塑性砼防渗墙施工技术在除险加固工程中的应用
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(作者单位:常德市水利局建设管理站)塑性混凝土防渗墙在水库大坝除险加固中的应用◎匡毅一、引言近年来,水库大坝除险加固中,塑性混凝土防渗墙的运用越加广泛。
与普通混凝土防渗墙相比,塑性混凝土防渗墙弹性模量和强度较低,抗变形能力较强,减少了周边沉降对墙体的破坏,且具有较强的防渗能力,还能减少水泥用量,降低工程造价,施工过程更为简易,加强相关研究具有重要意义。
二、塑性混凝土防渗墙概述塑性混凝土作为一种新型混凝土,主要是在传统的混凝土中添加了一定量的粘土和膨润土等材料,进而改善普通混凝土的性能,大幅提升混凝土的极限变形能力,实现防渗墙与周围土体材料之间的变形匹配性,提高防渗墙的耐久性。
同时,塑性混凝土还具有成本低,施工工艺简单的优势,因此在水利工程建设中得到日益广泛的应用。
塑性混凝土防渗墙可以弥补普通混凝土防渗墙的不足,其抗变形能力强,弹性模量低,能承受较大范围的墙体变形,降低应力,避免墙体损坏。
特别是在地震等自然灾害高发地区,塑性混凝土防渗墙可作为水利水电工程的永久性防渗结构。
目前,塑性混凝土防渗墙主要运用于大坝加固、水库除险、围堰施工等领域。
本文主要从水库大坝除险加固角度出发展开分析,浙江长潭水库、江西竹坑水库、辽宁大河水库、山东日照水库等水库均采用塑性混凝土防渗墙对大坝进行加固,并取得了很大的成功。
三、水库大坝除险加固中塑性混凝土防渗墙的应用下文围绕某水库大坝除险加固工程,详细探讨了塑性混凝土防渗墙的应用情况。
1.工程概况。
本文以某小(一)水利工程为例展开分析,此水库总库容达316.3万m 3,塑性混凝土心墙风化料坝,坝高最大48.5m。
此水库大坝地质复杂,裂隙较发育,坝址基岩板全~强风化为软质岩,填筑料采用的是全风化土料,渗透系数不满足防渗要求。
为实现大坝除险加固,经综合分析后决定采用塑性混凝土防渗墙进行防渗处理。
2.塑性混凝土防渗墙设计。
本项目混凝土防渗墙设计参数如下表1所示,采用混凝土强度等级C25、12号三级钢筋,间距、保护层分别为200mm、30mm。
塑性防渗墙在水库除险加固中的应用摘要:塑性混凝土防渗墙通过严格的材料选控,在高效地组织和精心施工下,有效解决了水库的防渗问题,也证实了塑性混凝土防渗墙这项技术的应用和发展前景,只要严格把控质量,塑性混凝土防渗墙将为水利工程创造更好的效益。
关键词:水利工程;混凝土防渗墙;应用分析1工艺流程施工准备(含建设施工平台、浇筑混凝土导墙、确定塑性混凝土配合比等)→安装钻机→对准孔位→冲击钻钻主孔→取芯确定基岩面位置→冲击钻继续钻进达到设计要求高程→验收(孔深、孔斜检测)→副孔钻孔及小墙处理→清孔换浆→混凝土灌注→接槽段处理→下一槽段施工。
2防渗墙施工方法2.1成槽方法防渗墙槽孔按照设计图纸要求分为两期槽孔,槽孔按间隔布置、依次按序施工,Ⅰ期槽孔先行施工,待相邻一期槽孔均完成后,Ⅱ期槽孔方可施工,使混凝土防渗墙成为连续墙而达到防渗要求。
槽段成槽使用CZ-30型冲击钻成孔,在钻孔时采用粘粒含量不小于45%的黏土加工的泥浆来护壁,护壁泥浆能稳定槽壁、提高冲孔速度、减少钻头磨损、保证混凝土质量;基岩段施工采用挂重锤的方法重凿穿越;成槽施工过程中均采用黏土泥浆固壁。
每个槽段长度为6m,共有主孔5个、副孔4个,主孔宽度为80cm,经钻主孔劈副孔成槽。
钻孔过程中,为确保钻孔、孔斜质量可靠,在主孔钻机对位、开孔、进钻、进入基岩取芯、终孔基岩鉴定、副孔钻机对位劈孔等操作中,必须严格按照施工规范要求进行。
在确定槽段终孔深度时,对比实际取样鉴定结果与设计深度相结合的方法进行。
在具体施工中,可呈设计基岩面以上1~2m开始采取岩样,经工程技术人员共同讨论分析以确定强弱风化层顶面、基岩面。
2.2清孔换浆清孔换浆使用3PNL型泥浆泵反复吸取不合格泥浆来完成清孔,先利用钻头将孔底淤积层持续不断的搅动,之后将排渣管安放至距离孔底30cm处,开启砂石泵吸走孔底含砾泥浆,然后注入新拌制的黏土泥浆,泥浆比重控制在1.1~1.2g/cm3,粘度控制在18-22s,含砂量不大于5%,将孔内不合格泥浆全部置换。
浅析塑性混凝土防渗墙在水库除险加固工程中的应用摘要:无论是在建筑工程中还是在水利工程中,裂缝、渗水等问题是工程中最为常见的质量通病,尽管如此,其带来的影响却非常严重。
混凝土防渗墙技术是目前水利工程中运用最为广泛的施工方法。
本文以某工程为例,主要阐述了混凝土防渗墙技术在水库除险加固工程中的应用,以供同行参考。
关键词:混凝土;水库;除险加固;防渗墙水库主要是为了解决城市居民用水以及工、农业生产用水而建设的一项工程。
由于工程长期与水接触,以致于水库出现渗水的情况。
随着社会的发展以及技术水平的提高,水库建设的施工技术也有了一定的发展,为了保证水库的正常运作,消除存在在水库中的风险,就需要施工人员采用混凝土防渗墙施工技术来对水库予以加固,从而保证水库工程的质量,消除其各种安全隐患。
下文主要以某工程为例,简要阐述了混凝土防渗墙技术在水库工程中应用,分析了该技术的施工要点以及注意事项,以供大家参考。
1 工程概况某水库除险加固工程对主坝坝体防渗选用薄壁抓斗塑性混凝土防渗墙技术,防渗墙轴线位于坝轴线处,全长2704m,墙顶高程578127m,墙体有效厚度o130m,进入基岩110m。
塑性混凝土防渗墙平均深8m,最深达1218m,本工程共建混凝土防渗墙22455m2。
混凝土防渗墙的主要设计指标为:90d龄期砼强度达到5mpa,抗渗指标为w6,进入不透水层1l0m,设计墙体厚为013m,塑性砼墙配合比采用一级配,水泥采用4215mpa普通硅酸盐水泥。
2 塑性混凝土防渗墙施工工艺在水利工程施工中,防渗工程是最为重要的施工环节,是整个工程施工的重点环节,在施工过程中我们需要保证防渗工程的质量,缩短整个工程的工期、降低经济成本、提高工程的经济效益,这样才能够保证整个工程的质量。
事实上,防渗墙施工技术所涉及的范围极为广泛,所以在防渗工程施工过程中,施工人员必须要掌握相关的知识,并且采用先进的技术及设备进行严格施工,这样才能够从根本上保证防渗工程乃至整个工程的质量。
塑性混凝土防渗墙在水库除险加固工程中的应用摘要:混凝土防渗墙技术已广泛用于病险水库土石坝的防渗加固,本文通过该技术在惠州市惠城区大坑水库除险加固工程中的应用,介绍了薄壁液压抓斗法混凝土防渗墙的成槽方法、施工技术要点及注意事项。
关键词:薄壁液压抓斗;泥浆护壁;塑性混凝土;防渗墙Abstract: Technology has been widely used in concrete walls of earth-rockfill dam seepage path reservoir reinforcement, this article through this technology in huizhou city city pit the application problems of reinforcement engineering, and introduces the concrete walls thin-walled hydraulic grasp of unadulterated into slot method, construction techniques and the matters needing attention.Key Words: Thin hydraulic grab; Slurry supporting; Plastic concrete; Cut-off wall1工程概况大坑水库位于惠阳区永湖镇东面4km处,南距惠阳区约21km,北距惠州市19km。
大坑水库所在流域为淡水河右岸小流域,地处惠阳区永湖镇彩二村。
是一座以灌溉为主,结合防洪等综合利用的中型水库。
本工程主坝0+000.00~0+390.00坝段、一副坝0+000.00~0+204.66坝段、二副坝0+000.00~0+266.80坝段坝体及坝基防渗方案采用封闭式塑性混凝土防渗墙型式,厚600mm,其深度按深入残积土或砂岩(卵石)的深度不小于1m控制;防渗墙最大开槽深度为24.26m,防渗墙浇筑最大深度为22.50m;设计墙体厚为600mm,塑性砼墙配合比采用一级配,水泥采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥。
塑性混凝土防渗墙在水库除险加固工程中的应用
商品混凝土防渗墙技术已广泛用于病险水库土石坝的防渗加固, 本文通过该技术在新疆阿勒泰地区阿克达拉水库除险加固工程中的应用, 介绍了薄壁液压抓斗法商品混凝土防渗墙的成槽方法、施工技术要点及注意事项。
1 工程概况
新疆阿勒泰地区阿克达拉水库位于阿尔泰山前额尔齐斯河南岸, 农十师183 团南东17km处, 北西距北屯镇38km , 行政区划隶属福海县。
水库为引水注入式
平原水库, 是一座以调蓄、灌溉为主兼顾养殖的中型水库。
设计库容 3 000 ×104m3 , 死库容320 ×104m3 ,坝顶高程579113m , 正常蓄水位577138m , 死水位573163m , 灌溉下游地区一农场及福海县25 ×104 亩农田。
水库主要由入库陡坡、大坝、放水涵洞及下游渠道 4 部分组成。
坝体为碾压砂砾石均质土坝, 沥青玻璃丝布斜墙防渗, 全长4 000m , 其中主坝长 3 600 m , 副坝长400m ,坝顶宽7m ,主坝上游坝坡1∶4 , 上游土护坡1∶8~1∶10 不等, 下游坝坡1∶215 。
库盆由天然的构造剥蚀洼地构成, 形状不规则, 总体上呈NW - SE 向, 与区域构造线方向基本一致。
库盆地层岩性主要由第四系冲洪积的粉土质砂、粘砾土、亚粘土、砂砾石组成, 构成库盆基底的最基本岩层为第三系泥岩, 下伏灰白色砂岩,二者呈互层状。
水库在多年运行后主坝多处出现裂缝, 坝基、坝体渗漏严重, 部分坝段出现明显的渗漏积水, 坝后土壤次生盐碱化、沼泽化严重, 直接威胁大坝安全和正常效益的发挥,被水利部列为病险库。
浅谈塑性混凝土防渗墙技术在水库除险加固工程中的应用摘要:文章对塑性混凝土防渗墙技术在水库除险加固工程中的应用进行了分析,对特殊情况的处理进行了说明。
关键词: 成槽塑性混凝土防渗墙水库除险加固某水库是一座以灌溉为主的中型水库。
坝址范围出露的地层岩性自上而下可大致分为:人工填土层(5~46)m砂卵砾石层(3 ~4 )m 及基岩层。
基岩层的上部为全风化和强风化层厚度( 3 ~ 6 )m不等,水库大坝为均质土坝,坝顶高程302.6m,坝顶长276m,顶宽8 m ,最大坝高46m多年运行后水库大坝存在坝身、坝基渗漏( 渗透系数K>1x10-4cm/S坝体位移及坝坡不稳定等问题.严重威胁坝体运行安全和正常效益的发挥,被列为三类病险水库。
此次除险加固方案采用塑性混凝土防渗墙进行坝身、坝基防渗处理。
塑性混凝土防渗墙设计要求;防渗墙轴线位于坝轴线上游0.5 m 处,范围0 + 000 ~0 + 276桩号,全长276 m ,墙体设计厚度为0.4 m ,嵌入基岩1.0 m ,墙顶标高为302.6m ,塑性混凝土防渗墙深( 6~48 )m 不等,混凝土选用抗压强度小于5 M Pa .抗渗标号W6的塑性混凝土。
防渗墙设计物理力学指标为:渗透系数K≥(1-9.0)X10-8cm/S抗压强度R28.d≥2.5mpa,弹性模量( 800~1000 )MPa ,允许渗透比降J≥80。
1 塑性混凝土防渗墙施工工艺1.1 工艺流程施工准备→造孔→成槽→清槽→混凝土导管下设→混凝土浇筑。
1.2 施工方法1.2.1 施工准备( 1 ) 施工导墙:根据大坝自身特点,在不破坏坝体的前提条件下,只能在8 m 宽的坝顶布置满足钻机施工所需施工平台。
在坝轴线上游侧O.5m 修建矩形断面钢筋混凝土导向槽,导墙混凝土强度为C20,断面尺寸为0.3 mx1.2 m ,布置6 根中的钢筋.两导墙间距0.6 m 。
( 2 ) 先导孔施工:在塑性混凝土防渗墙施工前需进行地质补勘工作.沿塑性混凝土防渗墙轴线每隔20m 左右布设一个先导孔:钻孔机械选用重探生产的XY 一2 型地质钻机,金刚石钻头钻进;根据钻孔取芯要求,先导孔径范围为( 7 6 一110)m m :混凝土防渗墙先导孔深度超过混凝土防渗墙设计深度5.0 m 当超深5.0 m 仍未达到混凝土防渗墙体要求伸人的地层条件时,须继续钻进5.0m ,此时仍达不到要求时,根据现场监理的指示处置;在地下水位以上的软土地层,采用干法钻进;在饱和地层中钻进时,采用膨润土泥浆护壁;对芯样进行编录,详细分析混凝土防渗墙槽位的地质条件,查明槽段地层分布特征、建基面高程、砂卵层粒径和地层渗漏情况等。
塑性砼防渗墙施工技术在除险加固工程中的应用摘要:塑性混凝土是用黏土和膨润土取代普通混凝土中的大部分水泥形成的一种柔性工程材料,与普通混凝土相比塑性混凝土弹性模量低极限应受大,能适应较大变形,抗渗性较好,特别适用于地震较频繁地区和周围介质(地基上)为砂石的地基,塑性砼防渗墙具有在低强度和低弹性模量下运应地基应力变化的特点;同时具有节约水泥、降低造价、施工方便等优点,因此,在国内外被广泛用作防渗墙墙体材料。
【关键词】塑性混凝土防渗墙、膨润土、施工技术1、塑性混凝土简介国外从20世纪60年代末开始采用塑性混凝土防渗墙,而我国是在80年代后期才首次应用成功的。
这种材料的特点是抗压强度不高,一般可控制在R28=0.5~2MPa,弹性模量较低,一般可控制在E28=100~500MPa,渗透系数K =1 ×10-6~1×10-7cm/s。
塑性混凝土与我国早期防渗墙采用的黏土混凝土有本质的区别:黏土混凝土仅是在配合比中加入了少量的黏土,水泥用量并未大幅度降低,掺加黏土的目的仅为了改善混凝土的和易性和便于钻凿接头孔,并无降低弹性模量的目的。
塑性混凝土防渗墙具有在低强度和低弹性模量下适应地基应力变化的特点,确保墙体不被外力破坏,而不需提高混凝土的等级或增加钢筋笼,故能大大节省工程投资。
2、工程概况信阳市大石桥水库出险加固工程坝体为粘土心墙砂壳坝,坝址分布地层岩性为无左界斜大角闪片岩,斜地白云石英片岩等,强风化带厚度较大,存在不均匀风化现象。
岩体较破碎,具有透水性,其下的弱风化带岩体为弱元微透水性,坝体填筑料为低液限粘土及风化砂含有草根,填土干密度偏低,具弱至中等透水性,局部物理学指标如干密度、渗透系数不能满足规范要求,大坝除险加固防渗设计采用50cm厚塑性混凝土防渗墙,最大深度32m,总长200m,截水面积3500m2。
3、造孔机械本工程采用QUY50A液压槽机开槽,液压抓斗“三抓”成槽方式,这种机械不仅运用于一般的软弱地层,亦可适用于砾石、卵石和岩基,且结构简单、技术成熟,易于维护,液压抓斗成槽和清孔速度快,容易控制槽孔的垂直度。
水库除险加固工程中的塑性混凝土防渗墙应用发布时间:2022-07-24T07:17:36.909Z 来源:《建筑设计管理》2022年5期作者:谭鸿家[导读] 目前,我国水库除险工程中塑性混凝土防渗墙是借用液压抓槽机挖入槽内,谭鸿家兴业县马坡水库水电管理处摘要:目前,我国水库除险工程中塑性混凝土防渗墙是借用液压抓槽机挖入槽内,进而用塑性混凝土浇灌地下连续墙,达到以阻止地下水渗透,进而实现水库加固的目标,在水库除险工程中混凝土防渗墙技术多数被使用在危险水库土坝的防渗加固中,是科学混凝土施工技术使用于水库建设的集中方式。
文章对水库除险加固工程的塑性混凝土技术防渗墙在实际工程中的应用了进行分析,并对该水库存在的问题以及相应的塑性混凝土防渗墙开槽方法、施工技术关键和着重关注事项进行了分析,希望能给相关专业人员提供参考和借鉴。
关键词:混凝土;水库;除险加固;防渗墙引言建立水库的关键的目标是为了可以为农业生产和城市运转有关节水用水的情况加以高效的处理。
这种项目本身因为长时间与水接触,进而就很容易发生渗水、开裂等危险问题,为了确保水库的平稳运作,解决水库中的危险问题,水库加固就会成为一分有位突出的总做。
而塑料混凝土防渗墙本身抗渗性能高、弹性模量不大、极限应变大、施工方便等特征。
大量使用在水库除险加固工程中。
使用塑性混凝土防渗墙,水库除险加固施工技术必须科学的施工设计和施工工艺达标。
为了保证实际施工的截墙满足工程的质量标准,将其做好,能够足够展现,进而确保水库工程质量,解决其不同安全隐患,进而实现满意理想的防渗解决效果。
1、水库除险加固工程中塑性混凝土防渗墙工程特点 1.1塑性混凝土防渗墙的优势塑性混凝土防渗墙的关键组成部分是膨润土、黏土,它特有的柔性能够取代普通混凝土材料,高效的减少混凝土质量隐患,在防渗墙的防渗能力得到保证。
与传统的塑料混凝土施工技术做对比,混凝土防渗墙具备弹性模量小、极限应变大、抗渗性能好优点,而且,其成本少,节省材料,可避免壁材断裂,土壤变形等情况。
塑性混凝土防渗墙技术在小江水库除险加固工程中的应用[摘要] 广西合浦小江水库除险加固工程中成功采用了掺加膨润土与黏土混合料的塑性混凝土防渗墙技术。
在满足施工质量、防渗效果的前提下,降低了造价。
[关键词]塑性混凝土防渗墙试验应用1小江水库概况小江水库位于广西博白县和浦北县交界,距合浦县城80km,水库集雨面积23,是一座灌溉、防洪为主,兼有发电、供水等综合效益的大(一)型水库。
小江水库始建于1958年,1960年基本建成,1980年曾进行过培厚加固。
水库存在防洪标准不足、坝体施工质量差、渗漏严重等隐患,如2000年10月心墙施工前主坝坝脚渗流量达7.734 L/s;属“三类”病险工程。
主坝位于南流江北岸小江支流河口,坝轴线长890m,最大坝高,最大挡水高度(包括防浪墙高度),为均质土坝,属Ⅰ等Ⅰ级建筑物。
主坝河床为横向河谷,两岸有1.5~3 m厚的残坡积层。
原筑坝土料均采用风化的砂石等,粒径过大,碾压不实,造成了坝体渗漏的后果。
坝区出露地层为志留系粉砂质泥页岩、板岩和泥质粉砂岩夹泥质砂岩,为海滨相碎屑岩系,风化深。
坝区构造为华复系,后经新华复系改造,印支期侵入,构造复杂。
混凝土防渗墙设计墙厚0.6m,墙深入岩(微风化层)深度不小于0.5 m,塑性混凝土心墙轴线长714.2 m。
主坝段心墙轴线与旧坝轴线平行,并偏向下游 m。
主河床段心墙有1~35#共35个槽孔;一坳坝心墙有85~103#共19个槽孔;二坳坝心墙有61~84#共24个槽孔;三坳坝心墙有36~60#共25个槽孔。
2 施工方法防渗墙槽孔采用CZ型钢绳冲击钻孔建造,混凝土泵浇筑混凝土。
2.1 槽孔的划分施工时,分一坳坝、二坳坝、三坳坝、主河床段四个部分进行施工。
一坳坝桩号为:0+745.1~0+880.1,二坳坝桩号为:0+545.6~717.6,三坳坝桩号为:0+365~0+545.6,主河床段桩号为:0+005~0+219.8。
防渗心墙共划分为103个槽孔,分Ⅰ、Ⅱ序孔间隔跳打。
塑性混凝土防渗墙施工技术在水利工程中的应用随着我国科技水平的飞快发展与提高,水利工程的建设也得到显著成就。
作为一项在水利工程中防渗处理新兴技术,塑性混凝土防渗墙在各个中小型大坝的除险加固工程中,起到不可或缺的作用,在此领域已受到高度的重视与广泛的应用。
本文根据已建工程的施工技术经验,并结合科学的理论知识,探讨了塑性混凝土防渗墙施工技术在水利工程中的应用,以及分析施工过程中常见的问题及解决措施。
标签:塑性混凝土;除险加固;漏浆塌孔;质量控制我国目前水工程技术发展较为成熟,塑性混凝土防渗墙在大坝加固中的地位也越来越重要。
为了使其满足防渗墙的设计,安全等要求,对施工技术的规范性,技术性也有了更加严格的标准。
想要保证施工的质量,就要做好在各个施工流程中质量控制工作。
1、塑形混凝土防渗墙的应用及特点1.1 塑形混凝土防渗墙在大坝除险加固中的应用实例。
某水库是一座以灌溉的为主,结合渔业,防洪等综合效益的中型水利工程。
于2009年5越正式开工,2009年6月完成主体工程,2014年1月竣工并投入使用。
水库的主坝为粘土木板心墙坝,坝基础受力岩层为石英砂岩夹页岩。
全长500米,坝宽15米,最高坝高57米,坝顶高程138.5米,粘土心墙高程138米。
由于水库因施工质量不合格,主坝的粘土木板心墙厚度不达标且不连续,坝基及左坝肩渗漏严重,存在安全隐含,必须进行加固。
针对大坝的渗漏特征,要对大坝进行防渗处理,通过采用塑性混凝土防渗墙进行防渗处理是有效的手段。
塑性混凝土防渗墙由于自身的特性,能够在一定程度上防治因地震等造成的墙体开裂等现象,从而可增强大坝防渗墙的防渗效果。
1.2 塑形混凝土防渗墙的介绍。
防渗墙是在修建土石大坝时起到防渗作用的地连续墙,,塑性混凝土防渗墙作为防渗墙的一种,其材质为塑性混凝土,是一种水泥用量相对较低,并添加粘土,膨润土等材料的混凝土。
该类型的材料由于强度低,应变大,因而有特别强的适应变形的能力。
塑性混凝土防渗墙在水库除险加固工程中的应用分析发布时间:2022-03-31T06:10:48.070Z 来源:《城镇建设》2021年第4卷25期作者:韩春全杜洪涛[导读] 塑性混凝土具有良好的抗渗性能,对于软基变形也有着较强的适应能力韩春全杜洪涛中国电建市政建设集团有限公司天津 300000摘要:塑性混凝土具有良好的抗渗性能,对于软基变形也有着较强的适应能力,不仅工作造价比较低,而且施工过程简单,因此在水库除险加固工程当中也得到了十分广泛的应用。
本文针对塑性混凝土防渗墙的应用进行分析,探讨了其在水库除险加固工程当中应用的必要性,分析了塑性混凝土防渗墙施工工艺,并提出特殊情况下的处理对策,希望能够为相关工作人员起到一些参考和借鉴。
关键词:塑性混凝土;防渗墙;水库除险加固工程;应用前言水库工程对于解决城市居民供水紧张问题具有十分重要的作用,同时还可以为农业和工业生产提供用水。
随着社会的快速发展,对水库工程施工质量方面也提出了更高要求,尤其对于水库除险加固工程而言,更要充分保证工程施工质量和结构稳定性。
对此,相关施工企业在工程施工过程中,需要对塑性混凝土防渗墙进行有效应用,以此来充分保证水库除险加固工程的整体建设质量,从而促进我国水利工程行业的快速发展。
一、塑性混凝土防渗墙应用的必要性在水库除险加固工程当中,塑性混凝土防渗墙是十分重要的一类防渗加固措施,在实际施工中有着十分严格的设计标准和规范,可以使工程施工质量得到有效控制,以此来全面提升施工效果。
而在防渗墙施工过程中,想要使防渗效果得到提升,一方面需要对先进施工技术加以应用,另一方面还需要对工程施工质量进行严格控制,从而使水库除险加固工程效益得到有效发挥。
而在有效建设水库除险加固工程后,可以有效改观大坝下游情况,显著降低坝体浸润线。
塑性混凝土由于弹性模量相对较低,因此极限也会有所变大,这使塑性混凝土防渗墙在受到荷载作用之后,墙内应力以及应变都有所降低,可以使墙体安全性和耐久性得到有效提高。
塑性混凝土防渗墙在水库除险加固中的运用摘要:塑性混凝土是近年来发展速度较快的一种新型防渗墙墙体材料,具有诸多的优点,目前在水库除险加固处理中得到广泛的运用。
本文结合工程实例,介绍了混凝土防渗墙及施工技术,并阐述了工程施工中可能遇到的问题及处理方式。
关键词:塑性混凝土;防渗墙;施工工艺;混凝土配合比中图分类号: r123 文献标识码: a 文章编号:水库大坝是水利工程基础设施建设的重要组成部分,担负着发电、灌溉、养殖和防洪等重任,对促进城市经济的发展具有重要的作用。
目前我国部分水库大坝运行时间久、施工质量差,大坝坝体和坝基等部位均出现了不同程度的渗漏现象,若不进行有效的除险加固处理,不仅会影响到大坝的使用性能和使用寿命,而且对水库的质量安全构成极大的威胁,严重情况下很可能导致人员的伤亡和财产的损失。
因此,应加强水库大坝的防渗加固处理工作。
塑性混凝土作为一种新型的防渗墙墙体材料,具有稳定性好、安全、墙体柔性大和施工费用低等特点,能够提高水库大坝坝体的强度和承载力,延长大坝的使用寿命。
下面,就结合实例,探讨塑性混凝土防渗墙的运用。
1 工程概况某水库是一座以灌溉、养殖、防洪等综合效益的中型水利工程。
水库最大坝高39m,坝顶高程190.90m,坝顶宽6m,坝顶轴长146m。
水库因施工质量差、运行久,大坝坝体、坝基及左右坝肩渗漏严重,经水利部门鉴定为三类坝病险水库。
针对大坝地质条件和坝体渗漏特征,设计坝体采用垂直塑性混凝土防渗墙进行防渗处理。
2 混凝土防渗墙、施工方法简介及选用混凝土防渗墙就是利用钻孔或挖槽机械,在松散的透水地基或坝(堰)体中以泥浆固壁挖掘槽形孔或连锁桩柱孔,在槽孔内浇筑混凝土或其它防渗材料,筑成具有防渗功能的地下连续墙。
2.1 防渗墙种类确定该水库设计采用塑性混凝土防渗墙,强度等级为c10,墙厚60cm,墙深伸入基岩1m。
混凝土选用抗压强度小于5mpa,抗渗标号w6的塑性混凝土。
塑性混凝土防渗墙物理力学控制指标:渗透系数k≤(1~9.0)×10-8cm/s,抗压强度r28.d>2.5mpa,弹性模量(800~1000)mpa,允许渗透比降j≥80;施工物理特性指标要求:混凝土入孔时的坍落度为(18~22)cm,混凝土初凝时间不能小于6h,终凝时间不能大于24h。
塑性混凝土防渗墙在病险水库加固工程中的应用【摘要】塑性混凝土防渗墙施工技术十分复杂,且质量要求较高。
本文结合清远飞来峡水库除险加固工程,就塑性混凝土防渗墙的设计、施工及质量控制进行了论述。
实践表明,塑性混凝土防渗墙的应用取得了较佳的防渗效果,为类似加固工程提供了参考。
【关键词】塑性混凝土;防渗墙;设计;施工;质量控制;防渗效果塑性混凝土是用黏土和膨润土取代普通混凝土中的大部分水泥形成的一种柔性工程材料。
在土石坝除险加固应用中与一般的混凝土防渗墙、灌浆相比,具有弹性模量低能很好地适应地形的变化、抗压强度不高但防渗效果较好、水泥用量少能降低工程造价、拌和物和易性较好等特点。
因此,在病险水库加固中被广泛用作防渗墙墙体材料。
下面,就结合具体工程实例,介绍塑性混凝土防渗墙的应用。
1.工程概况某水库是一座以灌溉为主,结合防洪、养鱼等综合效益的中型水利工程。
水库为粘土心墙坝,坝基持力岩层为石英砂岩夹页岩,岩石风化破碎,具弱透水性;坝体填筑土为含砾粘土,碎石含量高,未按要求进行分区填筑,碾压不密实。
水库因施工质量差、运行久,大坝坝体、坝基及左右坝肩渗漏严重,2003年经水利部大坝安全管理中心鉴定为三类坝病险水库。
针对大坝地质条件和坝体渗漏特征,设计坝体采用垂直塑性混凝土防渗墙进行防渗处理。
2.塑性砼防渗墙设计主坝由粘土肥心墙,坝壳风化砂、及现浇混凝土板块(3.0m×3.0m)护坡组成。
坝长460m,最大坝高13.5m,坝顶宽6m,上游坡1:3,现浇混凝土板块护坡,下游坡1:2.5,草皮护坡。
为保证主坝基稳定和大坝的安全,水库坝体防渗墙采用槽板式垂直砼防渗墙形式,墙体材料采用塑性混凝土,可以减少墙体的应力,适应坝基变形,避免开裂。
防渗墙总长387.8m,防渗墙顶高程314.56m,防渗墙厚为40cm,即在坝体加设一道40cm厚塑性混凝土防渗墙,防渗墙纵向轴线距主坝中心线上游1.5m处。
坝基为全风化花岗岩,墙体嵌入强风化基岩100cm。
塑性混凝土防渗墙在台上水库除险加固工程中的应用本文以嵩县台上水库除险加固工程为例,就工程中实际应用的塑性混凝土防渗墙在设计、施工及墙体质量检查等各阶段的特点进行了分析。
标签塑性混凝土防渗墙;施工平台;导墙;槽孔建造;泥浆护壁1 工程概况台上水库位于黄河流域伊河一级支流沙沟河中游,坝址位于河南省嵩县纸房乡台上村,始建于1970年3月。
水库控制流域面积6.8km2,水库总库容102.7万m3,其中兴利库容59.5万m3,死库容10万m3。
设计洪水标准为50年一遇,校核洪水标准为300年一遇,是一座集防洪、灌溉、养殖等综合效益的小(Ⅰ)型水库。
大坝为粘土心墙砾石坝,最大坝高29.5m,坝顶宽4.0m,坝顶长160m,坝顶高程546.0m。
上游坝坡自上而下分别为1:2.038、1:2.714,在高程540.24处设10.6m宽平台;下游坝坡自上而下分别为1:2.123和1:2.133,在高程538.85m、522.0m处各设5.0m、21.6m宽平台。
粘土新墙高37m,顶宽3.0m,底宽15.0m,坝基础以下高7.5m,底宽5m。
台上水库建成至今,在防洪、灌溉方面发挥了显著效益,但由于渗漏严重,时常处于干枯状态,养殖效益无法发挥,同时也极大地影响到其它效益。
2 设计方案通過多个方案的比较论证,并经有关专家审查后,确定台上水库坝体防渗采用塑性混凝土防渗墙结构。
2.1 防渗墙工程布置工程范围自桩号0+000.0~0+168.0,采用塑性砼防渗墙,防渗墙中心线布置在坝轴线处,顶部高程为546.0m,底部深入基岩1.0m,设计最大墙深37.7m。
2.2 防渗墙厚度确定防渗墙的厚度应满足墙体抗渗性、耐久性、满足墙体应力和变形的要求,同时根据地质情况及施工设备等因素,由允许水力坡度确定防渗墙厚度。
防渗墙厚度由下式计算:T=H/J式中:T—防渗墙的厚度;H—最大设计水头,为29.65m;J—塑性砼的允许渗透比降,一般为60~80,计算取75。
浅谈塑性砼防渗墙施工技术在除险加固工程中的应用摘要:塑性混凝土是用黏土和膨润土取代普通混凝土中的大部分水泥形成的一种柔性工程材料,与普通混凝土相比塑性混凝土弹性模量低极限应受大,能适应较大变形,抗渗性较好,特别适用于地震较频繁地区和周围介质(地基上)为砂石的地基,塑性砼防渗墙具有在低强度和低弹性模量下运应地基应力变化的特点;同时具有节约水泥、降低造价、施工方便等优点,因此,在国内外被广泛用作防渗墙墙体材料。
关键字:塑性混凝土防渗墙;膨润土;施工技术abstract: the plastic concrete is used in clay and bentonite to replace a flexible engineering materials most cement concrete in the formation, compared with ordinary concrete elastic modulus of plastic concrete of low limit should be high, can adapt the large deformation, permeability is good, especially suitable for frequent earthquake area and the surrounding medium ( foundation ) for gravel foundation, plastic concrete cutoff wall has low strength and low elastic modulus transport characteristics of ground stress change; at the same time can save cement, low cost, convenient for construction, therefore, diaphragm wall material widely used at home and abroad.keywords: plastic concrete cutoff wall; bentonite;construction technology中图分类号:tu74 文献标识码:a文章编号:2095-2104(2012)1、塑性混凝土简介国外从20世纪60年代末开始采用塑性混凝土防渗墙,而我国是在80年代后期才首次应用成功的。
这种材料的特点是抗压强度不高,一般可控制在r28=0.5~2mpa,弹性模量较低,一般可控制在e28=100~500mpa,渗透系数k= 1 ×10-6~1×10-7cm/s。
塑性混凝土与我国早期防渗墙采用的黏土混凝土有本质的区别:黏土混凝土仅是在配合比中加入了少量的黏土,水泥用量并未大幅度降低,掺加黏土的目的仅为了改善混凝土的和易性和便于钻凿接头孔,并无降低弹性模量的目的。
在对墙体内力分析研究中发现,当墙体材料的弹性模量降低到1000mpa以下时,已经和周围介质(地基土)的弹性模量接近,此时墙体适应变形能力大为提高,墙体的内力大为降低,特别是在一般情况下墙内不产生拉应力,因而也不必担心墙体因拉应力太大而开裂破坏。
因此,它特别适用于地震较频繁的地区和周围介质(地基土)为砂石的地基。
塑性混凝土防渗墙具有在低强度和低弹性模量下适应地基应力变化的特点,确保墙体不被外力破坏,而不需提高混凝土的等级或增加钢筋笼,故能大大节省工程投资。
2、工程概况信阳市大石桥水库出险加固工程坝体为粘土心墙砂壳坝,坝址分布地层岩性为无左界斜大角闪片岩,斜地白云石英片岩等,强风化带厚度较大,存在不均匀风化现象。
岩体较破碎,具有透水性,其下的弱风化带岩体为弱元微透水性,坝体填筑料为低液限粘土及风化砂含有草根,填土干密度偏低,具弱至中等透水性,局部物理学指标如干密度、渗透系数不能满足规范要求,大坝除险加固防渗设计采用50cm厚塑性混凝土防渗墙,最大深度32m,总长200m,截水面积3500m2。
3、造孔机械本工程采用quy50a液压槽机开槽,液压抓斗“三抓”成槽方式,这种机械不仅运用于一般的软弱地层,亦可适用于砾石、卵石和岩基,且结构简单、技术成熟,易于维护,液压抓斗成槽和清孔速度快,容易控制槽孔的垂直度。
4、施工临时设施4.1.导向槽是防渗墙施工之前修建的临时构筑物,为了防止开槽机具撞击孔口,槽孔的泥浆、废水等在孔口处漫流,保护孔口的土体稳定防止坍塌,导向槽的轴线与防渗墙轴线平行,槽口宽度为0.6m,导墙宽0.5m,深1.0m,设置纵向受力钢筋,以增大其拉度力,一旦导向槽下的土体坍塌,可形成连续或简支梁,确保开槽机具安全。
4.2.泥浆制备及固壁:由于当地粘土料储量丰富,湿含量高,适于制备泥浆,所以采用当地粘土制浆,在右坝头布置制浆,采用3m3卧式泥浆撑杆机制浆,并设沉浆地和制浆池。
塑性砼防渗墙施工过程中固壁泥浆直接影响施工进程和槽壁稳定,并能起到冷却开槽抓斗,悬浮岩屑及防止塌孔的作用,覆盖在壁面土的泥厚约束作用及渗入槽壁层内泥浆所起的对地层的固结作用,不仅有利于槽壁土颗粒坍落,还可减少地层变位和增加壁面强度。
泥浆本身又是具有一定的抗震强度,如用稳定塑性体能发挥其被动抵抗力作用支撑槽壁。
保证槽壁的稳定。
4.3. 混凝土系统:本工程防渗墙混凝土浇筑量小,为保证浇筑进度改善混凝土结构质量,采用js500型强制式拌和机,使用pcd1200型配料机辅助进行,混凝土的运输采用hbt80b18165型混凝土输送泵送。
保证混凝土供应强度满足4.4.墙体材料:防渗墙墙体材料采用塑性混凝土。
这是用膨润土取代普通混凝土中的部分水泥即形成的一种柔性墙体材料,它比普通混凝土的弹性模量小很多,与周围的土体变形模量相近,因而能很好地适应地基变形,大大地减少了墙体内应力,避免了开裂。
5、塑性混凝土防渗墙工程施工防渗墙施工工艺见下图:5.1 造孔防渗墙造孔按照预先划分好的槽段进行,采用间隔分序法施工,即先施工单数的一期槽段,再施工双数的二期槽段。
综合考虑工程地质与水文地质条件、造孔历时、混凝土供应强度及设备布置,将槽孔段长度定为6.0m,共计划分33个槽段。
采用液压式开槽机成槽,先抓主孔后抓副孔。
5.2 泥浆固壁塑性混凝土防渗墙施工过程中,固壁泥浆直接影响施工进程和槽壁稳定,并能起到冷却钻头、润滑钻具、悬浮岩屑以及防止坍孔的作用。
覆盖在壁面上的泥皮的约束作用及渗入槽壁土层内泥浆所起的对地层的固结作用,不仅有利于防止槽壁土颗粒坍落,还可减少地层变位和增加壁面强度。
同时,泥浆本身又具有一定的抗剪强度,如同稳定塑性体,能发挥其被动抵抗力作用支撑槽壁。
这些因素的综合作用,保证了槽壁的稳定。
5.3 清孔换浆抓斗在抓孔过程中,会有部分细砂或其他岩渣悬混在泥浆中,然后逐渐沉淀到底孔。
抓斗在挖掘槽底部时也会遗留少部分细砂和岩渣,这些淤积物都必须在混凝土浇筑前清理干净,否则,会给墙体质量带来危害。
造孔结束以后,经检验、检测、终孔合格后,需进行清孔换浆。
清孔换浆可先用反循环泵吸法或气举法,先采用抓斗捞取槽孔大部分淤积和大颗粒沉渣,然后用泥浆槽底正循环置换法清孔。
5.4 混凝土浇筑采用水下导管浇筑法,导管内径250mm,丝扣连接,每个槽段设置2组导管,导管间距2.0m,混凝土采用泵送法,在孔口设置料斗,开浇筑时储备足够的混凝土砂石料,保证一次封孔成功。
槽孔混凝土的浇筑速度是影响混凝土质量的重要因素,速度太慢会使混凝土塌落度损失,容易造成堵管。
本工程的浇筑速度一般都达到2-3m/h,最快时可达4m/h。
在浇筑过程中,定时测量混凝土面的上升情况,并与所浇筑的混凝土量相核对,避免导管拔离混凝土面,并根据混凝土面上升情况及时调整各导管的混凝土注入量,保证混凝土面的均匀上升。
5.5 墙段连接墙段连接采用接头管法,即在一期槽孔混凝土浇筑前在槽段两端下设钢管(φ500)待混凝土初凝后,按一定的速度将其拔起,形成混凝土接头孔,采用接头管法有许多优点,比如:能节省混凝土浇筑量,槽段之间易连接;二期槽孔开槽时,防止发生槽孔之间存在粘土夹层,影响墙体的连续性;二期槽孔容易采用钢丝刷清除表面泥皮等。
缺点是:提拔导管的阻力较大,受槽孔深度限制,如:掌握不好混凝土初凝时间容易造成混凝土塌落现象。
6、特殊情况处理塌孔的处理:槽孔侧壁坍塌的原因有多种,如泥浆的质量,地下的影响,槽段土体的组成和密实度,孔口地面的荷载等。
笔者认为开槽机的动荷载和泥浆的质量是引起坍塌的主要原因,尤其对于密实程度较差的坝体填筑砂卵石,在长期动荷载作用下极易坍塌。
泥浆最重要的功能之一就是支撑孔壁,泥浆的密度越大,对槽壁的稳定越有利,而孔口的泥浆由于沉淀,会逐渐失去固壁作用。
所以在施工过程中,要注意对开槽机及时进行保养维修,保持良好工况,减小振动。
对泥浆及时进行补充和更换,保证孔内泥浆的质量。
本工程发生的坍塌大都集中在6#~10#槽段,本段为除险加固工程新填筑段,均为导墙下浅部坍塌。
漏浆和处理:本工程坝体和坝基覆盖层均为砂卵石,特别是坝体填筑料,限于当时的施工条件,坝体较为松散。
据分析,漏浆多发生在坝体填筑基面处,最严重的漏浆发生在8#槽段,在下游坝脚处可见泥浆渗出。
对一般的漏浆采取投入木屑、黄土或袋装膨润土的方式,并用钻头捣实以挤入缝隙,对严重的漏浆,可采用回填膨润土粉、草末、稻壳、石灰、或孔底灌注纯水泥浆加速凝剂处理、灌注低标号混凝土等堵搴,达到一定强度后从新抓挖。
7、质量检查7.1槽孔偏斜:quy50a液压槽机开槽在造孔过程中易受地质条件的影响而使槽位出现偏斜,因此在施工过程中要定期检查偏斜情况,并及时纠偏。
终槽验收时一般采用重锤法测量槽斜,即在所检查的槽内吊入重物,每2m测量一次钢绳的偏差,从而推算出该段的槽斜率。
7.2入岩深度:针对不同的基岩面设计对防渗墙嵌入弱风化岩的深度有不同要求,基岩面控制难度较大,必须增加取样频率,在接近设计提供的地质剖面图入岩高程时,每钻进30cm就取样一次,并且加强抽筒抽渣,使岩样能客观地反映基面情况。
7.3墙体质量检测:本工程采用钻孔取芯的方式对混凝土防渗墙进行成墙质量检查,使用300型岩芯钻机在墙机上获取试样,通过对试样的检查试验,了解墙体混凝土的情况,如有无夹泥和水平冷缝、混凝土密实程度、强度等。
这种检测方法的优点是比较简单直观,缺点是钻孔及试验时间长,检验的结果实际上是钻孔通过部位的混凝土样本,另外,钻孔对墙体还有一定的削弱甚至破坏作用。
有文献表明,由于受施工、养护条件的影响,结构混凝土强度一般仅为标准强度的75%~80%。
而在泥浆中浇筑的混凝土强度更低于一般混凝土强度,而且强度的波动性大。