射水法塑性混凝土薄墙施工工艺.pdf

工程施工 东北水利水电 2 0 1 1 年第 5期 文章编号】 1 0 0 2 0 6 2 4 ( 2 0 1 1 ) 0 5 0 0 0 6 0 3 射水法塑性混凝土薄墙施工工艺 高广庆 ， 张焕耀 ( 黑龙江省依兰县水务局 ， 黑龙江 依兰 1 5 4 8 0 0 ) 摘要 文章 结合 达连河堤 防工程 ， 简述 了射水 法塑性混凝土薄墙施工工 艺， 提 出 了射 水法塑 性混凝土 薄墙施 工 中应 注意的问题 。 关键词 】 射水 法塑性 混凝土薄墙 ； 施 工工 艺； 应用 ； 达连河堤 防 中图分类号 T V 5 4 4 9 1 文献标识码】 A 1 概述 达连河堤防工程的防渗墙施工轴线全长 1 5 k m， 墙厚 3 0 c m， 墙底 深 入基岩 1 m， 平 均孔深 约 1 4 m， 施 工平台 高 程 1 0 1 8 m，防渗墙墙顶高程 1 0 1 3 7 m，防渗成墙面积约 1 5 8 8 8 m2 ， 造孔 面积约 1 7 8 9 7 m2 。 防渗墙墙体材料主要设计指标 ：抗压强度 R 2 8 2 MP a ； 弹性模量 2 0 0 - - 1 5 0 0 MP a ； 渗透系数小于 i x 1 0 - 7 c m s ； 允许比降 6 0 。 总体施工程序：测量放样一堤顶施工平台土方开挖、 导墙施工一泥浆及混凝土系统准备 一射水成槽一清孔一 刷接头一水下混凝土浇筑一下一槽段施工。 2 成墙设备及工艺流程 本二 ： 程成墙设备为 S Q一 3 0型射水造墙机，最大成墙 深度 为 3 0 m， 由正 、 反泥 浆循环 系统 、 造墙 系统和 混凝土搅 拌系统 3大部分组成。其工艺流程见图 1 。 3 主 要施 工 方 法 3 1 试验段 施工 在大面积施工前， 选择具有代表性的堤段进行生产性 试验 。通过试验段施工， 可以更准确掌握堤段地质条件， 同 时 ， 也可以确定槽段长度、 成槽器上的钢丝刷尺寸、 混凝土 浇筑配合比、 墙体力学性能指标是否满足设计要求、 I 和 I I 期槽段接头处刷洗及墙体接缝质量情况、 施工进度与工艺 组织措施配套情况 ， 以及人员安排 、 施工质量、 工期 、 施工 安全保证情况等， 为以后顺利施工积累经验。 6 图 1 射 水法施工工艺流程 图 3 2 槽段划分 防渗墙一期槽段长2 6 m， 二期槽段长 2 6 6 1 1 1 ， 共划分 为 5 7 1 个槽段 。 3 3 泥 浆制备 1 ) 采用膨润土搅拌泥浆， 新制泥浆性能指标见表 1 。 表 1 新制膨润 土泥浆性能指标表 2 ) 泥浆配合比、 拌制方法将通过施工现场生产性试验 确定， 初始配合比 ： 膨润土 4 5 k g ， 纯碱( Na c o 0 2 k g ， 水 1 00 k g。 2 0 1 1 年第 5期 东北水利水 电 工程施工 3 4 轨 道铺设 沿防渗墙轴线一侧铺设枕木， 枕木上铺设钢轨 ， 轨道 距离以射水造墙机行走轨距确定。 3 5 射水 造墙机 安装 沿射水造墙机行走方向依次将成槽机、混凝土浇筑 机 、 混凝土搅拌机 吊装就位 ， 其中砂石泵和双吸离心泵分 别置于成槽机前。 在射水造墙机就位紧固定位器前， 先平整夯实射水造 墙机作业面 ， 轨道水平 ， 调校造墙机平台水平 ， 精调造墙机 导向门架铅垂， 天轮 、 导向门架中心 、 平台 口定位中心同在 一 条铅 垂线上 。 3 6 成槽施 工 通过正循环泵抽吸 泥浆池内的泥浆 ， 经正循环管到成 型器底部喷嘴射出而产生泥浆射流 ， 以及主卷扬提升成槽 器产生的重力冲击 ， 联合冲切 、 破碎地层。 由于正循环流量大 ， 槽孔内的泥浆射流随成型器往复 冲击运动 ， 使槽孔底部渣浆呈翻流状态 ， 加上成型器底 口 呈倒三 角形 ， 具 有 聚渣作 用 ， 因 此 ， 携 带粗 颗粒 的渣浆 或浓 度较大的渣浆因比重较大聚向槽底中心 ， 可从反循环抽吸 口经反 循环 管 、 砂 石 泵 ( 反 循 环泵 ) 抽排 到 排 渣池 ， 而携 带 细颗粒的渣浆或浓度较小的渣浆可从槽口随泥浆溢出， 砂 粒沉积在泥浆沟内 ， 由人工清到排渣池 ； 泥浆经沉淀后流 回泥浆池重复利用 ， 并可充分利用成型器 自身的往复运动 自行造浆， 即在槽 口直接往槽内加入粘土、 纯碱等制浆材 料 ， 由成型器自行造浆 ， 保持泥浆具有良好的固壁性能。 成槽过程 中，成槽器同时上下往复运动不断修整槽 形 ， 使槽孔 形状呈 比较规 则的 矩形断 面。 3 7 岩面鉴 定与 终孔验 收 根据设计 要求 ， 防渗墙 底部嵌入 基岩 1 m。 施 工时 ， 随 时根据射水施工情况及时取样 ， 由监理工程师和地质工程 师同施工单位技术人 员共同判定岩面高程 ，确定终孔深 度。每槽终孔后 ， 进行孔形、 孔深验收 ， 确保孔形 、 孔斜、 孔 深符合设计要求。 3 8 清孔 槽孔终孔验收合格后 ， 进行清孔换浆。清孔采用泵吸 反循环法， 即槽底抽浆 ， 槽 口补浆。I I 期槽清孔时 ， 用成型 器侧向喷嘴及钢丝刷清除 I 期槽混凝土壁上的泥皮。 3 9 浇 筑导管下 设 I 期槽长度 为 2 6 m， I I 期槽 长度为 2 6 6 m，均下设 1 套导管。 浇筑导管内径为 1 8 c m， 导管之间采用快速接头连 接 ， 导管 下部距 孔 底 1 5 2 5 c m ， 混凝 土浇 筑前在 浇筑 导管 内下入浮起隔 离球塞 。 3 1 0 混 凝 土 浇 筑 清孔验 收合 格后 4 h内开始 混凝土浇 筑 。 采 用泥浆 下 直升导管法， 利用成槽主机身后的混凝土搅拌系统进行浇 筑。开浇 时应 准备 足量 的混凝 土 ， 以使 导管 内 的隔离球 塞 被挤出后 ， 能将导管底端埋人混凝土内。浇筑过程中每隔 3 0 mi n测量混凝土面高度， 在确保导管埋人深度不小于 1 m 的前提下， 适时进行导管拆卸 ， 以防止导管埋深太深影响 混凝土的上升。浇筑过程中及时详尽地对各项测量数据、 导管拆卸情况、 混凝土拌料下料情况等进行记录 ， 现场绘 制浇筑指示图。 3 1 1 槽 段连接 槽段连接采用平接技术。I I 期槽孔施1 二 时 ， 用成型器 侧向喷嘴清洗 I 期槽混凝土壁上的泥皮，侧向喷嘴压力控 制在 0 3 MP a以上 ， 同时在成槽器肩部( 高 1 2 m) 对称安 装一副钢丝刷 ， 加强接缝洗刷效果， 以确保 I 期槽混凝土壁 洗刷干净 ， 新 、 旧混凝土对接可靠 ， 形成一道连续的地下连 续墙 。 3 1 2 特 殊情况 处理 1 ) 如成 槽过 程 中遇 硬岩 、 夹卵 漂石 或粒 径 大于 1 O的 砂砾 石地 层 时 ， 采取在 成 槽器 底 刃部 加 焊弹 簧钢 板 ， 高强 螺纹钢齿， 硬质合金钢 齿， 必要时将齿尖制成倒刺形等措 施 ， 以增 强其冲 击破碎超 径石能力 ， 能收 到较好的效 果。 2 ) 漏 浆处理 ： 造孔 过程 中， 如遇少 量 漏浆 ， 采 用加 大泥 浆比重 ， 投堵漏剂等处理 ， 槽孔采用投锯末、 膨胀粉、 水泥 等堵漏材料处理， 确保孔壁安全。 3 ) 塌孔处理 ： 施工中遇塌孔 ， 采用粘土回填槽孔至塌 孔位置 以上 1 5 m； 再用重锤 夯实 ， 挤 密孔 壁 ， 重新造孔 。 4 ) 浇筑事故处理 ： 在浇筑过程中如出现浇筑事故， 则优 先选用清除孔内混凝土、 重新浇筑混凝土的方法。 4 质 量检 查 与 控 制 4 1 质量 检查 1 ) 工序质量检查。防渗墙施工工序包括造孔 、 清孔及 混凝土浇筑等工序 ， 各工序检验项 目、 检验方法及质量标 准 见表 2 。 2 ) 防渗墙成槽质量检查。 混凝土质量检测以机 口随机取样为主：混凝土抗 压 试件每浇 筑 1 0 0 m 混凝土成型 一组 ； 抗渗 性能 酞件每浇 筑 3 0 0 IT I 3 混 凝土 成型一 组 ； 弹 性模 量试件每 浇筑 1 0 0 0 I n 3 混 凝土成 型一 组。试 块成 型后于 工地 养护室 进行 养护 ， 委 托具有相应试验资质的试验室进行强度、 抗渗、 弹模试验 ， 然后以分部工程为单位 ， 计算均方差 、 离差系数及强度保 证率等， 对混凝土试块进行质量评定。 墙体质量采用开挖检查。开挖点的数量， 每 1 0 0 0 m 取一点， 整个工程项 目不少于 2个点， 每点开挖深度 2 5 n 左右 ， 开挖 长度 2 5 m 左右 ， 主要检 查墙体 的厚 度 、 接 头部 7 工程施工 东北水利水电 2 0 1 1 年第 5期 表 2 防渗墙单 元工程工序质量检 验项 目表 导管问 距与 埋深 现场测量 导管中 心至槽子 I 宜卜1 5 m ， 埋深 l I l 】 混 凝 土面 上 升 救 现场 测 量、 计 算 2 m 出 机口 坍落度 现场测试 1 8 - 2 2 c m 凝混 凝 土 扩 散 度 现 场 测 试 3 4 - 4 0 c m +拌和析水 宰 试验室测试 3 初凝时间 试验室测 试 6 h 终凝时闯 试 验室测试 2 4 h 终浇高程 开 挖检查 符台设计要求 混凝土 性能指标 室内 试验 符合设计要求 燕工记录、 图表 综合检查 齐全、 准确、 清 晰 位 、 墙体混凝土质量等。 检验合格后恢复原状。 必要时也可 采用钻孔取芯或其它无损检测。 4 2 质量控 制措施 4 2 1 原材料 质量控 帝 】 严格控制进货渠道 ， 原材料使用前由项目邮试验人员 分批次随机抽样 ，委托当地产品质量监督检验所进行检 测 。 其性能须满足国家标准和设计要求 ， 对检验不合格的 原材料严禁使用。各种原材料抽样检验频率及检验内容见 表 3 。 检验依据 DL T 5 1 4 4 2 o o 1 ( 水工混凝土施工规范 。 表 3 原材料检 验频 率及 内容 表 原材料 检验频率 检验 内容 水泥 砂 小石 减水剂 同批次 4 0 0 t 细度 、 安定性 、 胶砂强度 、 凝结时间等 同 批 次 s0 0 t 细 度 模 蒙 爱 蠹誓 面 千 吸 同 批 次 6 0 0 t 超 逊 径 、含 泥 量 l 针 片 状 含 量 、 有 同批次 5 0 t 对 比性试验 4 2 2 成槽质 量控制 1 ) 槽孔中心偏差的控制。 首先把防渗墙轴线用木桩标 出 ， 开挖 导向槽 ， 保证 各槽孔在 平面 上连续 平顺 ， 各 单孔 中 心线位置在设计防渗墙中心线上、 下游线方向的误差不大 于 3 c mo 2 ) 槽孔孔深控制。根据设计防渗墙底线预估各槽段深 度， 施工过程中采取加密取样方式， 并经现场监理工程师鉴 8 定确认后方可终孔， 槽孔终孔深度应满足设计要求。 确保防 渗墙墙底嵌入基岩 1 r r l 。 3 ) 孔斜控制。对薄型( 厚度 3 o c m) 混凝土防渗墙， 造 槽垂直精度是决定能否形成地下连续墙和保证墙体搭接 厚度要求的关键 ， 必须从以下几个方面控制： a) 在平整夯实作业面地坪后铺轨找平， 其间距根据地 层密实度调整。采用水平尺或水准仪对轨道和机架平台平 整度进行控制 ， 保证行走轨道和机架的平整度不大于 5 ； 成槽机械就位后须进行机架平台水平检测 ； 同时检查成型 器导向门架铅垂精度 ， 检查天轮 、 门架及台口导向中心是 否在同一铅垂线上； 检查正反循环钻管是否成直线 ， 连接 是否紧密同轴， 精校后锁固定位。 b ) 成槽操作力求精良， 操作主卷扬要稳、 准， 使其频率、 冲程稳定， 放绳恰到好处， 正反循环钻管间加连接撑卡， 提落 成槽器过程中正反循环流量保持稳定并同时工作， 使其施加 给成型器的力基本对称， 控制造槽进尺均匀， 保持槽底不产 生过多沉渣， 在造槽过程中加强槽形修整等。 c) 随时注意观察偏斜情况， 从反循环排渣 ， 造槽进尺 速度方面掌握地层特性 ， 防止发生扩径 、 缩径、 偏斜及其它 异常情况， 每次加钻管时都应测记偏斜值 ， 保证槽孔偏斜 率不大于 0 4 d ) 一经发现偏斜， 必须立即采取措施纠偏， 一般采取提 起成型器自上往下修正偏斜的槽段， 或在机台口人为反向别 钢丝绳修孔， 或提出成型器焊临时扶正器修孔等方法。 4 ) 槽孔宽度控制。射水机成型器宽度不小于 O 3 O m， 以保证槽孔宽度大于设计墙厚。 5 ) 槽孔搭接厚度控制。采用射水法施工时 ， 墙体设计 厚度为 3 0 c m， 拟采用 3 O c m厚的成型器， 加上混凝土充盈 系数 ， 墙体厚度达到 3 0 c r n以上 ， 同时在槽孔验收时仔细 记录槽孔的偏斜率及偏斜方向( 上游或下游) ， 计算出墙底 的搭接厚度。依照 水利水电工程混凝土防渗墙施工技术 规范 ， 一 ， 二期槽孔在任意深度的偏差值不得大于设计墙 厚的 1 3 ， 即搭接厚度不得小于 l 6 c m， 如搭接厚度不能满 足要求， 对槽孔进行修理 ， 直到满足搭接厚度要求为止。 4 2 3 清孔质量控 制 1 ) 槽孔终孔验收合格后即开始进行清孔换浆， 清孔换 浆结束 1 h后， 应达到： 泥浆比重不大于 1 3 0 g c m , 粘度不大 于3 0 s ， 含砂量不大于 1 0 ， 孔内淤泥厚度不大于 1 0 c m。 2 ) 清孔换浆后 4 h内浇筑混凝土， 当换浆后 4 h内不能 保证混凝土灌注， 且孔底淤积超过规范规定时， 应采取第 2 次清孔措施 。 3 ) 在二期槽孔清孔换浆结束前， 应用钢丝钻头刷洗两 端的泥皮 ， 以刷子钻头上基本不带泥屑为合格标准。 4 2 4 混凝土拌和质量控制 1 ) 浇筑时保证导管密封性能良好。 ( 下转第 3 1 页 ) 2 0 1 1 箜 朔 东北水利水电 工程建设与管理 为计算流 量。同时 ， 计算所采用的数据 组均是采用 A DC P进行 了实测 ，通过 闸门 自由出流公 式计算 的数据 与 A DC P实测数据进行比对。 4 公式 应用 根据库水位 、 闸门开启高度和孔数 、 坝下水位 参数 ， 利用堰流公式进行计算 ， 计算成果见表 1 。 表 1 计 算成果 表 5 成 果分析 通过对实测流量的数据组利 用水 利学公式进 行计算的结果可 以看出 ，计算成果与实 测流量数 据有一些 出入 ， 这主要受多方面因素影响： 1 ) 库水位 、 坝下水位观测精度 受到风 浪 、 人为 等因素的影响。 2 ) 流量测验精度受所设测验断面位置 限制， 离 闸门偏近 ，水库受上游来水限制及下游 工程等影 响下泄量偏小 ， 靠近两岸边 出现 回水现 象 ， 断面水 面宽偏大 、 水深偏小 ， 影响 A DCP使用精度。 3) 由于石佛 寺水库 处于平 原 地 区 ， 平板 闸宽 项堰高程与下游河道 无明显落差 ，造成泄洪 时处 于半淹没、 半 自由出流状态 ， 流态复杂。 6 结语 1 ) 通过 对实测流量的数据组利用水利学公式 进行计算的结果可以看出 ， 利用水库水位 、 坝下水 位、 闸门开启高度和 孔数进 行计算 ， 其结果与采用 A DC P实测 的成果很接近 ，基本 能满足水库正常 调度的需要。 因此 ， 在现 有条件 下 ， 利 用水 力学公 式进行水库 出库流量 的计算是可行 的，成果也是 可靠 的。 2) 建议在 有条件 的情况 下 ， 尽快 建立水 库实 测断面 ，采用 A DC P对水力学公式的计算成果进 行校核和修 正 ， 使其计算成果更加准确。 参考文献 1 许荫椿， 胡德保， 薛朝阳水力学 M 北京： 科学出版社， 1 99 0 2 S L 6 1 -2 0 0 3 ， 水文 自动测报系统技术规范 S 3 罗天翔， 张力， 李波， 等 辽河石佛寺水库枢纽一期工程 初步设计报告 R 辽宁省水利水电勘测设计研究院， 20 01 4 庞淑 娟 ， 杨海 涛 西 沟水库 水情 自动 测报系统常见故 障 分析及维护E J 黑龙江水利科技， 2 0 0 5 ( 4 ) ： 1 3 2 【 收稿 日期】 2 0 1 0 1 2 2 2 ( 上接 第 8 页 ) 2 ) 当槽底高差大于 2 5 c m时 ， 尽可能将导管置于控制 范围的最低处 ， 导管底部出口距槽底距离 1 5 2 5 c m， 浇筑 时按规定的时间间隔测量混凝土面， 确保导管埋人混凝土 的深度在 1 0 6 0 m之间， 以免泥浆进入导管内。 3 ) 施工过程须保证拌和、 运输、 浇筑设备的完好率， 混凝 土浇筑应连续进行，确保槽孔内混凝土上升速度大于 2 m h ， 中断时间不宜超过 4 0 m i n 。 4 ) 槽孔内混凝土面应均匀上升 ， 其高差控制在 O 5 m 以内。当槽孔底部高低不平时 ， 应先从低部浇起。 5 ) 每次拌制、 浇筑混凝土时由专人进行以下项 目的检 查 ， 并 做好记录 。 ) 检查混凝配合比、 配料单， 检查原材料( 如水泥、 外加剂、 粗细骨料及含水量、 水等 ) 是否符合规定要求， 如 有变化要及时调整配合比或禁止拌制。 b ) 检查各原材料掺量与外加剂掺量， 每班抽查不少于 1 次并做好记录。 c ) 记录有关混凝土生产过程的各项参数， 如拌合速度、 搅拌时间等。 d ) 检查混凝土塌落度是否符合要求 ， 此项工作随机抽 样。每班不得少于 1 次。 e ) 检查并监督试件制作的全过程。 f ) 检查试件的养护条件及试验设备是否符合要求。 现场质量验收按照“ 三检制” 的原则进行 ， 机台记录员 为兼职质检人员， 行使初检职能； 工段质检人员行使复检 职能； 项目部质检人员行使终检职能。终检合格后， 报请监 理工程师批准签字后方可进行下一道工序施工。 本工程从施工情况来看， 地质情况较为稳定 ， 具有射 水 造墙 的 代 表性 。现 场施 工 也 出现 了塌 孔与 夹 泥 层 、 缩 径 、 孔底沉渣量过大等情况 ， 但都得到了很好的处理 ， 并 作好了施工原始记录 ， 从后期射水造墙检查的情况看。 完 全满足设计和使用要求 。 【 收稿 日期】 2 0 1 1 1 2 -2 0 31