站制浆站的主要作用就是拌制防渗墙施工所需要的符合质量要求的泥浆。
泥浆应具有良好的物理性能、流变性能、稳定性以及抗水泥污染的能力。
拌制泥浆的土料可选择膨润土、黏土或两者的混和料,应根据施工条件、成槽工艺、经济技术指标等因素进行选择。
泥浆的性能指标和配合比,应根据地层特性、成槽方法、泥浆用途,通过试验加以选定。
在实际施工中,采用纯黏土拌制泥浆。
制浆站的大小应根据泥浆的需要量来确定,制浆站占地面积约为400m2,其中料仓占地约为80m2,泥浆池占地面积约为300m2。
修筑两个相同的容积为150 m3的泥浆池,每个池中安装1台3PN立式泥浆泵。
搅拌站安装2台ZJ—400型高速制浆机。
1.2.3 废浆废碴排放施工中倒出的泥浆沿倒浆平台外侧的排浆沟流向废浆池中,废碴由装载机铲运至指定地点。
为了减少废浆排放,在附近挖一容积为50m3左右的储浆池,把经过沉淀的好泥浆加以回收利用。
1.2.4 供水、供电及供浆供水直接从水库中抽取。
施工现场在钻机平台上游边沿铺设供水管,且在每个施工机组前20 m左右预留一个出水口,以供冲浆加水之用。
塑性混凝土防渗墙施工方案一、项目背景随着工业化和城市化的快速发展,环境保护日益受到人们的重视。
针对各类工业和城市建设项目中可能出现的渗漏问题,塑性混凝土防渗墙被广泛应用。
塑性混凝土防渗墙具有良好的渗透性能、强大的抗渗漏能力和长期的耐久性,非常适合用于工业和城市建设领域的渗漏防护。
二、工程概述本项目是在已建部分的工业园区中进行塑性混凝土防渗墙的施工,主要包括挖掘、基坑处理、钢筋布置、混凝土浇筑和防渗层处理等工作。
三、施工方案1.施工前准备1.1进行工程测量,确定施工范围、墙体高度和长度,并制定详细的施工图纸。
1.2采购和准备施工所需要的材料,包括钢筋、混凝土、防渗材料等。
1.3整理现场,并清除杂物,确保施工区域整洁。
2.挖掘与基坑处理2.1根据设计要求,进行墙体挖掘,并清除挖掘出来的土方。
2.2对挖掘的基坑进行处理,包括清除淤泥、排水和整平。
3.钢筋布置3.1根据设计要求和施工图纸,在基坑底部先铺设一层钢筋网,并固定在基坑壁上的预埋钢筋上。
3.2在钢筋网上再铺设一层钢筋,并按照设计要求进行固定和连接。
3.3在墙体顶部设置预埋钢筋,用于连接墙体和楼板或屋顶结构。
4.混凝土浇筑4.1在钢筋布置完毕后,进行预先的混凝土试块检验,确保混凝土的质量。
4.2根据试块检验结果确定配合比,并按照配合比进行混凝土浇筑。
4.3在浇筑混凝土的同时,用振动棒进行振捣,确保混凝土的密实和均匀性。
5.防渗层处理5.1在混凝土浇筑完毕并达到预定强度后,对墙体进行防渗层处理。
5.2防渗层处理采用高强度聚烯烃膜材料,通过热熔焊接固定在墙体表面。
5.3防渗层处理完毕后,进行施工检验和水压试验,确保防渗层的质量和可靠性。
6.后期工程6.1施工完毕后,对施工现场进行清理,清除施工过程中产生的杂物和废料。
6.2进行施工验收,确保工程质量符合设计要求和相关标准。
6.3编制工程施工总结和资料归档,供后续的维护和管理使用。
四、安全措施1.施工现场进行警示标识,制定详细的施工安全管理细则。
塑性混凝土防渗墙施工技术发表时间:2016-11-24T14:06:31.350Z 来源:《北方建筑》2016年11月第31期作者:曹雪锋[导读] 塑性混凝土是不同于工程中常用普通混凝土的一种新型防渗材料。
中国水利电力对外公司 100120塑性混凝土是不同于工程中常用普通混凝土的一种新型防渗材料。
塑性混凝土在组成上比刚性混凝土增加了黏土或膨润土成分。
由于塑性混凝土材料组成和配合比的改变,使得它具有极为优越的特性和经济性。
首先,它具有很好的力学特性。
其弹性模量低,适应变形的能力强,极限应变高,抗震、抗渗性能好;其次,它具有很好的和易性,有较长的终凝时间和较低强度,使之具备较易施工和操作的优点,还因为其配合比中掺入了适当的黏土或膨润土,减少了水泥用量,不仅增加了其抗渗性能,而且也节约了防渗墙投资的经济成本。
因此,塑性混凝土防渗墙因其优越的性能而在国内外基础工程中广泛使用。
1 工程概况巴加泰勒水坝项目位于毛里求斯中部的莫卡地区,工程主要内容为建设一座长2555m、水库蓄水量为1420 万立方米的拦水坝,目标是为首都路易港地区进行24 小时的持续供水,同时为下游PlainsWilhems 地区和环绕黑河区的部分地区提供水源以满足发展需求。
为控制大坝基础渗流和加强坝基的防渗性能,在大坝CH.0+150m至CH.2+555 的粘土心墙区域下方修建厚度为800mm,总长为2400m,总面积约57000 ㎡的塑性混凝土防渗墙。
根据地质条件的评估和大坝的组成结构,防渗墙由左岸、右岸和中间区域三个部分组成,由法国咨询工程师直接设计确定施工图纸中的防渗墙底高程线,左岸和右岸坝段采用塑性混凝土PC1,中间区域采用塑性混凝土PC2。
2 塑性混凝土设计2.1 水泥工程所在地只有CMI 水泥(普通硅酸盐水泥)和CEMIII 水泥(普通硅酸盐水泥和高炉矿渣的掺和物)两种水泥。
设计方担忧硫酸盐含量高的骨料和水对塑性混凝土产生侵蚀,从而影响混凝土的性能和寿命,并在规范中规定采用抗硫酸盐侵蚀能力更强的CEMIII 水泥。
塑性砼防渗墙施工工艺及施工质量保证措施1、广东省水利水电建设有限公司广东省广州市 5100002、邵阳市水利水电建设工程质量监督站湖南省邵阳市422000我公司于2020年10月中标邵阳市东风水库除险加固工程施工项目,塑性防渗墙是该项目的主要建设内容,在邵阳市水利局质监站的监督指导下,在大圳灌区管理局的领导下,在参建各方共同努力下,本项目的塑性防渗墙顺利施工完成,现将施工工艺和质量保证措施作简单介绍:一、工程概况东风水库是大圳灌区的主要水库枢纽,位于武冈市邓家铺镇,为中型水库,控制流域面积78.5Km2,总库容2044万方,大坝为均质土坝,最大坝高51.3m,坝轴长420m,经过鉴定为三类坝,本次除险加固主要建设任务有:1)对大坝坝体、坝基、坝肩以及坝体与坝基接触面进行防渗处理,保证大坝稳定;2)溢洪道加固整修;完善挑流消能设施;增设上坝公路桥;对滑坡岸坡进行治理,满足安全泄洪的要求;3)压力涵管闸门进行刷漆,止水橡皮更换;放水卧管拆除重建;4)库尾人行桥拆除重建;5)防汛道路以及上坝公路改造,满足上坝防洪抢险要求;6)重建大坝位移监测设施。
二、塑性防渗墙施工工艺本工程采用履带式液压抓斗成槽、泥浆护壁的防渗墙施工工艺,液压抓斗机械施工作业面宽要求距离导向槽中心线不少于9米,本工程大坝坝顶宽度5米,背水面坡比为1:2,经过计算,需要降坝3.25米,才能达到施工场地条件要求。
在完成降坝施工后,浇筑c20钢筋砼导向槽;槽段采用隔槽施工方法,分一、二期槽段进行成槽施工及砼浇筑;槽段间之间采用“削切法”接头形式处理;槽段开挖时配备优质膨润土制作泥浆护壁,浇筑时采用双导管水下灌注混凝土。
施工工艺流程图见下图所示:地下防渗墙施工工艺流程图根据招标文件中地质情况,并结合前期帷幕灌浆钻孔揭露分析,坝区主要为灰岩,浅部岩体一般呈弱风化状态,仅左岸山坡、右岸山坡下部有少量强风化岩体。
其中,左岸山坡强风化厚度4.2~6.1m,右岸5.4~7.8m,河床及右岸上部无强风化岩体分布。
塑性混凝土防渗墙施工一、工程设计采用塑性混凝土防渗墙,设计墙厚0.5m,底部伸入基岩1.5m。
28d抗压强度为5MPa,抗渗等级W6,渗透系数小于1×10-4cm/s,允许渗透比降(J)为60~80。
位于基座前端,长度自坝基向左右岸分别延伸50m(3#橡胶坝防渗墙总长为395+5×2+50×2=505m)。
二、施工方法两钻一抓法施工,槽孔分期建造,采用CF1冲击钻机造孔,液压抓斗配合抓挖成槽,泥浆护壁,导管法浇筑水下混凝土成墙。
三、施工流程场地平整→构筑施工平台→测量定位→钢筋混凝土导墙施工→安装钻机→分序钻孔→抓挖成槽→终孔检查→清孔换浆→清孔验收→安装接头管→浇筑混凝土→二序槽孔施工。
四、施工要点1.施工准备①修筑施工平台和导墙之前,宜根据地质情况进行必要的地基处理;②大孔隙地层成槽施工前,宜进行预处理,如预灌浓浆、振冲密实等;③开工前应根据设计和施工要求、施工条件确定固壁泥浆的种类和性能指标,对料源情况进行调查,并完成泥浆配合比试验、选择工作;④开工之前应完成墙体材料施工配合比的试验和设计工作;⑤开工之前应根据施工要求和施工条件完成施工平台和导墙的设计、建造工作。
2.施工平台及导墙施工①施工平台应坚固、平整,满足施工设备作业要求,且应高于施工期最高地下水位2.0m以上;②导墙高度宜在1.0m~2.0m以上;③导墙内侧间距宜比防渗墙厚度大50~200mm;④导墙施工后,应做好相应的内支撑;⑤导墙轴线宜与防渗墙轴线重合,其允许偏差为15mm;墙顶高程允许偏差20mm;⑥钻机轨道应平行于防渗墙轴线,应控制地基变形满足钻机施工要求,轨枕间宜充填石渣。
3.泥浆①拌制泥浆的土料可选择膨润土、黏土或者二者的混合料,宜优先选用膨润土为主材;②泥浆的配合比,需根据试验确定;4.槽孔建造①槽孔建造时,固壁泥浆面应保持在导墙面以下300~500mm;②槽孔建造时,应先用钻机钻进主孔,后用抓斗抓取副孔,主孔的中心距离不应大于抓斗的开度;③嵌入基岩时,应依照防渗墙轴线地质剖面图,留取岩样,根据岩样性质确定基岩面,或者对照相邻孔基岩面高程,分析本孔钻进情况,确定基岩面高程;④基岩岩样应按顺序、深度、位置编号,填好标签,装箱,妥善保管;⑤槽孔建造结束后,应进行终孔质量检查,合格后方可进行清孔;⑥清孔换浆完成后1h后进行检验,要求孔底淤积厚度不大于100mm、槽内泥浆性能指标符合要求,检验合格后方可进行下道工序;⑦清孔合格后,应于4h内浇筑混凝土,因故不能开浇的槽孔,浇筑前应重新测量淤积厚度,如超过100mm,需再次清孔;⑧二期槽孔清孔换浆结束前,应清除接头槽壁上的泥皮。
61 /抽渣筒出渣法。
用钻机吊抽渣筒沉入槽孔底部后再提出,将抽渣筒内泥浆倒入排浆沟,利用泥浆清除钻渣,同时向槽内补充新鲜泥浆,换浆量约为槽孔内泥浆总量的1/3。
(2)接头清理。
由于Ⅰ、Ⅱ期施工时间不同,所以Ⅰ、Ⅱ期槽间存在接头。
因此先行施工完毕的防渗墙接头浸没在泥浆中,Ⅰ、Ⅱ期连续墙接头的表面就会粘上杂物,在浇筑混凝土前必须清洗干净。
接头采用接头刷清洗的方法,接头刷用废旧十字钻头或工字钻头加工而成,周围绑扎散状钢丝刷。
移动钻机紧贴Ⅰ期槽段的接头部位,将接头刷吊住放入槽段内,上下拉刷,清洗合格标准为:接头刷上不带泥屑、孔底淤积不再增加。
3.2.4塑性混凝土浇筑塑性混凝土采用水下浇筑法,浇筑导管采用Φ300mm无缝钢导管,导管下放和拆卸导管采用砼浇注架。
浇灌混凝土过程中埋管深度保持在1.0~6.0m,严禁将灌混凝土导管底提出混凝土面。
混凝土面高差控制在0.5m以下,浇注结束时防渗墙顶砼面要满足设计高程,墙顶高程为+5.0m。
4.塑性混凝土配合比目前塑性混凝土作为防渗墙材料使用,已经应用很广泛了。
塑性混凝土由于掺入了膨润土、粘土、粉煤灰等材料,从而使其强度大大降低,塑性变大,能更好地适应地基变形,提高了防渗墙的抗渗性能。
本工程根据塑性混凝土的强度、弹性模量、渗透系数等指标,结合工程当地原材料供应情况,对塑性混凝土经济技术指标进行分析,通过塑性混凝土配合比试验,解决塑性混凝土配比墙施工技术规范[S].北京:中国水利水电出版社,2015.[2]董云英,吕祖弘.混凝土防渗墙几种新型墙体 材料的介绍[J].广西水利水电,1993(01):56-61.[3]李永琳.辽宁红沿河核电厂塑性混凝土防渗墙施工关键技术[J].武汉大学学报(工学版),2010,43(S1):348-351.问题。
4.1主要原材料选择根据相关水利工程类似经验,防渗墙混凝土原材料可选用黏土、膨润土、石粉、粉煤灰与水泥,或膨润土、砂、碎石与水泥等。
塑性混凝土防渗墙施工及质量控制一、引言塑性混凝土防渗墙是在防渗工程中使用较为常见的一种结构,它的作用是防止土壤水分透过防护层渗透,从而达到工程的防渗目的。
本文将从塑性混凝土防渗墙施工及质量控制两方面进行阐述。
二、塑性混凝土防渗墙施工2.1 现场施工条件塑性混凝土防渗墙施工前需要对施工现场进行勘测,包括土壤的类型、地下水位、地下水流方向等情况,基于勘测结果再采用相应的施工工艺。
施工现场应保证机械设备的进出和作业,同时应保证施工车辆的通行,为机械设备运行和人工作业提供施工空间和场地。
此外,现场应该有清晰的标志和划线,方便施工队按照设计要求施工。
2.2 施工工艺流程塑性混凝土防渗墙的施工工艺流程一般有以下几个步骤:1. 基础处理施工工作开始前,应清除墙体基础表面积土及其他杂物。
基础表面平整性应符合设计要求,墙基坑底应平整、整齐,并满足基础没稳定性要求。
2. 布置防护层在墙体基础得到充分处理之后,需要在基础表面首先铺设透水能力较弱的一层材料,也就是防护层。
将防护层铺设平整、紧密,若需要将其与侧面防护层连接,还需要在该部位紧张防护层至防渗墙。
3. 制作钢骨架及钢筋筒塑性混凝土防渗墙的钢骨架是整个工程的重要支撑组成部分,设计时应根据实际需要制作。
随后,还需要在墙体上预制好每一个钢筋筒的大小和数量。
4. 灌注混凝土在所有的准备工作进展顺利的情况下,即可开始灌注混凝土。
先从钢筋筒顶端开始往下逐渐灌注,注意在灌注过程中要避免混凝土的渗漏,确保灌注每一段混凝土的厚度均匀。
5. 钢筋浆砌筒在灌注混凝土后,还需利用钢筋浆砌筒,将每个筒进行加固。
这里涉及到灌注混凝土的振捣效率,其必须能够确保浆砌筒与混凝土相互联系,继而确保墙体外力、内力的平衡。
2.3 施工注意事项在施工过程中需要注意以下几点:1. 紧密配合对于钢骨架与钢筋筒的制作应该保证精度,尤其对于钢筋筒料的材质选择,应根据设计的图纸及其使用环境进行科学评估。
施工人员所用的机器设备,应尽量保证其能与钢骨架进行紧密配合,以保证施工人员能够进行准确无误的工作。
收稿日期:2003-01-21 作者简介:秦训松(1964-),湖北红安人,湖北地矿建设工程承包集团有限公司副总经理、高级工程师,湖北省优秀项目经理,探矿工程专业,从事桩基工程、地下连续墙(防渗墙)工程、基坑工程的生产技术管理工作,湖北省武汉市解放大道684号,xsqin@hotmail.com。
在深厚砂层中建造薄型塑性砼防渗墙施工技术秦训松(湖北地矿建设工程承包集团有限公司,湖北武汉430022)摘 要:根据长江干堤长孙堤堤段塑性砼防渗墙工程施工经验,介绍在深厚砂层中建造薄型塑性砼防渗墙施工的全液压抓斗成槽、泥浆护壁、墙体联接、塑性砼等施工技术及确保质量的主要措施。
关键词:长江干堤;薄型塑性砼;防渗墙;抓斗成槽;深厚砂层中图分类号:TV871.1 文献标识码:B 文章编号:1000-3746(2003)03-0004-03长江干堤长孙堤堤身建在荒湖沼泽的河漫滩上,堤基覆盖土层薄而砂层厚,渗漏十分严重,经常发生管涌等险情。
由于堤基地质条件差,采取防渗处理前,历次洪水均有各类险情发生。
经设计和审查论证,采用薄型槽塑性砼防渗墙对该堤段进行垂直防渗处理,经竣工验收和近两年洪水检验,防渗处理达到了预期效果。
1 工程概况堤基地层以回填粘土、粉质土、细砂、中粗砂和砂岩为主,局部基岩以上有厚300~500mm的卵石层。
一般表层0~3m为回填粘土;3~8m为粉质土、细砂;8~29m为中粗砂,该层强度较高,透水性强,渗透系数K=3×10-2cm/s。
砂岩呈红褐色,岩质均匀,可作为可靠的防渗墙承托基体。
防渗墙中轴线地层情况见表1。
表1土体物理力学指标土层名称密度/(kg・L-1)天 然孔隙比饱和度/%内摩擦角/(°)渗透系数/(cm・s-1)允许承载力/kPa素填土2.710.9368422.01×10-5粘土 2.710.8509622.06×10-7120粉土 2.700.9109122.11×10-5粉细砂282×10-2200中粗砂2.300.88010024.83×10-2220粗砂 2.700.75010030.85×10-2240设计防渗墙厚度为300mm,深度约30m,垂直防渗面积约36000m2;防渗墙底部嵌入基岩内50cm,最小嵌深为30cm;墙体材料为塑性砼,其抗压强度为R28≥5MPa,弹性模量E≤1500MPa,渗透系数K≤10-7cm/s。
2 施工设备选择选用BH-12型全液压挖掘成槽机造孔成槽。
该设备液压半导杆可进行开孔时的垂直导向,其抓斗部分可进行180°旋转,通过变换抓斗方向有效地克服斗齿在抓取土体时的不均衡受力,有利于保证槽孔垂直度。
采用抓斗抓取原状土,对槽壁扰动小,槽底淤积少,可有效保持槽壁的稳定,实践证明适合于深厚砂层中挖掘成槽。
选用中国地质科学院勘探技术研究所制造的YZD300型全液压抓斗,该抓斗具有耐用性好、闭合力大、密封性优、对槽孔抽吸作用小等适合于深厚砂层的优良特性。
3 施工工艺及技术方法3.1 “二钻一抓”工艺堤基地层主要以中粗砂为主,如采用“纯抓法”施工,进度缓慢且孔斜难以保证,故采用“二钻一抓”的工艺施工,即采用GP-10型钻机沿墙体轴线每间隔2.50m钻一饱300mm导孔(主孔)后,用抓斗施工副孔,副孔长度2.40m,略小于抓斗张开度,以利于抓斗切入地层。
3.2 泥浆制备及使用在深厚砂层中成槽,泥浆应具有良好的性能,否则会造成槽孔垮塌、槽底淤积严重等不良后果。
(1)选用膨润土、纯碱为主要原料,按配合比采用高速搅拌机搅制,每筒搅拌时间≮10min。
新制泥浆经24h水化溶胀后方能使用。
泥浆性能:密度1.15~1.25kg/L,粘度20~25s,含砂率≤4%,胶体率>98%,失水量<30mL/(30min),泥皮厚度14探 矿 工 程 2003年第3期 ~3mm,静切力(10min)5~10Pa,pH值7~9。
(2)设专人负责泥浆的管理,作好质量检测记录,随时根据地层情况调整配合比。
孔壁不稳定时,可适量加入高分子外加剂。
(3)泥浆回收时,使用泥浆净化设备净化,除去砂粒等不良物质,以维护泥浆性能及降低泥浆成本。
(4)建立泥浆搅拌站,负责泥浆的制备管理,根据需要输送到各泥浆池及施工槽段。
3.3 导墙施工由于表层土质较好,导墙上荷载较小,因而导墙结构较简单。
导墙中心为防渗墙中心线,施工时根据测量成果开挖宽0.75m、深0.9m左右的导沟,开挖时应注意排水及清除地下障碍物。
严格检查模板内砼浇筑的尺寸及顶板砼面的高程,保证导墙内净间距35cm。
导墙用C15早强砼浇筑,浇筑时应两侧同时进行,并用振捣棒捣实,其高程应高于自然地面10cm。
拆模后,可回填墙外土至导墙槽内,将导墙支撑起来。
导墙砼未达到设计强度时禁止机械在导墙附近行走,以防导墙变形。
4 成槽施工4.1 槽段划分及接头形式根据工程的地质条件及抓斗张开度,结合以往施工经验,从确保槽壁的稳定和尽量减少接头考虑,施工单元槽段长度确定为7.50m,分两序施工。
Ⅰ、Ⅱ序槽段间隔设置。
根据工程特点,采用“接头管”法砼搭接的接头形式,确保防渗墙的连续性。
即Ⅰ序槽成槽后在接头处(已打导向孔)下入接头管,灌注时通过接头管将该槽段水下砼与相邻槽段隔离开来。
然后,通过Ⅱ序槽砼的浇筑,使二个槽段的砼墙体联成一体。
4.2 抓斗成槽施工顺序采用“间隔式”和“连续式”穿插使用。
成槽施工时,应按导向孔确定的位置垂直将抓斗下入槽内,同时张开斗体,二边斗齿应切中导向孔孔位中心。
发挥BH-12型成槽机保持槽孔垂直度的优势,严格控制槽孔孔斜率≯0.3%。
成槽时,泥浆面不低于导墙顶面以下30cm。
4.3 终孔验收抓斗成槽结束后进行终孔验收,包括以下内容。
4.3.1 基岩面的鉴定基岩面的鉴定是本工程的重要环节,应确保基岩面的准确,防止基岩面鉴定过早过浅出现防渗墙悬挂,在底部留“天窗”。
(1)依照地质剖面图,当孔深接近预计基岩面时开始取样,然后根据岩性确定基岩面;(2)对照邻近基岩面高程,并参考钻孔情况确定基岩面;(3)当上述方法难以确定基岩面时,采用岩心钻机取岩样,加以确定和验证。
4.3.2 终孔孔深的确定根据设计要求,终孔孔深须满足墙体嵌入基岩内至少30cm。
Ⅱ序槽要保证与Ⅰ序墙的搭接,孔深尽量与相邻Ⅰ序槽孔一致。
4.3.3 终孔验收当槽深达到设计深度后,检测最小槽厚、抽检槽孔的垂直度均合格后验收。
5 浇筑砼成墙5.1 清槽及验收采用抓斗悬抓清孔的施工工艺,用抓斗捞取沉积于槽底的沉渣。
Ⅱ序槽孔在清孔前要进行接头的刷洗工作,采用自制钢刷、用抓斗体刷洗的工艺,直至钢刷上不带泥屑后才能终止。
两边接头刷洗完毕后,立即进行清孔工作。
5.2 塑性砼的配制与输送砼各项指标要求为:28天抗压强度≥5MPa,抗拉强度≥0.5MPa,变形模量≤1500MPa,砼入孔坍落度18~22cm,水灰比≯0.65,水泥标号≮325,胶凝材料含量(含水泥、膨润土粉等)≮350kg/m3,骨料粒径≯25mm。
每盘砼搅拌时间≮90s。
砼的拌合及运输能力应不少于最大计划浇筑强度的1.5倍,保证浇筑能连续进行,若因故中断,间隔时间≯40min。
运至孔口的砼应具有良好的和易性。
5.3 砼的浇筑砼的浇筑是保证防渗墙墙体质量的关键工序,浇筑砼采用水下直升导管法。
选用内径200mm内平双头螺纹导管。
5.3.1 导管及接头管的下设单元槽孔下设3套导管合理布置,其平面布置要求为:Ⅰ序槽端的导管距孔端或接头管为1.0~1.5m,Ⅱ序槽端的导管距孔端宜为1.0m,相邻导管间距≯3.5m。
导管底端距孔底15~25cm,当槽底高差>25cm时,导管布置在其控制范围最低处。
导管的连接和密封必须可靠,每套导管的顶部和底部以上设置0.3~1.0m短管,根据孔深配接导管。
Ⅰ序槽孔浇筑前,在槽两端各下一套足够长度5 2003年第3期 探 矿 工 程的接头管,以保证与二期槽孔的墙段连接。
接头管直径298mm,用厚10mm钢板制成,各单节长度6、4、2m,且专门设置逆向活门,防止砼进入管内,并保证起拔接头管时管内泥浆能外排。
尾管底部呈锥形,便于接头管的下入。
接头管采用承插式销接。
接头管用吊车组装吊放。
吊放时要紧贴单元槽段的端部和对准槽段中心,保持垂直并缓慢地插入槽内,下端必须下至槽底,上端固定在顶升架上。
5.3.2 水下砼浇筑正常浇筑时,导管埋入砼内2~6m。
砼面应均匀上升,上升速度≮2m/h,各处高差应控制在0.5m以内。
至少每隔30min测量一次砼面深度,2h测量一次导管内砼面深度,并及时填绘浇筑指示图,以核对浇筑砼量。
应防止入管的砼将空气压入导管内,以免造成墙体空洞或损坏导管密封性能。
5.3.3 导管及接头管的起拔一期槽孔一般在砼浇筑3~5h后(即砼强度达到0.05~0.2MPa)起拔接头管。
开始时应经常微动,待底部静态砼达到脱管龄期后,根据砼的上升速度陆续起拔接头管。
接头管起拔采用液压顶升架,开始时每隔20~30min起拔一次,每次上拔30~100cm,上拔速度应与砼浇筑速度、砼强度增长速度相适应,一般为2~4m/h,应在砼浇筑结束8h内将接头管全部拔出。
起拔过程应验算导墙和地基的承载能力。
5.4 与前期已施工完墙段的搭接措施(1)根据已施工完毕的墙段接头处的施工记录,确定已完墙段接头的开始位置。
(2)清刷已施工墙体接头,保证砼面无附存泥屑等物质。
之后进行砼浇筑搭接,确保墙体连续。
(3)如果已施工墙接头有质量缺陷,采取防渗墙上游喷浆或“打补丁”等处理措施。
6 特殊情况预防及处理6.1 槽内塌孔发现泥浆面下降,或槽底淤积突然增加,须立即进行防塌孔处理,一般可采取加大泥浆密度及采用堵漏材料(如水泥球,速凝有机物等)迅速充填垮坍、漏失处。
预防措施:(1)严格控制泥浆面,严禁降至导墙底以下;(2)严格保证泥浆性能,严禁用水稀释。
6.2 接头处渗水处理方法:(1)在接缝上游侧进行高压喷射注浆;(2)在最小套接断面处加打钻孔,成孔后再浇筑砼。
或二种方法同时采用。
预防措施:(1)槽孔施工时严格控制垂直度;(2)槽孔接头处砼灌注应合理设置导管位置;(3)接头管的下设和起拔应垂直,应小心吊放,不应碰撞接头处土体。
6.3 堵管砼浇筑过程中导管堵塞,将导管全部拔出、冲洗、并重新下设。
核对砼面高程及导管长度,确认导管安全插入深度后继续浇筑。
预防堵管应采取的措施:(1)严格检查砼质量;(2)注意埋管深度,不宜埋管过深;(3)首灌时,准确测量导管长度及下设处槽深,控制导管底端距孔底的距离,防止因槽底沉渣而堵塞导管。
7 经验与体会(1)使用优质泥浆是成槽顺利的重要保证。
由于槽孔施工土层主要是中粗砂,且抓斗体上下活动会造成一定程度的抽吸,因此泥浆应保持高粘度和较小的失水量。