塑性砼防渗墙施工技术方案

大坝防渗加固工程塑性砼防渗墙施工技术方案一、施工准备（一）勘察地质情况：在工程范围内进行复勘，查明地质、地层、土质以及水文情况，为选择泥浆循环工艺、槽段长度等提供可靠技术数据，并摸清防渗墙部位的地下障碍物情况。（二）清理场地：场地整平，挖除施工部位地面3米内的地下障碍物。（三）进行试验：在与防渗墙施工部位工程地质条件相类似的地段进行实验，以取得造孔、固壁泥浆、墙体浇筑等施工工艺和参数。二、施工方案：本标段水库防渗墙工程总长3.780km，墙厚30cm，塑性混凝土防渗墙参考配合比为水泥：砂子：石子：粘土：膨润土：水=135：640：920：145：70：280（重量比）。施工时可根据现场试验参数调整，要求所制成的塑性混凝土防渗墙的密度为19～21KN/m3，弹模值在200～1000MPa，有较好的变形适应性，28天的抗压强度值大于2MPa，成墙后的渗透系数小于1×10-6cm/s，允许渗透比降大于60。根据类似地区防渗墙施工的经验，并按设计要求，我们拟定本主坝防渗墙工程总体施工方案为：（1）采用CT-30型冲击钻机钻孔成槽；（2）采用膨润土泥浆护壁；（3）“套桶法”置换泥浆清孔；（4）采用现场拌制混凝土；（5）泥浆下直升导管法浇筑混凝土；（6）钢丝绳辅助混凝土浇筑；三、施工工艺、方法采用“钻劈法”造孔，即冲击钻造孔成槽，泥浆护壁，导管法浇筑水下砼成墙。成墙的施工工序：修筑导墙和施工平台→划分槽段→一期槽孔开挖→浇筑混凝土→二期槽孔开挖→浇筑混凝土。1、导墙设置与施工在深槽开挖前，沿防渗墙纵轴线位开挖导沟，在两侧浇筑素混凝土导墙。导墙深度为1m。导墙基底和土面应紧密接触，墙侧回填应用粘性土夯实，不使槽内泥浆渗入导墙外。导墙和防渗墙中心线应平行，竖向面必须保持垂直，这是保证防渗墙垂直精度的重要环节。导墙与纵轴线允许偏差为10mm，内外导墙净距允许偏差为5mm，导墙上表面应水平，全长范围内高差应小于10mm，单幅高差应小于5mm。2、槽段划分槽段划分方案根据施工总体方案确定，并可能根据生产试验结果进行调整。为减少接头数量，需增加槽段长度，同时确保孔壁安全，初步设计主坝防渗墙Ⅰ期为5m、Ⅱ期槽段均为5.6m，端孔长度为0.3m，具体划分见图所示。3、护壁泥浆膨润土泥浆具有良好的悬浮性、触变性、滤失量小、含砂量低、造浆率高、造壁性能好、现场配置方便等优点，是较为理想的优质护壁泥浆。因砂卵石地层的稳定是本工程的关键，所以采用膨润土拌制护壁浆液。施工中要保证泥浆质量，要加强原材料质量检测、配合比调试、泥浆回收管理等各项工作。（1）原材料拟选用铜陵生产的二级膨润土作为主要制浆材料。（2）外加剂外加剂可从县城购买，分散剂为工业纯碱（Na2CO3）。（3）新制泥浆配比新制泥浆配比材料名称水膨润土Na2CO3用量（kg）1005～80～0.3（4）泥浆性能指标表5-6泥浆性能控制指标项目密度（g/cm3）马氏漏斗粘度（s）含砂量（%）新制泥浆＜1.1030～90—施工中＜1.1530～90—新制泥浆宜膨化24h后使用。保证地层的稳定是成槽关键所在，所以要采用优质膨润土拌制护壁浆液，确保孔壁稳定。（5）泥浆检测对新拌制的泥浆将定期用仪器进行粘度、比重、含砂量测试；孔内泥浆在混凝土浇筑之前做粘度、比重、含砂量三项指标的测试。4、成槽工艺成槽质量标准应符合设计规范要求，遇有含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，孔斜率应控制在6‰以内，孔深符合设计要求。本工程主要采用“钻劈法”进行成槽施工：即冲击钻进工艺钻进端孔至设计孔深，钻进端孔时特别要求孔位准确，垂直度符合规范要求（4‰以内），墙底部进入强风化黑云变粒岩层1.0m，如遇破碎带较深，各墙段底均深入强风化底部，且不小于1.0m。成槽过程中，接近基岩时开始采取地层样品，并由现场监理工程师进行鉴定，经监理工程师批准终孔。5、终孔及清孔验收槽孔终孔后，报告现场监理工程师进行孔位、孔深及孔形全面检查验收，合格后进行清孔换浆。清孔采用套桶配合泵吸反循环法。二期槽孔清孔换浆结束前，用刷子钻头分段洗刷一期槽孔端头的泥皮和地层残留物，以刷子钻头上基本不带泥屑，孔底淤积不再增加为合格标准。槽孔清孔换浆结束后1h达到如下标准：槽底淤积厚度≤10cm，槽内泥浆密度＜1.10g/cm3，粘度＜35s，含砂量＜3%。清孔验收合格，由现场监理工程师签发清孔验收合格证后，方可进行下道工序施工。6、墙体材料及其浇筑（1）混凝土控制指标及参考配比混凝土主要指标应达到如下要求：塑性混凝土防渗墙参考配合比为水泥：砂子：石子：粘土：膨润土：水=135：640：920：145：70：280（重量比）。施工时可根据现场试验参数调整，要求所制成的塑性混凝土防渗墙的密度为19～21KN/m3，弹模值在200～1000MPa，有较好的变形适应性，28天的抗压强度值大于2MPa，成墙后的渗透系数小于1×10-6cm/s，允许渗透比降大于60。（2）原材料质量标准：①水泥：采用普通硅酸盐42.5级水泥；②粗骨料：最大粒径应小于40mm，含泥量应不大于1.0%，泥块含量应不大于0.5%；③细骨料：应选用细度模数2.4～3.0范围的中细砂，其含泥量应不大于3%，粘土含量应不大于1.0%；④膨润土：国标一级，质量标准采用符合石油工业部部颁标准《钻进液用膨润土》（SY5060-85）。⑤水：龙井水库水源。⑥外加剂：减水剂和加气剂等的质量和掺量经试验，并参照（DL/T5100-1999）的有关规定执行。（3）混凝土拌制、输送混凝土拌制过程中，应用电子秤对大宗的原材料进行准确称量后加入，外加剂按要求掺入。从水、砂、碎石、水泥等材料的计量到搅拌时间均自动化、程控化，减少人为因素对混凝土物力力学指标离散性的影响。拌制时应观察熟料的稠度、均匀性和和易性，合格后方可放入储料斗。拌制好的熟料采用混凝土泵输送至浇筑槽口，经分料斗和溜槽将混凝土输送至浇筑漏斗，浇筑导管均匀放料，有利于保证混凝土面均匀上升。（4）槽内预埋帷幕灌浆管预埋管制作预埋灌浆管采用定位架固定，定位架由φ16mm钢筋制作纵向主筋保持架，φ12mm钢筋制作横向连接筋，φ10mm钢筋制作空间斜拉筋，主筋与横向拉筋、斜向拉筋焊接为一整体桁架。桁架高度根据槽孔孔深分段制作。1）预埋灌浆管的布设根据槽段深度，预埋灌浆管的下设采用双管或三管埋设的方法，尽量消除因管体自身的垂直度及混凝土浇筑时冲击力的作用，对管体定位的影响。预埋灌浆管孔距2.0m，位于防渗墙中心轴线上，平面上的允许偏差不大于±5cm，埋管直径为110mm。根据槽长调整钢筋保持架的长度。确保相邻的灌浆管间距为2.0m。并随时注意调整一期槽孔与二期糟孔端头部位相邻两灌浆管的间距为2.0m。2）预埋灌浆管的孔口对接预埋管桁架孔口焊接，整体下设，每段接头处钢筋采用搭接焊，搭接长度10倍的钢筋直径。3）预埋灌浆管的起吊、安装预埋管钢桁架采用吊车起吊，整体下设。下设时要安全、平稳，遇到阻力时不得强行下放，以免桁架变形，造成管体移位，影响下设精度。预埋灌浆管在槽口固定在导墙上。灌浆管间采用丝扣连接，底口缠过滤网，防止混凝土进入管内。预埋管施工完毕后，管口封闭，防上异物落入管内，增加帷幕钻孔的难度。（5）混凝土浇筑混凝土浇筑采用“泥浆下直升导管法”，导管埋入砼深度不宜小于1.5米，控制混凝土面上升速度不小于2m/h，导管下设及导管起拔均按设计要求控制。采用压球法开浇，以减小开浇时砼快速下落与泥浆的絮凝反应。拟采用快速接头法连接导管。导管的连接和下设均按规范要求进行。（6）“钻凿法”墙段连接钻凿法接头施工的速度因墙深和墙体的材料不同而异，鉴于本工程墙体材料强度不高，墙深不大，可以有效的发挥钻凿法墙段连接的优势，其基本方法是：在一期槽段浇注完毕，混凝土初凝以后，直接用钻机钻凿一期槽孔的端孔，以达到形成二期槽孔的目的。这种方法的优点是工艺简单，不需专门的设备，形成的接缝质量可靠。（7）平台回填坝前施工平台待垂直防渗墙与上部防渗斜墙连接的导墙施工结束后即进行回填，回填料利用原坝开挖堆料场原状土回填，采用1m3挖掘机装8t自卸汽车运输，74kW推土机推平，采用拖拉机碾压，边角部位用2.8kW蛙式夯实机压实。四、特殊情况处理1、预防漏浆和塌孔由于本工程的地层在施工中可能造成大量的集中式浆液漏失，进而影响成槽过程中的孔壁稳定。为此，我们拟采取以下几种主要措施来处理：a.选用优质的固相膨润土泥浆；b.施工前备足大量的堵漏材料(如砂、石、粘土等)；c.密切关注成槽过程中的地层变化，地层较为疏松时应控制挖槽速度，采取“反复式”回填堵漏材料、重凿挤密的方法来事先预防；d.慎重使用重凿及爆破等对地层扰动较大的施工方法；e.成槽施工时，保持槽内泥浆面的适当高度，及时补充泥浆以保持孔口稳定。2、在防渗墙造孔成槽过程中，遇到孤石、大块砼及砖块、木头等，采用正常成槽手段难以快速成槽时，在考虑孔壁安全的前提下，可用重锤法、爆破法或其他方法处理。3、如造孔成槽过程中出现塌孔、大坝裂缝现象，及时处理，对固壁泥浆配比及造孔手段进行调整，确保孔壁稳定，对施工过程中产生的裂缝，应采取加固措施进行处理。4、在成槽过程中，应对固壁泥浆漏失量作详细测试和记录，当发现固壁泥浆漏失严重时，应及时堵漏和补浆，并查明原因，采取措施进行处理。根据实际施工情况，在固壁泥浆性能指标基本满足前述要求的前提下，适当调整泥浆配比，并适当放缓挖槽速度，待固壁泥浆漏失量正常后再恢复正常挖槽手段。