叶尔羌河流域中游渠首工程浅谈槽孔混凝土连续墙施工应用

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  (葛洲坝新疆工程局(有限公司) 新疆 乌鲁木齐 830000)
  【摘 要】叶尔羌河流域中游渠首泄洪冲砂、进水闸、溢流堰工程位于叶尔羌河中游莎车县境内,工程采用一字型垂直水流方向布置于主河槽,主河槽出露地层为第四系全新统松散堆积物,岩性有:冲洪积粉土、粘土层、冲洪积粉细砂层,冲洪积粉细砂~细砂层。上部粉细砂层,厚7~8m;下部为含结核粉细砂层,厚度大于25m。针对本工程的特殊地质条件及其重要性,特设计了槽孔砼连续墙来进行防冲刷、防渗漏,防止洪水对闸基造成破坏。设计墙均为钢筋砼连续墙,槽宽为80cm、100cm两种,槽深为10m~20m。深达20m的钢筋砼连续墙在新疆为首例,在全国也不多见。
   【关键词】粉细砂;槽孔混凝土连续墙;抗冲刷;防渗;HS843HD型液压抓斗
  Yarkand river tour headworks On the domain slot continuous wall of concrete application
  
  Jv yun
  (Gezhouba Xinjiang Engineering Bureau (Limited) Urumqi Xinjiang 830000)
   【Abstract】Yarkand River flood washed sand field tour headworks, intake, overflow weir project is located in the middle reaches Yarkand Yarkand River County, works using a vertical flow direction of the layout of the font on the main river channel, the main river channel exposed strata of loose Quaternary Holocene deposits, lithology are: alluvial silt, clay, alluvial layer of fine sand, alluvial fine sand - fine sand layer. The upper layer of fine sand, thick 7 ~ 8m; lower part of the tuberculosis-containing layer of fine sand, thickness greater than 25m. For the special geological conditions of the project and its importance, special design of continuous concrete wall slot for anti-erosion, seepage, and to prevent flood damage to the base gate. Design of reinforced concrete walls are continuous wall, width of 80cm, 100cm two, groove depth of 10m ~ 20m. Depth of 20m of reinforced concrete for the first continuous wall in Xinjiang, the country is also rare.
   【Key words】Fine sand;Sot continuous concrete wall;Anti-erosion;Impervious;HS843HD hydraulic grab
  
  1. 工程概况
   叶尔羌河中游渠首位于新疆喀什地区莎车县阿瓦提乡境内叶尔羌河的大寨渠口处,距莎车县约50Km,距麦盖提县40Km,是叶尔羌河流域规划中的第四级引水枢纽,叶尔羌河中游渠首是实现叶尔羌河向塔里木河多年平均输送3.3亿m3生态水目标,对叶尔羌河流域灌区进行节水改造的重要工程之一。中游渠首控制灌溉面积205.3万亩,其中东岸麦盖提灌区55.75万亩、西岸灌区48.55万亩、前进灌区18.15万亩,前海灌区面积为82.85万亩,中游渠首的引水规模为:麦盖提总干渠60m3/s,前海总干渠70m3/s,西岸总干渠45m3/s。中游渠首的总引水规模为175m3/s,根据水利水电枢纽工程等级划分及设计标准的规定,中游渠首属Ⅱ等大(2)型工程,主要建筑物为2级,次要建筑物为3级,临时建筑物为4级,设计洪水标准为五十年一遇(P=2%),洪峰流量为3860m3/s,校核洪水流量为二百年一遇(P=0.5%),洪峰流量为5250m3/s;施工导流洪水标准为十年一遇(P=10%),导流流量 289 m3/s。
  2. 工程地质
   叶尔羌河中游渠首河段河心滩一般高出主河槽1m左右,表层为泥质粉细砂,有杂草植被,下部为粉细砂及泥质细砂土,主河槽出露地层为第四系全新统松散堆积物,岩性有:冲洪积粉土、粘土层、冲洪积粉细砂层,冲洪积粉细砂~细砂层。冲洪积粉土、粘土层主要分布于主河槽两岸Ⅰ-Ⅱ级阶地上部,厚度0.4~1.5m。冲洪积粉细砂~细砂层广泛分布于河床两岸阶地下部、河床河漫滩上,厚度约45m,以灰白色、青灰色为主,磨圆好,分选佳,粒径均一,松散无胶结。该层有较好的沉积韵律,层间偶夹薄层状粉土或粘土透镜体。该层上部以粉细砂为主,厚度7~8m ;下部为粉细至细砂层,含钙质结核物,结核粒径一般在5mm,最大为2cm,含量约10%左右。
  3. 施工工艺
   3.1 工艺流程(见图1)
   3.2 导向槽施工。导向槽两侧墙体采用“L”型断面,现浇C20钢筋混凝土,槽内净宽90cm,顶面高于施工场地10cm以阻止地表水流入。混凝土导墙设置@35010的纵向受力钢筋和@40012的“L”形立筋,导向槽钢筋采用在钢筋加工场统一制作,运至施工现场进行现场安装,钢筋制安满足设计及规范要求。在基槽内浇筑“L”型钢筋砼导墙,砼标号C20,钢筋采用Ⅰ级钢筋。导墙高1.5m,底宽1.2 m。导墙模板采用定型钢模板,导墙两侧立模同时进行,同时浇筑砼,并采取养护措施。导墙砼浇筑完后回填粘土,并夯密实,以免槽内泥浆冲刷掏空。待导墙砼达到50%强度后,在导墙外侧分层回填粘土,分层夯实至导墙顶。
   3.3 槽孔砼连续墙钢筋笼制安。为了保证钢筋笼的整体平直,钢筋笼制作前在地面用槽钢焊一施工平台,后续钢筋笼制作在平台上制作,为了能保证钢筋笼的起吊不变形,在平台上制作时就对钢筋笼进行加固,采取焊三道桁架梁进行加固。
  
  图1 地下连续墙工艺流程图钢筋笼按批准的配筋图制作,钢筋加工场设置在槽孔上游,在制作平台上进行制作。平台采用槽钢加工而成,7.8米宽20米长。钢筋笼主筋布置为@20025,分布筋为@200?12,钢筋笼宽7.04m,长17.8m,厚64cm,钢筋笼上每隔3m加一根25的螺纹钢筋,共计7排,每隔3m设一排22的螺纹钢筋作为架立筋,每排5根;再进行三道纵向桁架梁加固,加固的钢筋总长为302.43m,加固钢筋重902.75Kg。
   3.4 槽孔建造。
   3.4.1 槽段成槽。槽段成槽采用“抓取法”,在导向槽上放样标识孔位,将抓斗对正孔位后进行垂直造孔。首先施工槽段两端2.8m的主孔,主孔完成后再抓中部1.9m的副孔。主、副孔完工即该施工槽段成槽完工。成槽平均工效为42.62m2/h。
   3.4.2 护壁泥浆。采用膨润土制备泥浆, 配合比为:膨润土72.5Kg,碱3Kg,水1000Kg,通过调配新制泥浆密度为1.04g/cm3,漏斗粘度22S;新制泥浆经过24h膨化后,利用供浆管输送至槽孔内使用。槽孔孔口泥浆面在成槽过程中,保持在导向槽顶面以下30~50cm范围内。
   3.4.3 测斜(重锤法检测孔斜示意图见图2)。
  
  图2 重锤法检测孔斜示意图采用重锤法测斜检测。采用加工的砼墩(重锤)用吊车下放至孔底,拉紧钢丝绳,在吊车大臂顶端系一测绳,测定吊车大臂顶端至导向槽垂直距离(h)。在导向槽顶钢绳附近放三根钢筋,量其距离(200mm)后,开始上提钢丝绳,每两米测一次钢筋与钢丝绳的距离,根据公式进行计算孔斜。根据相似三角形原理,通过测量钢绳在孔口处偏离槽孔中心的距离来计算孔底的偏距和偏斜率。计算公式如下所示:
  B=A(H+h) /h≈ A(H'+h) /h
  式中:B——孔底偏距,m;
   H——设计孔深,m;
   H′——测量深度,m;
   h——吊车大臂顶端至导向槽顶距离m;
   A——钢丝绳在槽孔口偏离中心位置距离,m。
   3.4.4 清孔检查。槽段终孔验收合格后进行清孔,清孔采用抓斗抓取槽底淤积,利用下设导管到槽底,从导管中注入新鲜泥浆,再用泵在槽段上部抽浆进行换浆。
   3.5 钢筋笼下设。采用一台25T吊车起吊钢筋笼的头部,起吊时吊车支在钢筋笼摆放的同侧,为了不使其变形,起吊时用地锚绳拉住架子的底部。在钢筋笼的顶部设三个吊点,用钢绳将钢筋笼顶部的上下层串起后挂在吊车吊勾上,利用钢筋笼的自重让钢绳滑动,自行平衡到中心点后起吊,控制头部的提升速度,使钢筋笼在不发生变形的情况下,逐渐由水平状态转成垂直状态。吊车旋转到导向槽的正前方后,人工扶着钢筋笼使其对准导向槽的中间,慢慢下放,当放到设计高程后用槽钢穿过吊耳担放在导向槽顶,将钢蝇和吊具移走。
   3.6 砼浇筑。
   3.6.1 下设导管。钢筋笼下设结束后,下设接头管和锁口管引拔机,接头管采用直径57cm的接头管, 锁口管引拔机为75KW,下设完成后下设混凝土灌注导管,导管内径为250mm。槽段长度为7.5m,下设三套导管,两侧导管距槽端1m;导管的连接采用丝口连接,连接和密封可靠,导管底口距槽底控制25cm。每套导管7根,18.25m。导管的连接和密封可靠,导管底口距槽底控制在15~25cm范围内。灌注前导管内置入可浮起的隔离塞球,灌注时先注入水泥砂浆,随即注入足够的混凝土,挤出塞球并埋住导管底端,避免混凝土与泥浆混合。
   3.6.2 砼浇筑。砼由拌合站集中制浆,混凝土拌合采用两台JS750型强制式混凝土搅拌机,要求砼入孔坍落度为18~22cm,扩散度为34~40cm,坍落度保持15cm以上的时间不小于lh,初凝时间不小于6h,终凝时间不大于24h。配备1台PLD自动配料机对砂、石进行电子称量配料,其误差精度控制在2%以内;水泥、粉煤灰采用袋装,配料时按每袋重量进行控制。计量器具都事先校准,并设专人管理。每盘混凝土料的纯拌和时间不少于2min。每次浇筑,第一盘混凝土取样检测其坍落度和扩散度,不合规定要求时,则及时调整配合比;以后每隔2h检测一次。
   浇筑时用砼罐车直接运至浇筑现场,倒入接料斗内,通过导管进入槽内。砼浇筑采用直升导管法进行浇筑,首次开浇时,砼进入导管后,用球将导管内的泥浆排出,使砼一次进入槽底,填满导管,使导管底口与泥浆隔离,砼继续浇筑,从导管内进入孔底,向外扩散,顶托砼面上升,灌注过程中每30min测量一次混凝土面,每2h测量一次导管内混凝土面,根据混凝土面上升情况,决定导管的提升长度。砼面平均上升速度为2.4m/h。导管在混凝土内的埋深最小为1.3m,最大为4.05m,在保证埋深的前提下,随着混凝土面的上升,用吊车提升导管,并将顶部的部分导管拆除。槽孔内混凝土面上升至槽口时,采用泥浆泵抽出浓浆,并提升导管,减小埋深,增加混凝土的冲击力,直至混凝土顶面超出设计墙顶标高0.5m,拔出导管。
   3.7 拔管。
   3.7.1 脱管龄期。混凝土的龄期从浇筑导管底口高于此部位后(此点的混凝土已处于静止状态后)开始计算。在混凝土开浇时取样成型2块抗压强度试件,在试件中间插入三根圆钢,放入泥浆池中养护3h后,每隔1h拔一钢筋棒,观察钢筋拔出的形成的孔壁情况。当孔壁较为光滑并无明显收缩现象时,可将该试块的龄期定为最小脱管龄期。根据取棒观察,在间隔6小时45分钟后拔出钢筋棒的孔形较为良好,因此把脱管龄期定为6小时45分钟。
   3.7.2 拔管。在施工中及时、准确地记录施工过程。浇筑施工与拔管施工紧密配合,开浇2小时25分钟后开始微动,此后活动接头管的间隔时间为30min,每次提升1~2cm,以破除混凝土的粘结力。当管底混凝土的龄期达到确定的脱管龄期后(6小时45分钟),按照试块确定龄期,开始逐步起拔接头管。
  4.槽段接头清刷
   用吊车吊住刷壁器对槽段接头砼壁进行上下刷动,以清除砼壁上的杂物。
  5. 结束语
   中游渠首泄洪冲砂进水闸工程,于2007年11月23日开始施工,2008年3月21日完成。槽孔砼连续墙共计完成了80cm宽的墙4152.39m2,100cm宽的墙8207.72m2,钢筋604.83T,另外加固筋工用了52.41T,加固筋重量占到钢筋总的的8.7%。本文针对该工程遇到的实际情况,总结了槽孔(钢筋)砼连续墙施工的几点经验,对从事防渗处理工程的建设者来说,具有一定的参考价值.因为从某种意义上来说,任何一种施工技术或方案,都需要不断探索,不断总结,不断实践,才能不断得到提高和完善,从而在施工中做到因地制宜,防患于未然.这不仅可以避免不必要的工程损失,加快工程进度,而且也能提高施工单位的声誉,并从根本上保证工程的质量。
  
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