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+0,全长m;第二段0+0-0+128,全长m。 (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3-5
cm。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。导孔位置必须准确垂直,以保证槽孔质量。槽孔孔位中心允许偏差不大于3 cm、孔斜率不大于
0.4。
成槽施工时应注意:
(1)由地面至地下10m左右的初挖精度对以下整个槽壁精度影响很大,应确保钻头位置准确,严格控制垂直度和偏斜度,使其在允许偏差范围内。
(2) 开槽速度要根据地质情况、机械性能、成槽精度要求极其它环
境条件等选定。钻进速度应小于排渣、供浆速度,避免发生埋钻事故或速度过快引起轴线偏斜。
(3)挖槽应连续作业。因故中断作业时,应迅速将挖掘机从槽中提出,以防塌方埋钻。
(4) 在挖槽过程中,孔内泥浆面应始终保持在导墙顶面以下
30-50 cm,严防塌孔。
(5)漏失地层,应采取预防措施。发生泥浆漏失,应立即堵漏和补浆。
(6)成槽过程中,遇大弧石时在保证孔壁安全的前提下,可采用小钻孔爆破或定向聚能爆破的方法法处理。
(7)槽孔入岩时若遇陡坡或岩石较硬钻抓进尺困难,可配以冲击钻联合作业,用冲击钻破碎,用抓斗排渣,交错进行,提高效率。 (8)槽孔嵌入基岩深度必须满足设计要求(1 m)。
(9)成槽结束后,应对造孔质量进行全面检查。经检查合格后,方可进行清孔换浆。 4、 泥浆的组成工艺
(1) 泥浆的组成和作用
建造槽孔过程中泥浆的功用是支撑孔壁,悬浮、携带钻渣和冷却钻具。
拌制泥浆的粘土应选择粘粒含量大于50%,塑性指标大于20,含砂量小于5%,二氧化硅与三氧化二铝含量的比值3-4的粘土。
新制泥浆性能应满足SL174-96表4.0.7的规定。 (2) 泥浆循环方式
本工程拟采用正循环排渣。即将泥浆用砂浆泵经泥浆管道送 至槽底,然后泥浆携带掘碎的土砂沿槽孔上升至地面排入泥浆池,经净化除渣泥浆循环使用。若泥浆上升速度较慢,排渣效率低,则可在槽低用砂石泵吸浆,加速泥浆循环。
泥浆池容积应为一个单元槽挖掘量的1.5-3.0倍。
在成槽过程中,应不断向槽内补充新泥浆使其充满整个槽段。泥浆面应不低于导墙顶面30 cm。
循环使用的泥浆应每隔30min检测一次性能指标,当泥浆密度大于1.3g/ cm3,粘度大于30s,含砂量大于10%时作废浆处理,废浆应集中排放到业主或监理工程师指定的地点。
配备泥浆的水质应符合JGJ63-第3.0.4条的规定。
应按试验选定的配合比配备泥浆,粘土和水的加料量均应称量计量,加料量误差应小于5%,拌制泥浆所采用的外加剂及其掺量应通过实验确定。
储浆池内的泥浆应定时搅动,不得结块和沉淀。
5、 清槽换浆
成槽施工完成后,会有少量密度较大的沉渣沉在底部,如不清除形成夹层,影响防渗墙质量。同时泥渣混入混凝土会使混凝土强度降低,沉渣挤入接头处会影响接头部位防渗性能,所以必须清槽。 清槽换浆的程序是:当钻到设计深度后,停止钻进,使钻头空转4-6min,将钻渣碎成细小颗粒,用砂石泵用反循环方式抽吸10min,将钻渣清除干净,同时中速压入密度1.05-1.10的稀泥浆,把槽孔内悬浮渣和稠泥转换出来。
清孔换浆结束后1n,经检验槽底沉淀物淤积厚度不大于10 cm,孔内泥浆密度不大于1.3g/ cm3,粘度不大于30 s,含砂量不大于10%方为合格。
6、 帷幕灌浆pvc管埋设
清槽结束后,按施工图纸规定,在需要进行帷幕灌浆处理的防渗墙内埋设帷幕灌浆pvc管。
考虑到pvc管较轻,不易吊装固定,施工时可征求设计、监理意见改用薄壁钢管埋设。
帷幕灌浆管埋设完毕,检验合格后方可进行墙体浇筑。 7、 混凝土浇筑 ⑴
混凝土材料
①..水泥:采用32.5级普通硅酸盐水泥,其细度、安定性、凝结时间应满足设计要求。
②..粗骨料:最大粒径不大于20mm,其含砂量不大于1%,饱
和面干吸水率不大于1.50%;
③.细骨料:砂子的细度模数2.1-2.9,含泥量不大于1%,饱和面干吸水率不大于1.60%;
④.粘土:粘粒含量应不小于50%,含砂量小于5%,塑性指数不小于35;
⑤.膨润土:国标二级; ⑥.水:水质应符合饮用水标准。 (2)配合比
在施工前应按施工图纸要求进行塑性混凝土室内和现场混凝土配合比实验,以确定混凝土的配合比。
塑性混凝土性能指标应满足下列要求: ①.出机口坍落度 20-24 cm ②.扩散度 34-40 cm ③. 拌和析水率 小于3% ④. 初凝时间 不小于8h ⑤. 终凝时间 不大于48h (3)混凝土浇灌方法
①.采用直升导管法,导管内径250 mm。
②.当单元槽段长度小于4m时,采用单根导管,槽段长度大于4m时用2-3根导管,导管间距不大于3.5m,一期槽端的导管距孔端或接头管为1.0-1.5m。二期槽端的导管距孔端为1.0m。当槽底高差大于25 cm时,导管应布置在其控制范围的最低处。
③.导管底口距槽底应控制在15-25 cm范围内。
④.开浇前,导管应置入可浮起隔离塞球,开浇时,先注入水泥砂浆,随即浇入足够的混凝土,挤出塞球并埋住导管底端。 ⑤.在浇筑过程中导管埋入混凝土深度不小于1 m,不大于6 m 。 ⑥.导管随浇灌随提升,避免提升过快造成混凝土脱空现象,或提升过晚造成埋管。
⑦.应控制混凝土浇筑速度,混凝土上升速度不小于2 m/ h;混凝土面应均匀上升,各处高差应控制在1.5 m以内。
⑧.每隔30 min测量一次槽孔内混凝土面深度,每隔2 h测量一次导管内混凝土面深度,并及时填绘混凝土浇筑指示图,以便核对浇筑方量。混凝土终浇顶面应高于设计高程50cm。
⑨.混凝土浇筑要一气呵成,不得中断,并控制在4-6 h内浇完,以保证混凝土的均匀性。间歇时间控制在15 min内,任何情况下不得超过30 min。拌好的混凝土应在1.5 h内浇筑完毕。槽孔口硬设置盖板,避免混凝土散落槽孔内。
⑩.混凝土浇筑时,竖向输送的上部应装有排气阀并随时排气,严防入管的混凝土将空气压入导管内。 8、 墙段连接
防渗墙槽段采用接头管法施工。即在混凝土浇筑前,在未开挖槽段一端紧靠土壁安放接头管,阻挡混凝土与未开挖槽段土体粘合,并起混凝土侧模作用,待混凝土浇灌后,逐渐拔出接头管,在浇筑段端部形成半圆行混凝土接缝面。
接头管应能承担最大的混凝土压力和起拔力,管表面平整光滑。 接头管用吊车入槽内紧靠端壁,使管中心线与防渗墙中心线一致,并使整个管保持垂直状态,管下端放至槽底,上端固定在导墙或顶升架上。
接头管上拔用液压千斤顶顶拔。开始拔管时间通过试验确定。一般在混凝土开始浇灌后2-3h开始拔动,再使管子回落,且无涌浆等异常现象,每隔20 min-30 min拔出0.5-1.0m,如此往复进行,在混凝土浇筑结束后4-8h内将接头管全部拔出。起拔时应防止引起孔口坍塌。