塑性混凝土防渗墙施工及质量控制

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ribenandchina
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
   摘要:建国以来,我国出现了很多病险水库。塑性混凝土作为一种新的材料得到广泛应用。本文对塑性混凝土防渗墙在水库大坝的施工应用及质量控制进行阐述,借大家借鉴参考。
  关键词:水库,塑性混凝土,施工技术
  Abstract: since the founding, our country there are many seepage path reservoir. As a new kind of plastic concrete material widely used. In this paper, the plastic concrete walls of the reservoir dam construction in application and quality control is expounded, borrow everybody reference.
  Keywords: reservoir, plastic concrete, construction technology
  
  
  中圖分类号: TV523文献标识码:A 文章编号:
  前言
  防渗墙是利用各种挖槽机械,借助于泥的护壁作用,在地下挖出窄而深的沟槽,并在其内浇筑适当的材料而形成一道具有防渗功能的地下连续墙体。塑性混凝土作为一种新型的防渗墙材料具有以下优点:①水泥用量少,材料成本低;②施工时对场地要求比较灵活;③成墙质量好,连续性好;④成墙后墙体柔性大,弹性模量可控制在1000 1VIPa以下,具有与地基同变形的性能,不易开裂;⑤施工的机械化程度高,适合于专业队伍施工,施工的质量、进度易于掌握;⑥经济效益好,特别是对一些中小型水库,除险加固中的防渗处理尤为显著。
  一、概况
  工程主要由入库陡坡、大坝、放水涵洞及下游渠道组成。坝体为碾压砂砾石均质土坝,沥青玻璃丝布斜墙防渗,全长4000m,其中主坝长3 600m,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1:2.5。库盆地层岩性主要由第四系冲洪积的粉土质砂、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,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。
  水库除险加固工程对主坝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578.27 m,墙体有效厚度0.3 m,进入基岩1m。塑性混凝土防渗墙平均深8m,最深达12.8 m,工程共建混凝土防渗墙22455m2。防渗墙的主要设计指标为:90 d龄期混 凝土强度达到5 MPa,抗渗指标为W6,进入不透水层1 m,设计墙体厚为0.3 m,扩散度为34~40 cm,塑性混凝土配合比采用一级配,配合比见表1。
   表1塑性混凝土施工配合比表
  水泥 水 砂 水灰比 骨料 膨润土 粘土
  125 225 741 0.82 836 50 100
  二、塑性混凝土防渗墙施工工艺
  1准备工作
  1)布置施工平台及导向设施。抓斗施工平台设置在坝顶。因坝顶宽度为7 in,坝前土护坡1:8~1:10,需在坝前坡填筑少部分土方满足抓斗施工所需8m宽的施工平台的要求。开挖试验表明,坝体开挖后墙壁稳定性尚可,防渗墙深度较浅,为节约投资坝体未设混凝土导向槽,由人工沿防渗墙轴线开挖了一条槽沟,来标定防渗墙位置、成槽导向。
  2)槽段划分及施工顺序。根据水库地质情况,单个槽孔长度为8 in,采用间隔槽段造孔。槽孔总长2904m,分为363个槽段,分工、Ⅱ序槽段分段造槽,采用“抓凿法”,工序槽段和Ⅱ序槽段连接即形成连续的垂直防渗墙。
  3)泥浆准备。泥浆用于支承孔壁、稳定地层、悬浮沉渣,同时向槽两侧地层渗透的泥浆及槽两侧边壁形成的泥皮还起到辅助截渗的作用。泥浆拌制采用1m3的ZJ一1500型高速泥浆搅拌机,拌制约l0min,先送入泥浆沉淀池,后自动流入泥浆池并不断搅动,再由泥浆泵输送到各槽口用浆点。
  泥浆材料选用粘土,其粘粒含量大于40%,塑性指数大于20,含砂量小于10%,二氧化硅和三氧化铝含量的比值为3~4,基本达到粘土性能指标。
  护壁泥浆性能指标为:密度1.1~1.3 g/cm3,粘度20~25m2/s,含砂量小于4%,胶体率大于97%,失水量小于30ml/min,稳定性小于0.01,基本达到设计要求。成槽过程中,对槽段采取必要的防护,防止废浆、废渣、杂物进入槽内,引起泥浆性能的改变。为防止离析、沉淀,保持性能指标均一,槽段内泥浆液面保持在槽口板顶面以下30~50cm的范围内。
  2成槽方法
  槽孔分两序施工,先施工工序槽、再施工Ⅱ序槽。工、Ⅱ序槽段均采用三抓成槽,即工序槽先抓取两侧单元,再抓取中间单元;Ⅱ序槽先抓取中间单元,再抓取两侧单元。
  1) 槽孔宽度和槽孔分段长度。槽孔宽度不小于300mm,工、Ⅱ序槽段采用抓凿法相连,连接厚度不小于300 mm,槽孔长度采用810m。
  2)槽孔中心线与垂直度。各槽孔中心线位置在设计防渗墙轴线上,下游方向的误差不大于30 mm。槽孔壁面保持平整垂直,防止偏斜,孔斜率不大于4%。成墙段无探头石和波浪形小墙等。工、Ⅱ序槽孔搭接部位的两次孔位中心线在任一深度的偏差值应能保证搭接墙厚度满足设计要求。抓槽前先认真校对孔位,抓斗纵面轴线与防渗墙设计轴线结合,抓斗上下升降过程中保持平稳,避免左右摆动。主机要倒退行驶,不允许在已成槽部位上行驶,以免孔壁坍塌。
  3)槽孔深度。为了掌握地层岩性及确定防渗墙底线高程,沿防渗墙轴线每间隔20 m布设一个先导孔,针对局部地段地质条件变化大的部位进行适当加密。先导孔采用XY一2型取芯钻机进行施工,根据芯样整理资料确定槽孔底线高程并报监理单位批准,以指导施工。
  4)终孔及清孔换浆。槽孔终孔后,施工方及时对孔位、孔深、槽孔长度、宽度及孔斜等施工质量进行自检,自检合格后报监理单位验收,验收合格后进行清孔换浆。先用抓斗自槽底部采用定位法抓取槽底淤积物及沉淀物,然后边注入符合要求的新鲜泥浆边抓取槽内陈旧废浆进行置换。清孔换浆结束后,经自检和监理单位验收合格后方可进行下一道工序的作业。
  3墙体混凝土浇筑
  成槽后,采用直升导管法于泥浆下浇筑混凝土。
  3.1混凝土拌和及运输
  混凝土拌和由铲车上料,PL一1500搅拌机出料,进料由电子秤控制。为保证浇筑正常连续工作,在浇筑前应周密制定混凝土制备及运输的应急补救措施。
  3.2混凝土浇筑
  浇筑导管沿槽孔轴线布置,相邻导管的间距不大于3.5 rn,工序槽孔两端的导管距孔端控制在1~1.5 rn,Ⅱ序槽孔两端的导管距孔端控制在0.5~1.0 m。 安装导管时,导管底部出口与孔底板距离不得大于25cm,并不大于1.5倍导注塞的直径,如孔底高差大于25 cm,则将导管中心放在该导管控制范围内的最低处。浇筑前,每个导管均下入可浮出浆面的导注塞,堵塞导管底口。浇筑导管内径采用180mm,浇筑时导管定期进行密封承压试验。
  导管开始浇筑时,先下入导注塞,将导注塞压到导管底部,将管内泥浆挤出管外。然后将导管稍微上提,使导注塞浮出,一举将导管底端被混凝土埋住,保证后续浇筑的混凝土不致与泥浆掺混。槽孔混凝土浇筑严格遵循先深后浅的顺序,从最深的导管开始,由深到浅依次开浇,直至全槽混凝土面基本浇平以后,再全槽均衡上升。浇筑过程中,保持导管埋入混凝土的深度不小于1 rn、不超过6 rn,维持全槽混凝土面均衡上升,控制高差在0.5 m范围内。
  每30 min测量一次槽孔混凝土面,每2 h测定一次导管内混凝土面,在开浇和结尾时适当增加测量次数;槽孔内混凝土面上升速度大于2m/h,并连续上升到设计高程;浇筑过程中作好混凝土面上升的记录,防止堵塞、埋管、导管漏浆和泥浆掺混等事故的发生。
  3.3相邻槽孔混凝土接头
  采用抓凿法接头工艺时,精确标记孔位,每次移动定位时要严格对准标记。先抓除30cm工序塑性混凝土墙体至设计深度,然后用钢丝刷子上下刷洗,以保证混凝土搭接厚度和质量满足设计要求。
  三、施工质量控制
  在施工中,塑性混凝土防渗墙的质量控制与普通混凝土和高强度混凝土基本相同,但应针对塑性混凝土防渗墙墙体自身的特点,采取一些专门控制措施。防渗墙工程是重要的隐蔽工程,尤其是塑性混凝土防渗墙的强度和弹性模量等力学指标一般不宜通过打孔取芯检测。为确保施工质量,需要进行严谨的施工和有效的质量监控。
  1 膨润土的掺加方式
  膨润土的掺入方式先后采用了两种方式:①先将水泥、粘土、膨润土和砂石骨料混合干拌,然后加水进行搅拌;②将膨润土加入专用水池中,进行充分搅拌并配制成一定浓度,然后加入砂石骨料和水泥进行拌合。
  施工过程中,在第1种方式下,膨润土经常形成粒径l0~30mm的团块,不能形成泥浆,从而降低了膨润土在塑性混凝土中的作用,最终主要导致塑性混凝土弹性模量和强度增大。在第2种方式下,膨润土不出现结块现象,分散很均匀,不仅保证了塑性混凝土的拌合质量与试验结果一致,还增大了坍落度。因此,建议在塑性混凝土拌合过程中,膨润土采用湿掺法。
  2准备阶段的质量控制
  施工准备是为施工阶段提供有效的、正常施工的物质条件和技术保障,作为工程师严格加强这方面的控制,严格控制并落实承包商的施工设备、材料和技术力量。
  1)根据施工现场的条件和塑性混凝土防渗墙的技术要求,周密、详细地做好施工组织设计的编制和审查工作。与一般混凝土防渗墙相比,塑性混凝土防渗墙更应重视现场混凝土的配合比试验,粘土和膨润土的掺和方法等。
  2)投入浇筑的施工设备是否能满足工程实际需要,尤其是塑性混凝土拌合系统中膨润土掺加设备和混凝土运输设备。混凝土运输设备应与运输距离 相一致,出机口至浇筑现场的运输时间不能过长,因为混凝土在运输过程中坍落度、扩散度损失较大;否则在制定浇筑方案时应充分考虑混凝土的运输方式和入仓方式。
  3)按施工顺序、造孔方法和施工组织确定的槽孔划分原则合理地进行槽孔划分。
  4)选择防渗墙中心线上具有典型代表的部位进行生产性试验,以确定造孔、固壁泥浆、墙体浇筑等的施工工艺和参数。
  3施工阶段的质量控制
  施工过程中,承包商应严格按监理工程师批准的施工组织设计进行施工,监理工程师应派出经验丰富的现场监理人员进行现场监理,并按重要隐蔽工程的要求实行旁站监理。作为塑性混凝土防渗墙,不仅具有普通混凝土防渗墙的一般施工要求,还应严格按以下方面进行施工和严格控制:
  1)在每次浇筑前,应严格仔细检查砂石骨料的粒径,确保砂石骨料的粒径与试验确定的配合比所要求的粒径一致。
  2)每个槽段在混凝土浇筑前,监理工程师应在现场监督承包商根据骨料的含水情况进行混凝土试拌,检查拌制混凝土的坍落度和扩散度。若运距较远,拌制混凝土应考虑运输和浇筑时的坍落度和扩散度的损失,必要时适当增大出机口的坍落度和扩散度使其超过设计值,以满足设计及规范要求。
  3)在浇筑过程中,可能因某种因素导致混凝土坍落度和扩散度损失严重而不能满足混凝土的浇筑要求,发生这种情况严禁直接向混凝土中加水。
  4)虽然塑性混凝土的扩散度较大,在浇筑过程中仍应确保混凝土面均匀上升,故应经常测量 混凝土面高程,并及时填绘浇筑指示图。
  5)塑性混凝土的坍落度损失快,为避免堵管事件,施工人员应经常提动导管(特别是浇筑速度较慢时),混凝土的拌合、运输应保证浇筑能连续进行。若因故中断,现场负责人员应根据具体情况及时采取应急措施进行处理。
  4施工质量的检查验收
  塑性混凝土防渗墙与常规混凝土防渗墙一样都需进行混凝土质量检查和墙体质量检测,但在具体的检查方法上存在差异。
  4.1混凝土质量检查
  混凝土质量检查是指对已浇筑的塑性混凝土的物理力学性能的检查,主要应包括抗压强度、弹性模量、抗渗标号(或抗渗系数)。由于塑性混凝土的强度较低,不宜采用钻孔取芯的方法对成墙混凝土进行取芯,只能在混凝土浇筑时,现场取样成型试件,用试件的试验结果代替防渗墙的实际性能指标。
  本工程共做抗压试件46组、抗渗试件l4组、弹模试件4组,在浇筑中测试混凝土坍落度和扩散度。试验表明:}昆凝土试件质量全部合格,试件最小抗压强度为1.2 MPa,最大2.8 MPa,平均值1.788 MPa,离差系数0.24,强度保证率96%;试件渗透系数最大1.0 X 10-7 cm/s,最小8.19 X 10-9cm/s;试件弹模最大值448 MPa,最小值309 MPa。
  4.2防渗墙成墙质量检查
  墙体成墙后对墙体进行钻孔注水试验,钻孔直径108 nln,试验段长5.0 m。通过对4个槽段的注水试验,根据观测稳定注水高度计算得出渗透系数为3.2X 10-8cm/s~1.25 X 10-8cm/s,可以满足防渗墙防渗的要求,同时也满足设计要求。
  四、几点体会
   1)对于骨料的选择,笔者认为砂最好为中砂,粗骨料最好为一级配骨料,如果用二级配骨料时,中石与小石的用量比不宜大于1,因为中石的用量过大,塑性混凝土的弹性模量就大,防渗墙的刚性增大。膨润土的粘粒含量要大于35%,因为这样塑性混凝土的密实性较好,抗渗性能就好。
  2)在选择好的原材料的情况下,如何保证入孔时的坍落度尤为重要,必须保证入孔时坍落度在150 mm以上,才能使防渗墙的墙体密实、连续性好。要保证上述坍落度,要求尽量做到根據现场的砂、卵石的含水率及时调整配合比,尽量使混凝土的运输距离缩短,减少混凝土的离析。
  3)施工时必须严格按照《水电水利工程混凝土防渗墙施工规范)(DL/T5199—2004)进行,要严禁不合格的混凝土进入槽孔内,浇筑时最好一气呵成,若因故中断,其中断时间最好不超过40 min,如果超过,要把表层除去重新浇筑。
  4)因为塑性混凝土的强度较低,其钻孔取芯比较困难,难以钻取比较完整的芯样,因而其力学性能指标试验困难,只有通过开挖进行注水试验来检测其抗渗性能。通过取样,加工成标准试件来检测其抗压强度和弹性模量的方法对塑性混凝土的墙体破坏较大,笔者认为可以通过先进的检测仪器来检测,比如在浇筑时预留孔通过超声波仪器进行检测。
  5)塑性混凝土防渗墙施工成功与否,关键在于造孔。要做好施工平台(导向槽)的加固工作,合理地划分槽孔长度,采用适宜的护壁泥浆及合理的施工机具。其次是混凝土浇筑过程中混凝土拌合及运输能力与导管提升速度的匹配性和连续性,这些对保证整个工程的质量都是非常重要的。
  五、结束语
  塑性混凝土防渗墙是一种新型柔性防渗墙,它具有抗渗性能强、弹性模量低、极限变形大及适应变形能力较强等特点,在水库除险加固后,效果显著,具有广阔的发展前景。
  作者简介:陈茂仁(1977-)男,汉族,江西南昌县人,现供职深圳市深水水务咨询有限公司,职称工程师,本科学历,一直从事水利工程施工,监理工作。
  注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
其他文献
摘要: 为了满足煤矿瓦斯监测的需要, 开发了一种基于无线传感器网络的智能化瓦斯监测系统。该系统采用数字瓦斯传感器实时检测瓦斯, 提高了测量精度; 采用无线传感器网络, 避免了其它无线通信技术高功耗的缺点。  关键词: 煤矿;瓦斯监控; 数字瓦斯传感器;无线传感器网络;AVR 单片机  Abstract:In order to meet the need of coal mine gas monit
请保留作者简介:1960年出生,男,广西柳州人,现任湖南湖大建设监理有限公司广西分公司监理工程师,大学专科。   摘要:结合上汽通用五菱汽车公司涂装车间的大跨度钢结构厂房施工安装技术,详细阐述钢构件制作,钢柱架立和大跨度钢斜梁吊装,屋面板安装施工技术,优质安全地完成了施工,为相类似钢结构施工提供了一些参考经验。  关键词:工业厂房;钢结构;大跨度;吊装;施工技术  Abstract: combin
摘要:混凝土是水利工程建设中的重要材料,在施工全过程中对混凝土加强质量控制、对保证工程质量、防患于未燃、避免不必要的时间和资金浪费等有着重要的意义。  关键词:水利工程;混凝土施工  Abstract:Concrete is an important water conservancy construction materials, construction process on the conc
摘要:目前,随着电子行业生产工艺的不断突飞猛进,国内电子厂房对生产环境的控制要求有了更高的要求,如果过于干燥则电子厂房内极易产生静电,造成CMOS集成电路损坏,湿度过高又产生产品裂纹,造成成品率下降。为了保证产品的出厂品质,必须对生产电子厂房的温湿度进行严格控制,湿度控制在此也尤为重要。  关键字:电子厂房;湿度;控制  Abstract: With the electronics industr
摘要:公共建筑入口空间作为建筑的重要组成部分和与城市之间的过渡空间,在公共建筑的整体空间环境中作用十分重要。本文针对当今城市中公共建筑入口空间的使用质量现状,结合功能与尺度感受的提升需求。提出城市中公共建筑入口空间应遵循整体性。人性化、多样统一的原则和若干改善问题的设计方法。  关键词:公共建筑; 入口空间; 设计; 方法  Abstract: public building entrance s
摘要:作为居住建筑的终极产品,低层低密度住宅应该由内及外,切实满足居住者对住宅多方面、多层次的要求。而一个优质的低层低密度住宅园林景观园林景观,不仅能满足居住者的物质需求,还能给予人们精神享受。本文通过借鉴低层低密度住宅园林景观的基本理论,综合居住者不同的心理需求,并结合当地的自然、人文条件,對当前低层低密度住宅园林景观中园林景观存在的普遍问题进行了深入调查和分析,力求提出解决办法。  关键词:低
摘要:提高新技术,开发新材料不仅可以缓解世界能源危机,更能提高人民的生活质量与环境质量。将对质量可靠的技术应用到工程当中,将新材料推广到建筑工程中去,让建筑工程有一个新的发展。  关键字:新技术;新材料;节能;建筑工程  Abstract: improve the new technology, the development of new material can not only reduce
摘要: 当今测绘学在经济建设和国防建设中得到了广泛的应用,在城乡建设规划以及国土资源利用和环境保护等一些工作中,有必要进行土地测量和测绘各种地图,以便于供规划和管理使用。  关键字:水运工程; 测绘; 岩土; 水文; 测量; 勘察  Abstract:Surveying and mapping in economic construction and national   defense cons
摘要:现浇楼板具有整体性好抗震性能强防渗漏性能好等特点,其应用也越来越广泛。本文结合笔者多年建筑施工实践,针对目前现浇楼板角部多出现斜裂缝的现象,对板角45 斜裂缝的进行探讨分析。  关键词:现浇混凝土楼板;斜裂缝;成因;措施  Abstract: the cast-in-situ floor has good overall seismic performance is strong leaka
摘要:砌体工程中出现的裂缝是建筑施工中不可避免的现象,由于施工工艺、技术措施和方法的不得当,使其不能有效的防止和减少裂缝的产生。而要彻底解决这个问题则是一个综合性的研发课题,有待建筑材料、建筑构造、施工工艺等多方面得到改进和不断完善才能逐步解决。  关键词:砌体工程;裂缝;施工质量  Abstract: the masonry of cracks in the engineering constr