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摘 要:防渗墙施工是目前病险水库除险加固工程中广泛应用的一种方法。本文结合防渗墙施工技术在重庆马家沟水库坝体防渗施工中的成功应用的实例,介绍了防渗施工的处理方案、防渗墙的施工原则、技术原理及所取得的显著效果。
关键词:混凝土防渗墙技术;施工效果;分析
中图分类号:TV331文献标识码: A
1工程概况
马家沟水库位于重庆市九龙坡石板镇附近,在大溪河支流干河沟中游。马家沟水库工程为重庆市西部供水应急工程之一。2002年5月马家沟水库大坝填筑完成,当年12月封堵导流洞蓄水时发现大坝渗漏,渗漏量随水位升高、时间延长呈增加趋势,大坝渗漏十分严重,影响大坝安全。相关单位先后以补强灌浆和高压旋喷灌浆的方式,在2003~2005年间对大坝进行两次防渗处理。为确保工程安全、增加工程效益,业主确定进一步加强防渗处理。
2008年4月,黄河勘测设计规划有限公司以设计、施工总承包的方式,承接马家沟水库大坝的防渗处理工程。合格标准为:水库在设计最高蓄水位250.80m状况下运行时,年总渗漏量小于60万m3。
2混凝土防渗墙设计
重庆马家沟水库混凝土防渗墙布置在沥青混凝土心墙上游反滤过渡料内,紧贴原沥青心墙,设计墙厚为0.60m,防渗墙底部设计嵌入基岩深度2m~4m。混凝土防渗墙的设计指标为:抗压强度R28≥15MPa,弹性模量E<2×104MPa;抗渗等级W8。配合比见表1
表1C15混凝土配合比材料用量(kg/m3)
3防滲墙施工方法
主体工程防渗墙施工划分了40个槽段,每段长7.6m,槽孔最深44.10m,其主要施工方法为:
(1)“钻劈法”钻孔成槽;
(2)“水下直升导管法”混凝土浇筑;
(3)“套打接头法”进行一、二期槽孔连接成墙。
3.1防渗墙成槽施工方案:
成槽设备主要采用CZ—30/50型冲击钻机。
防渗墙分两期槽孔施工,一期槽孔先钻进主孔至终孔深度,之后钻取副孔,用冲击钻头切削主、副孔之间的小墙成槽。
“钻劈法”成槽的工艺流程:
冲击钻钻主孔→确定基岩面→主孔继续钻进满足入岩深度、验孔→副孔钻进→钻劈成槽、验收单元槽→清孔换浆
3.2混凝土浇筑:
混凝土防渗墙主体全部采用商品混凝土。泥浆下浇筑混凝土采用直升导管法。当孔槽内使用两套以上导管时,间距不得大于3.5m,一期槽段的导管距孔端宜为1.0-1.5m,二期槽段的导管孔端宜为1.0m。当槽底高差大于25cm时,导管应布置在其控制范围内的最低处;导管的连接和密封必须可靠,接头处和管壁严禁漏浆,导管底口距槽底应控制在15-25cm范围内;开浇前,导管内应置入可浮起的隔离塞球,开浇时,应先注入水泥砂浆进行通管;随即浇入足够的混凝土,挤出塞球并埋住导管底端;浇筑过程中导管底口要求始终埋入混凝土内,导管埋入混凝土深度不得小于1.0m,且不宜大于6.0m。
3.3特殊情况的处理措施
(1)施工中对卡钻的处理
在施工11#槽段时,钻头被卡在槽孔内无法提起来,槽孔中充满30多米的泥浆,无法判断孔内情况。根据我们以往的施工经验,因槽孔上下游地层的软硬不均,造成孔斜偏大,没有及时采取纠偏措施,钻进时绳子又放的太长,钻头倾斜角度太大被卡在上下游槽壁中。要将钻头处理出来,必须加工一个扩孔器。扩孔器的技术指标表2所示:
表2扩孔器的技术指标
将加工好的扩孔器沿着钻头钢丝绳下至钻头上部,然后根据冲击钻进原理,套打钻头周围,将钻头周围障碍物给清理干净,使钻头能够活动,经过1天的时间将钻头提出来了。
(2)施工中孔斜的控制措施
在槽孔施工中,因上下游地层的软硬不均,容易造成槽孔偏斜,最初采取纠偏措施是往槽孔偏斜方向投入坚硬的石头,达到修孔的效果。因此石头用量比较大,库区附近又缺少石头,造成施工进度缓慢和施工成本增加。经过技术人员的研究,用三排圆钢加工一个类似直角三角形状的修孔器,第一排用5根6mΦ10cm的圆钢焊成一个小圆弧,第二排用4根4.5m的圆钢焊在前排圆钢之间的外弧侧,圆钢下端相对前排向外倾斜2度第三排用3根3m的圆钢焊接原理与第二排一样。当发现槽孔有偏斜现象,用钢丝绳牵引修孔器放置偏斜部位,钻头沿着修孔器内侧进行钻进,就能达到纠偏效果。修孔器的加工,对槽孔的孔斜控制起到了关键性的作用,保证了防渗墙的成墙质量,同时,加快了施工进度和降低了施工成本。
4效果分析
(1)混凝土试块检查结果
根据规范要求,在监理监督下,委托重庆市正源水务工程质量检测技术有限责任公司对混凝土试样进行检测,检测结果全部合格。
(2)防渗墙的完成效果
2008年11月14日,顺利完成最后一个14#槽的浇筑,使地下防渗墙很好的连接成一体,形成了一道防渗屏障。经过近2年的应用运行,由上述观测数据可以看出,在EL241.0这一相同水位下,治理后的年总渗漏量1.01万方,较治理前的年总渗漏量120万方降低了99.1%;治理后水库在EL250.60m(距设计最高蓄水位仅差0.2m)这一最高蓄水位运行时,坝后集水池年总渗漏量也只有14.13万方,远小于总承包合同中规定的年总渗漏不超过60万方的质量标准,治理效果显著。
5结语
防渗墙是水利水电中较普遍采用的一种基础防渗处理技术,本文根据马家沟水库坝体渗漏特点,采用混凝土防渗墙来处理坝体的渗漏,取得了非常好的效果,可为类似水库防渗治理提供参考。
参考文献:
[1]. 水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范(J). SL174-96
[2]. 高钟璞. 大坝基础防渗墙(M). 北京:中国电力出版社2000.
作者简介:
张文涛(1979—),男,汉族,黄河勘测规划设计有限公司地质勘探院,2004年毕业于吉林大学岩土工程施工与管理专业,现主要从事水利水电工程施工等工作。
关键词:混凝土防渗墙技术;施工效果;分析
中图分类号:TV331文献标识码: A
1工程概况
马家沟水库位于重庆市九龙坡石板镇附近,在大溪河支流干河沟中游。马家沟水库工程为重庆市西部供水应急工程之一。2002年5月马家沟水库大坝填筑完成,当年12月封堵导流洞蓄水时发现大坝渗漏,渗漏量随水位升高、时间延长呈增加趋势,大坝渗漏十分严重,影响大坝安全。相关单位先后以补强灌浆和高压旋喷灌浆的方式,在2003~2005年间对大坝进行两次防渗处理。为确保工程安全、增加工程效益,业主确定进一步加强防渗处理。
2008年4月,黄河勘测设计规划有限公司以设计、施工总承包的方式,承接马家沟水库大坝的防渗处理工程。合格标准为:水库在设计最高蓄水位250.80m状况下运行时,年总渗漏量小于60万m3。
2混凝土防渗墙设计
重庆马家沟水库混凝土防渗墙布置在沥青混凝土心墙上游反滤过渡料内,紧贴原沥青心墙,设计墙厚为0.60m,防渗墙底部设计嵌入基岩深度2m~4m。混凝土防渗墙的设计指标为:抗压强度R28≥15MPa,弹性模量E<2×104MPa;抗渗等级W8。配合比见表1
表1C15混凝土配合比材料用量(kg/m3)
3防滲墙施工方法
主体工程防渗墙施工划分了40个槽段,每段长7.6m,槽孔最深44.10m,其主要施工方法为:
(1)“钻劈法”钻孔成槽;
(2)“水下直升导管法”混凝土浇筑;
(3)“套打接头法”进行一、二期槽孔连接成墙。
3.1防渗墙成槽施工方案:
成槽设备主要采用CZ—30/50型冲击钻机。
防渗墙分两期槽孔施工,一期槽孔先钻进主孔至终孔深度,之后钻取副孔,用冲击钻头切削主、副孔之间的小墙成槽。
“钻劈法”成槽的工艺流程:
冲击钻钻主孔→确定基岩面→主孔继续钻进满足入岩深度、验孔→副孔钻进→钻劈成槽、验收单元槽→清孔换浆
3.2混凝土浇筑:
混凝土防渗墙主体全部采用商品混凝土。泥浆下浇筑混凝土采用直升导管法。当孔槽内使用两套以上导管时,间距不得大于3.5m,一期槽段的导管距孔端宜为1.0-1.5m,二期槽段的导管孔端宜为1.0m。当槽底高差大于25cm时,导管应布置在其控制范围内的最低处;导管的连接和密封必须可靠,接头处和管壁严禁漏浆,导管底口距槽底应控制在15-25cm范围内;开浇前,导管内应置入可浮起的隔离塞球,开浇时,应先注入水泥砂浆进行通管;随即浇入足够的混凝土,挤出塞球并埋住导管底端;浇筑过程中导管底口要求始终埋入混凝土内,导管埋入混凝土深度不得小于1.0m,且不宜大于6.0m。
3.3特殊情况的处理措施
(1)施工中对卡钻的处理
在施工11#槽段时,钻头被卡在槽孔内无法提起来,槽孔中充满30多米的泥浆,无法判断孔内情况。根据我们以往的施工经验,因槽孔上下游地层的软硬不均,造成孔斜偏大,没有及时采取纠偏措施,钻进时绳子又放的太长,钻头倾斜角度太大被卡在上下游槽壁中。要将钻头处理出来,必须加工一个扩孔器。扩孔器的技术指标表2所示:
表2扩孔器的技术指标
将加工好的扩孔器沿着钻头钢丝绳下至钻头上部,然后根据冲击钻进原理,套打钻头周围,将钻头周围障碍物给清理干净,使钻头能够活动,经过1天的时间将钻头提出来了。
(2)施工中孔斜的控制措施
在槽孔施工中,因上下游地层的软硬不均,容易造成槽孔偏斜,最初采取纠偏措施是往槽孔偏斜方向投入坚硬的石头,达到修孔的效果。因此石头用量比较大,库区附近又缺少石头,造成施工进度缓慢和施工成本增加。经过技术人员的研究,用三排圆钢加工一个类似直角三角形状的修孔器,第一排用5根6mΦ10cm的圆钢焊成一个小圆弧,第二排用4根4.5m的圆钢焊在前排圆钢之间的外弧侧,圆钢下端相对前排向外倾斜2度第三排用3根3m的圆钢焊接原理与第二排一样。当发现槽孔有偏斜现象,用钢丝绳牵引修孔器放置偏斜部位,钻头沿着修孔器内侧进行钻进,就能达到纠偏效果。修孔器的加工,对槽孔的孔斜控制起到了关键性的作用,保证了防渗墙的成墙质量,同时,加快了施工进度和降低了施工成本。
4效果分析
(1)混凝土试块检查结果
根据规范要求,在监理监督下,委托重庆市正源水务工程质量检测技术有限责任公司对混凝土试样进行检测,检测结果全部合格。
(2)防渗墙的完成效果
2008年11月14日,顺利完成最后一个14#槽的浇筑,使地下防渗墙很好的连接成一体,形成了一道防渗屏障。经过近2年的应用运行,由上述观测数据可以看出,在EL241.0这一相同水位下,治理后的年总渗漏量1.01万方,较治理前的年总渗漏量120万方降低了99.1%;治理后水库在EL250.60m(距设计最高蓄水位仅差0.2m)这一最高蓄水位运行时,坝后集水池年总渗漏量也只有14.13万方,远小于总承包合同中规定的年总渗漏不超过60万方的质量标准,治理效果显著。
5结语
防渗墙是水利水电中较普遍采用的一种基础防渗处理技术,本文根据马家沟水库坝体渗漏特点,采用混凝土防渗墙来处理坝体的渗漏,取得了非常好的效果,可为类似水库防渗治理提供参考。
参考文献:
[1]. 水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范(J). SL174-96
[2]. 高钟璞. 大坝基础防渗墙(M). 北京:中国电力出版社2000.
作者简介:
张文涛(1979—),男,汉族,黄河勘测规划设计有限公司地质勘探院,2004年毕业于吉林大学岩土工程施工与管理专业,现主要从事水利水电工程施工等工作。