论文部分内容阅读
中国水利水电第九工程局有限公司
摘要:文章主要针对水电站围堰防渗墙施工技术、施工工艺做了一些简要的探讨,以供类似工程借鉴、应用。
关键词:水电站;围堰防渗墙;施工工艺
一、工程简介
该水库大坝全长330.8m,坝顶高程2764.0m,最大坝高78.45m。上、下游围堰堰下基岩顶板呈“U”字形,最低高程分别为2702m和2701m,堰基冲积砂卵砾石层厚度一般为5~9.6m,并存在漂砾和孤石,具强透水性,堰基及靠两岸的部位存在渗漏(绕渗)和渗透稳定问题,需进行有效防渗处理,防渗深度以进入弱风化基岩2~3m为宜,以最大限度减少向厂坝基坑的渗流。上游围堰基岩岩性为薄层板岩夹砂岩层(T2-SI+SB),下游围堰基岩岩性为薄层板岩夹砂岩层及花岗岩岩脉。岩体中断裂构造发育,岩体完整性差,基本无强风化,岩体透水率以弱透水为主。
主河床采用土石围堰挡水,由于河床覆盖层相对较厚,且围堰部位河道狭窄,围堰基础防渗采用截水墙方式开挖难度较大。经过比较,堰基和堰体防渗均采用混凝土防渗墙。防渗墙为从基岩至堰体浇筑的一道0.8m厚的素混凝土连续墙。上游围堰堰顶高程2740.0m,为适当降低防渗墙造孔深度,防渗墙墙顶高程为2732.0m,最大墙高29m,面积约l370m2(根据洪水特性,在上游侧增设粘土子堰,堰顶高程2736.0m)。下游围堰防渗墙墙顶为堰顶高程2726.0m,最大墙高24m,面积约l310m2。
二、防渗墙施工技术
(一)施工平台平整及导向槽开挖
围堰填筑至防渗墙施工高程后平整场地,用振动碾碾压密实。为便于清除石渣和泥浆,场地修成大约5%坡度。根据设计图纸放出防渗墙中心线和导向槽两条开挖边线。导向槽开挖到设计高程后及时复核,整平槽底。导墙混凝土和防渗墙施工前后结构进行测量。
(二)导墙混凝土施工
围堰和坝基均采用“L”型导墙,导墙深150cm、底边宽150 cm,墙厚30cm,配Φ16螺纹钢筋,导墙间距为100cm,混凝土强度为C15。导墙基础应碾压密实,两侧回填粘土并夯实。导墙结构满足规范要求。导墙分两层施工,第一层浇30cm厚平板,第二层完成导墙浇筑。导墙混凝土浇筑后覆盖保温被保温到75%强度拆模,同时在内墙上面分层均匀支撑100cm长的方木,防止导墙向内挤压。
(三)泥浆
(1)制浆材料
根据工程实际,采用优质的Ⅱ级钙基膨润土泥浆或优质粘土泥浆进行护壁。分散剂采用工业碳酸钠(Na2CO3),降失水增粘剂为中粘类羧甲基纤维素钠(CMC)。膨润土或优质粘土进场前,对料源的相应指标进行检测。每批膨润土进场后取样配浆试验,如达不到护壁标准,适当调整泥浆拌制的材料用量或根据现场试验加以处理。
(2)泥浆制备、检验
分别开挖2个长×宽×深=8m×6m×2m泥浆池,配置LJ-400高速制浆机。按规定的配合比配制泥浆,各种材料的加量误差不大于5%。泥浆处理剂使用前配成一定浓度的水溶液,纯碱水溶液浓度为20%。每次泥浆的搅拌时间为3~5min,并通过试验确定;泥浆站旁设膨润土泥浆试验室,按照规范检测新制膨润土泥浆的性能。
(3)废浆处理及净化回收
在造孔过程抽出的泥浆含砂量较大,利用价值不大,直接将其通过排污沟汇入沉淀池处理。
(四)防渗墙成孔
(1)造孔设备
根据地层渗透性较大和漂石、孤石等含量不高,岩石硬度不大的地层特点和同类型工程施工经验,钻孔设备主要采用CZ-5型冲击钻机,并在冲击钻钻头刃部加焊特殊的耐磨钢材,以减少钻头的磨损,提高造孔效率。
(2)槽段划分及钻机就位
导墙施工结束后,在导墙顶面上划出槽段线,经常检查导墙的间距、体位移、沉降,并作好记录,成槽前做好复测工作。导墙混凝土达到规范要求强度后,铺设钻机轨道,同上方法在钢轨上划分槽段,按照槽段布置钻机。
(3)造孔方法
防渗墙成槽施工方法采用“四钻三劈”法,抽桶出渣。施工时先施工I期槽孔,后施工Ⅱ期槽孔,同一期槽孔遵循先主孔钻进,后劈打副孔,最后劈打小墙(主孔与副孔之间的部分)成槽的原则。奇数孔为主孔,偶数孔为副孔。主孔长度为80cm,副孔为120cm。每个槽孔由4个主孔和3个副孔组成。单个槽孔长度为680cm,槽孔距600cm。
(4)造孔技术要求
①槽孔壁平整垂直,孔位中心允许偏差不大于3cm,孔斜率不大于0.4%,含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊条件下,孔斜率不大于0.6%。任意深度的槽孔套接厚度不小于设计墙厚的2/3。
②孔斜满足要求,根据测斜结果采用定向聚能爆破等措施及时纠偏,保证孔斜率符合设计要求。孔深、孔型,槽孔中任意高程水平断面应符合设计要求,不应有梅花孔、探头石和滤浪形小墙等。槽孔进入基岩的嵌入深度符合设计要求,并采用岩芯取样法确定基岩面的分布高程。
③造孔过程中孔内泥浆面应始终保持在导墙顶面以下30~50cm。严防塌孔。
(五)墙体混凝土浇筑
(1)水下混凝土浇筑前准备工作
混凝土最终浇筑高程上游围堰为2732.0m,下游围堰为2726.0m。
①检查上道工序后,对一期槽段在接头板外侧先用沙袋或粘土填堵密实,防止混凝土浇筑时绕流。②吊放浇筑架,下放导管,在导管内放入隔水球胆或隔水塞。采用两根导管浇筑,导管用丝扣连接,丝扣之间用橡胶密封圈密封。导管下设要求为:一期、二期浇筑均采用两组导管,一期槽导管距孔端或接头管间距为100~150cm,二期槽导管距孔端为150cm;当槽底高差大于25cm时,将导管置于控制范围的最低处,导管底间距槽底距离为15~25cm。
③在槽口吊放泥浆泵,接好泥浆回收管路。混凝土的性能指标:入槽塌落度为18~22cm,保持15cm以上时间不小于lh;扩散度34~40cm;混凝土初凝时间不小于6h,终凝时间不大于24h;胶凝材料用量不小于350kg/m3;混凝土密度不小于2.1g/cm3;水灰比小于0.65。
(六)混凝土浇筑工艺
准备工作结束后,要求混凝土供应能力在40m3/h左右,来料均匀连续,和易性良好,混凝土到达现场后按要求测试坍落度。开浇前现场混凝土满足开浇阶段混凝土量的需要,确保导管埋入混凝土中不小于1m,并做好施工记录。开浇后。开动泥浆泵回收泥浆,污染泥浆抽入废浆池。采用直升式导管法进行泥浆下的混凝土浇筑。浇筑时导管
埋入混凝土100~600cm,保持槽孔内混凝土面均匀上升,上升速度应不小于200cm/h,每隔30min测定一次混凝土面的深度,保证混凝土面高差控制在50cm范围内;浇筑过程中孔口设盖板,防止人和杂物掉入。当混凝土不畅通时,可将导管上下提动,提动幅度在30cm左右。混凝土供应如因故中断,中断时间不得超过40mim。
三、几点结论
防渗墙施工结束后进行基坑抽水。至基坑开挖结束,此期间对基坑实际渗漏量进行了3次测试,测出上游围堰渗水平均值大约为180m3/h,主要为坝肩右岸与岸坡相接部位和龙口两处,下游围堰基本没有渗水。
(1)为防止截流合龙时戗堤进占抛投料进入防渗体部位,造成防渗墙施工困难,截流戗堤应布置在上游围堰中心线下游的适当位置,混凝土防渗墙布置在戗堤上游。
(2)围堰培厚过程中,对防渗墙部位的填料粒径应加以严格控制,防止粒径40cm以上大块石进入防渗墙体部位。
(3)根据截流特点和经验,由于大块石多,龙口防渗难度最大,防渗墙施工过程中应特别重视造孔质量,必须进行取芯确认造孔进入基岩的合适深度,并请地质工程师进行鉴别,防止误判。
(4)浇筑防渗墙混凝土前,应做好各项准备工作,配足混凝土运输车,保证混凝土连续供应。
摘要:文章主要针对水电站围堰防渗墙施工技术、施工工艺做了一些简要的探讨,以供类似工程借鉴、应用。
关键词:水电站;围堰防渗墙;施工工艺
一、工程简介
该水库大坝全长330.8m,坝顶高程2764.0m,最大坝高78.45m。上、下游围堰堰下基岩顶板呈“U”字形,最低高程分别为2702m和2701m,堰基冲积砂卵砾石层厚度一般为5~9.6m,并存在漂砾和孤石,具强透水性,堰基及靠两岸的部位存在渗漏(绕渗)和渗透稳定问题,需进行有效防渗处理,防渗深度以进入弱风化基岩2~3m为宜,以最大限度减少向厂坝基坑的渗流。上游围堰基岩岩性为薄层板岩夹砂岩层(T2-SI+SB),下游围堰基岩岩性为薄层板岩夹砂岩层及花岗岩岩脉。岩体中断裂构造发育,岩体完整性差,基本无强风化,岩体透水率以弱透水为主。
主河床采用土石围堰挡水,由于河床覆盖层相对较厚,且围堰部位河道狭窄,围堰基础防渗采用截水墙方式开挖难度较大。经过比较,堰基和堰体防渗均采用混凝土防渗墙。防渗墙为从基岩至堰体浇筑的一道0.8m厚的素混凝土连续墙。上游围堰堰顶高程2740.0m,为适当降低防渗墙造孔深度,防渗墙墙顶高程为2732.0m,最大墙高29m,面积约l370m2(根据洪水特性,在上游侧增设粘土子堰,堰顶高程2736.0m)。下游围堰防渗墙墙顶为堰顶高程2726.0m,最大墙高24m,面积约l310m2。
二、防渗墙施工技术
(一)施工平台平整及导向槽开挖
围堰填筑至防渗墙施工高程后平整场地,用振动碾碾压密实。为便于清除石渣和泥浆,场地修成大约5%坡度。根据设计图纸放出防渗墙中心线和导向槽两条开挖边线。导向槽开挖到设计高程后及时复核,整平槽底。导墙混凝土和防渗墙施工前后结构进行测量。
(二)导墙混凝土施工
围堰和坝基均采用“L”型导墙,导墙深150cm、底边宽150 cm,墙厚30cm,配Φ16螺纹钢筋,导墙间距为100cm,混凝土强度为C15。导墙基础应碾压密实,两侧回填粘土并夯实。导墙结构满足规范要求。导墙分两层施工,第一层浇30cm厚平板,第二层完成导墙浇筑。导墙混凝土浇筑后覆盖保温被保温到75%强度拆模,同时在内墙上面分层均匀支撑100cm长的方木,防止导墙向内挤压。
(三)泥浆
(1)制浆材料
根据工程实际,采用优质的Ⅱ级钙基膨润土泥浆或优质粘土泥浆进行护壁。分散剂采用工业碳酸钠(Na2CO3),降失水增粘剂为中粘类羧甲基纤维素钠(CMC)。膨润土或优质粘土进场前,对料源的相应指标进行检测。每批膨润土进场后取样配浆试验,如达不到护壁标准,适当调整泥浆拌制的材料用量或根据现场试验加以处理。
(2)泥浆制备、检验
分别开挖2个长×宽×深=8m×6m×2m泥浆池,配置LJ-400高速制浆机。按规定的配合比配制泥浆,各种材料的加量误差不大于5%。泥浆处理剂使用前配成一定浓度的水溶液,纯碱水溶液浓度为20%。每次泥浆的搅拌时间为3~5min,并通过试验确定;泥浆站旁设膨润土泥浆试验室,按照规范检测新制膨润土泥浆的性能。
(3)废浆处理及净化回收
在造孔过程抽出的泥浆含砂量较大,利用价值不大,直接将其通过排污沟汇入沉淀池处理。
(四)防渗墙成孔
(1)造孔设备
根据地层渗透性较大和漂石、孤石等含量不高,岩石硬度不大的地层特点和同类型工程施工经验,钻孔设备主要采用CZ-5型冲击钻机,并在冲击钻钻头刃部加焊特殊的耐磨钢材,以减少钻头的磨损,提高造孔效率。
(2)槽段划分及钻机就位
导墙施工结束后,在导墙顶面上划出槽段线,经常检查导墙的间距、体位移、沉降,并作好记录,成槽前做好复测工作。导墙混凝土达到规范要求强度后,铺设钻机轨道,同上方法在钢轨上划分槽段,按照槽段布置钻机。
(3)造孔方法
防渗墙成槽施工方法采用“四钻三劈”法,抽桶出渣。施工时先施工I期槽孔,后施工Ⅱ期槽孔,同一期槽孔遵循先主孔钻进,后劈打副孔,最后劈打小墙(主孔与副孔之间的部分)成槽的原则。奇数孔为主孔,偶数孔为副孔。主孔长度为80cm,副孔为120cm。每个槽孔由4个主孔和3个副孔组成。单个槽孔长度为680cm,槽孔距600cm。
(4)造孔技术要求
①槽孔壁平整垂直,孔位中心允许偏差不大于3cm,孔斜率不大于0.4%,含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊条件下,孔斜率不大于0.6%。任意深度的槽孔套接厚度不小于设计墙厚的2/3。
②孔斜满足要求,根据测斜结果采用定向聚能爆破等措施及时纠偏,保证孔斜率符合设计要求。孔深、孔型,槽孔中任意高程水平断面应符合设计要求,不应有梅花孔、探头石和滤浪形小墙等。槽孔进入基岩的嵌入深度符合设计要求,并采用岩芯取样法确定基岩面的分布高程。
③造孔过程中孔内泥浆面应始终保持在导墙顶面以下30~50cm。严防塌孔。
(五)墙体混凝土浇筑
(1)水下混凝土浇筑前准备工作
混凝土最终浇筑高程上游围堰为2732.0m,下游围堰为2726.0m。
①检查上道工序后,对一期槽段在接头板外侧先用沙袋或粘土填堵密实,防止混凝土浇筑时绕流。②吊放浇筑架,下放导管,在导管内放入隔水球胆或隔水塞。采用两根导管浇筑,导管用丝扣连接,丝扣之间用橡胶密封圈密封。导管下设要求为:一期、二期浇筑均采用两组导管,一期槽导管距孔端或接头管间距为100~150cm,二期槽导管距孔端为150cm;当槽底高差大于25cm时,将导管置于控制范围的最低处,导管底间距槽底距离为15~25cm。
③在槽口吊放泥浆泵,接好泥浆回收管路。混凝土的性能指标:入槽塌落度为18~22cm,保持15cm以上时间不小于lh;扩散度34~40cm;混凝土初凝时间不小于6h,终凝时间不大于24h;胶凝材料用量不小于350kg/m3;混凝土密度不小于2.1g/cm3;水灰比小于0.65。
(六)混凝土浇筑工艺
准备工作结束后,要求混凝土供应能力在40m3/h左右,来料均匀连续,和易性良好,混凝土到达现场后按要求测试坍落度。开浇前现场混凝土满足开浇阶段混凝土量的需要,确保导管埋入混凝土中不小于1m,并做好施工记录。开浇后。开动泥浆泵回收泥浆,污染泥浆抽入废浆池。采用直升式导管法进行泥浆下的混凝土浇筑。浇筑时导管
埋入混凝土100~600cm,保持槽孔内混凝土面均匀上升,上升速度应不小于200cm/h,每隔30min测定一次混凝土面的深度,保证混凝土面高差控制在50cm范围内;浇筑过程中孔口设盖板,防止人和杂物掉入。当混凝土不畅通时,可将导管上下提动,提动幅度在30cm左右。混凝土供应如因故中断,中断时间不得超过40mim。
三、几点结论
防渗墙施工结束后进行基坑抽水。至基坑开挖结束,此期间对基坑实际渗漏量进行了3次测试,测出上游围堰渗水平均值大约为180m3/h,主要为坝肩右岸与岸坡相接部位和龙口两处,下游围堰基本没有渗水。
(1)为防止截流合龙时戗堤进占抛投料进入防渗体部位,造成防渗墙施工困难,截流戗堤应布置在上游围堰中心线下游的适当位置,混凝土防渗墙布置在戗堤上游。
(2)围堰培厚过程中,对防渗墙部位的填料粒径应加以严格控制,防止粒径40cm以上大块石进入防渗墙体部位。
(3)根据截流特点和经验,由于大块石多,龙口防渗难度最大,防渗墙施工过程中应特别重视造孔质量,必须进行取芯确认造孔进入基岩的合适深度,并请地质工程师进行鉴别,防止误判。
(4)浇筑防渗墙混凝土前,应做好各项准备工作,配足混凝土运输车,保证混凝土连续供应。