塑性混凝土防渗墙在漫水湾工程中的应用.pdf

塑性混凝土防渗墙在漫水湾工程 中的应用张明阳 1 5 l 工程位于安宁河断裂带形成的断陷河谷平原， 为 高地震区。坝址右岸基岩裸露， 为全风化、 全风化花岗 岩， 基岩面从右至左逐渐埋深。防渗墙段地层为第四 系松散堆积层， 上部 5 6 m为块碎石夹亚粘土， 其下 为卵砾石夹砂层， 砾径一般为 3 1 5 e m， 个别漂卵石 达 0 31 m， 局部有较大厚度 的中细砂层 。 1 塑性混凝土防渗墙施工 1 1 导 向槽及施工平台 防渗墙成槽施工采用 C Z一2 2和 C Z一 3 0型 冲击 钻机 ， 钻机下 面平行防渗墙轴线铺设 轻轨， 采用 四轨 制 ， 轨下铺设枕木 ， 钻机在轨道上移动平稳方便。 导向槽是主要作用是保护孔 口的土体 ， 防止坍塌 ， 同时 ， 承载冲击钻机钻进 时的冲击荷载。综合考虑地 质条件 、 施工方法、 防渗墙厚度等 因素 ， 导向槽深度取 1 2 m， 槽 口宽度 1 m， 底部和顶部均设置纵 向受力筋。 一 旦导向槽下的孔壁坍塌， 导向墙可形成连续梁支撑 钻机 ， 确保钻机安全 。防渗墙施工完成后部分导 向墙 需要拆除 ， 拆 除采用静态爆破 ， 防止爆破振动对防渗墙 产生不利影响。 场地平整 、 导向槽开挖 的弃渣 以及钻渣堆放在堆 渣平 台前 ， 作为混凝土浇筑平台， 浇筑平台上设置储料 斗 ， 混凝土由储料斗分料 口经溜槽 到导管 口的受料斗 进入浇筑导管 ， 较通 常采用 的钢管架浇筑平台或泵送 浇筑施工方便 、 安全 ， 投入设备更少。 1 2泥浆制备 场内设置制浆系统， 采用 2 m 卧式泥浆搅拌机制 浆， 并设储浆池和沉浆池。护壁泥浆拌制好后在储浆 池熟化后 ， 由泥浆泵沿供浆管送至各槽段 ， 倒渣平台及 排浆沟中的钻渣采用人工清捞， 废浆经排浆沟回流到 沉淀池回收处理后重新使用以降低工程成本。本工程 采用膨润土泥浆护壁， 所选膨润土为湖南临澧产品， 纯 碱为自贡产食用纯碱， 泥浆各种性能指标， 见表 1 。 表 1 护壁泥浆性能指标 1 3 槽段划分 防渗墙槽段越长 ， 可以减少槽段的接头数 ， 增加防 渗墙的整体性； 另一方面， 槽段过长又会降低孔壁的稳 定性 ， 缩短槽长可以增加槽壁的抗剪强度 ， 有利于孔壁 的稳定 ， 而且 ， 单槽成槽时间过长。根据拌和系统的生 产能力， 及规范防渗墙混凝土浇筑上升速度不低于2 m h ， 结合工程地质条件， 一期槽段长度为6 8 m和5 4 m， 二期槽段长度为6 8 m和 3 6 m， 墙体较深部位 采用较短槽长， 反之墙体较浅部位采用较长槽长。 1 4 成槽施工 1 4 1 主 副孔 的施 工 防渗墙成槽采用 C Z一2 0 、 C Z一 3 0冲击钻机钻劈 法钻孔 ， 膨润土泥浆护壁成槽。防渗墙造孑 L 按照划分 好的槽段进行 ， 采用间隔分序法施工 ， 即先施工一期槽 段， 再施工二期槽段。先对槽段中的主孑 L 进行冲击造 孔施工 ， 待相应的主孔造孔完毕后 ， 在劈打副孔。钻进 中勤捞渣， 并及时向槽孔内补充护壁泥浆。主、 副孔施 工完毕后， 检查并清除小墙， 主、 副孔贯通连接成槽。 1 4 2接 头孔 的施 工 根据塑性混凝土强度较低的特性 ， 一 、 二期槽段采 用钻凿法套接施工方便。二期槽孑 L 施工时将一期槽孔 两端主孔凿除， 形成一个半圆柱面 ， 二期槽段浇筑前用 钢丝刷钻头对接头孔混凝 土面进行反复刷洗清除泥 皮 ； 一、 二期槽段连接形成整体。 1 4 3清孔 清孔造孔成槽满足设计要求后 ， 用抽筒或泵吸反 循环进行清孔， 清孔时钻头在孔底扰动， 以便将孔底钻 渣抽吸干净， 同时向槽孔内注入新鲜泥浆， 清孑 L 结束后 1 h内孔 内泥浆性能满足规范及技术 要求 ， 及验收并 准备浇筑。 1 4 4 特殊情况处理 ( 1 )漏浆处理： 由于老泸沽渠长期向安宁河渗漏， 形成 了许多地下水通道 ， 部分槽段出现较大的孔漏 ， 施 工过程中采取了回填粘土， 投入锯末、 水泥加水玻璃等 多种措施堵漏， 取得了较好的效果。 ( 2 )大孤石处理： 施工过程遇到特大孤石， 冲击钻 机无法继续往下钻进 ， 通过 加重钻具 和改换钻具进行 施工仍然无法钻进。采用了聚能定向爆破将孤石炸 碎， 再用冲击钻机往下钻进的方法。爆破前， 利用地质 1 5 2 内 蒙 古 水 利 2 0 1 1 年第5 期( 总第 1 3 5 期) 钻机对孤石钻进爆破孔， 根据钻孔情况掌握其位置、 大 小及特征情况。由于采取水下爆破 ， 且距离 已经浇注 防渗墙距离较近， 爆破产生的振动不能太大， 因此在孤 石爆破中采用小药量分段爆破， 每孔装药量控制在 0 5 k g 左右。爆破后经检查， 处理过程对临近的防渗墙 体没有产生不利影响。 1 5 防渗墙混凝土浇筑 本工程位于高震区， 为使防渗墙体能尽量适应地 基变形， 减少水泥用量， 降低工程造价， 防渗墙设计采 用低弹模的塑性混凝土防渗方案。防渗墙施工前进行 了混凝土配合 比试验 ， 试验用本地料源 ， 采用正交表设 计 ， 经过多组塑性混凝土配合 比试验 ， 多方分析论证 ， 结合工程实际情况， 设计确定塑性混凝土参数： 抗压强 度 R 。 = 1 2 5 M P a ， 抗渗指标改为渗透系数 K1 0 e m s ， 弹性模量 E= 6 0 0 0 8 0 0 0 M P a 。塑性混凝土配 合 比， 见表 2 。 表 2 塑性混凝土配合比 每m 混凝土各种材料用量 水泥 砂 小石膨润土 水 减水剂 O N E 一 3 A 1 7 5 7 4 1 2 ff 7 9 7 1 2 5 2 7 9 0 2 5 砂事坍落度 4 5 1 8 2 2 2 质量检查 2 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 ， 因此采取在混凝土浇筑时， 现场取样成型试件， 用试件 的试验结果间接检查防渗墙混凝土的性能指标。 2 2 墙体质量检查 防渗墙检查主要了解墙体的均匀性、 连续性， 有无 断墙夹泥、 离析现象。由于塑性混凝土强度较低， 抗压 强度仅为 1 O一 2 5 M P a ， 采用一般的钻孔取芯和压水 试验结合的检查方法在塑性混凝土防渗墙难以实现， 主要由于强度低无法取芯， 取芯无法反应墙体真实情 况， 而压水试验检查易对墙体产生劈裂破坏。 本工程塑性混凝土防渗墙检查采用超声波测试， 利用浇筑时取样试块测得试块波速 V p 与试块抗压强 度 R ， 建立起波速 V p 与抗压强度 R之间的关系。再 由超声波测井测得的混凝土波速 V p推算墙体的抗压 强度 R 。本工程超声波测试采取单孔一发双收和双孔 对穿测试， 测点间距 2 5 c m。共布置 3 个检查孔， l 、 2 、 3 孔桩号分别为 0 0 4 7 m、 0 0 5 7 m 、 0 0 6 7 m。 经过对 3 个单孔及 1 一 2 、 2 3 的对穿测试表明墙 体整体均匀、 连续 ， 墙体底部淤积较少， 致密性较好， 防 渗墙顶局部混凝土强度有所降低。 3 结语 ( 1 )膨润土采用采用湿掺法 时膨润土无结块现 象， 分散很均匀， 拌和时间缩短， 保证了塑性混凝土的 拌合质量 ， 同时膨润土在泥浆池 内经过充分的熟化 ， 其 坍落度损失相对较慢， 浇筑时更加方便。因此， 塑性混 凝土拌合过程中， 膨润土宜采用湿掺法。 ( 2 )对混凝土防渗墙质量检查现行采用的方法有 钻孔取芯法及压水试验、 超声 波法和地震波层析成像 ( C T ) 法。由于塑性混凝 土强度较低 ， 采用钻孔取芯和 压水试验难以实施 ， 因此 ， 塑性混凝土防渗墙质量检查 宜采用超声波等无损检测方法。 ( 3 )本工程的混凝土配合 比经过多次优化 ， 塑性 混凝土配的弹性模量在 6 0 0 0 M p a 左右， 国内其他工 程的塑性混凝土弹性模量多在几百兆帕。影响塑性混 凝土防渗墙弹性模量 的因素较多 ， 如黏土和膨润土的 ， 黏粒含量和塑性指标、 水泥的标号和品种 、 骨料的粒径 和硬度、 外加剂的型号和掺量等， 同时塑性混凝土的理 论需不断完善， 塑性混凝土配合比设计具有一定的难 度和复杂性， 需要花费较多的时间和人力物力。 ( 编校 ： 杨亚军) 收稿 日期 ： 2 0 1 1 一 o 5- 2 5 作者简介： 张明阳( 1 9 7 4 一 ) ， 工程师， 主要从事水利建筑企 业管J Er 作。