水庫(kù)主壩混凝土防滲墻施工技術(shù)研究論文
摘要：文章針對(duì)水庫(kù)主壩施工，圍繞混凝土防滲墻施工技術(shù)，結(jié)合某水電站實(shí)例，對(duì)該技術(shù)的作用與應(yīng)用進(jìn)行了闡述，并提出了可有效預(yù)防與處理卡鉆、滲漏等問(wèn)題的方法，為進(jìn)一步提高施工質(zhì)量提供了可靠的參考，最終得出混凝土防滲墻對(duì)于水庫(kù)主壩具有良好防滲作用的結(jié)論。
關(guān)鍵詞：混凝土防滲墻；水庫(kù)主壩；水電站；施工質(zhì)量；防滲作用
如今，在眾多水庫(kù)主壩中，防滲效果最為顯著的即為混凝土防滲墻。這種防滲墻是專門按照大壩結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)建造的，采取相應(yīng)技術(shù)措施在地基當(dāng)中建成一個(gè)具有高耐沖性、高穩(wěn)定性的防滲墻體，這種墻體實(shí)質(zhì)上是壩體的進(jìn)一步延伸，而且還是一種可以提供良好防滲能力的重要組成。然而，由于受到外界因素的影響，在防滲墻施工過(guò)程中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，極大地增加了施工的難度，無(wú)法保障其性能與作用的發(fā)揮。因此，對(duì)當(dāng)前的防滲墻施工應(yīng)用進(jìn)行深入分析是具有重大現(xiàn)實(shí)意義的。
1工程概況
某水電站位于波得藏布中下游河段（通多村附近），距離傾多鎮(zhèn)12km，波密鎮(zhèn)43km。該電站屬波得藏布干流四級(jí)梯級(jí)開(kāi)發(fā)的第三級(jí)水電站，壩址以上流域面積為2453km2，年平均流量為132m3/s。水電站碾壓式瀝青混凝土心墻厚度為0.7m，心墻兩側(cè)設(shè)3.0m厚的砂礫石過(guò)渡帶，瀝青混凝土心墻與基礎(chǔ)混凝土防滲墻采用混凝土底座連接。防滲系統(tǒng)主要采用垂直瀝青混凝土壩體防滲墻和混凝土基礎(chǔ)防滲墻，并采用在左壩肩進(jìn)行帷幕灌漿和右壩肩進(jìn)行混凝土防滲墻進(jìn)行防滲方式連接。
2防滲墻主壩施工布置
在壩體填筑至設(shè)計(jì)高程后，根據(jù)工程的地質(zhì)、地形條件，開(kāi)展導(dǎo)向槽、棄渣平臺(tái)等工作，并安排鉆機(jī)進(jìn)行入場(chǎng)。結(jié)合設(shè)計(jì)方案中的內(nèi)容，在防滲墻上游布置鉆機(jī)，在軸線的平行線上布置四條軌道，鉆機(jī)可以在軌道上進(jìn)行移動(dòng)。軌道布置完成后，在槽孔的下游布置倒排系統(tǒng)與棄渣平臺(tái)。導(dǎo)向槽的深度為1.3m，寬度為0.8m，由混凝土材料澆筑而成。施工電源從周邊村莊獲取，臨時(shí)加設(shè)變壓器，并配備發(fā)電機(jī)保證施工用電需求。施工用水可直接從水庫(kù)中抽取，隨用隨抽。
3防滲墻主壩施工工藝
3.1泥漿系統(tǒng)
泥漿系統(tǒng)是施工的重要組成部分，其主要由制漿廠、儲(chǔ)漿站以及管路等構(gòu)成。用于泥漿配制的黏土材料的指標(biāo)參數(shù)如表1所示，為提高其使用性能，可摻加適量的膨潤(rùn)土。此外，根據(jù)實(shí)際要求，還需在泥漿混合料中摻加少量減水劑等外加劑，泥漿中各類材料的`實(shí)際用量、拌和方法與時(shí)間等都需通過(guò)試驗(yàn)得出。保存在儲(chǔ)漿站中的泥漿應(yīng)持續(xù)攪拌，以此確保均勻。
3.2槽孔建造
3.2.1槽孔劃分。單孔實(shí)際長(zhǎng)度控制在7.7m左右，單孔設(shè)有7孔，其中主孔4個(gè)，副孔3個(gè)，工程共施工51個(gè)槽孔。一、二期槽孔混凝土套接接頭選取鉆鑿法進(jìn)行施工。
3.2.2造孔工藝。造孔使用沖擊鉆機(jī)，型號(hào)ZZ-5。設(shè)計(jì)要求運(yùn)用“鉆劈法”實(shí)施造孔，一期與二期槽孔的接頭孔鉆進(jìn)，一期槽孔完成澆筑1～1.5d后進(jìn)行造孔，造孔過(guò)程中先對(duì)主孔施工，然后再施工副孔。主孔鉆進(jìn)中，孔位必須準(zhǔn)確無(wú)誤，實(shí)際垂直度應(yīng)嚴(yán)格控制在限度以內(nèi)，這是因?yàn)橹骺椎拇怪倍葧?huì)對(duì)二期槽孔連接造成直接影響，與防滲墻連續(xù)性的保持息息相關(guān)。在對(duì)副孔進(jìn)行劈打的過(guò)程中，由于主孔已經(jīng)造好，所以存在兩個(gè)自由面，施工效率較高，副孔的實(shí)際深度需根據(jù)臨近主孔的具體深度確定。主孔與副孔均建造完畢后，會(huì)留下一些類似“小墻”的結(jié)構(gòu)，此時(shí)應(yīng)改變鉆頭指向，對(duì)這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行鉆劈，直至形成一個(gè)完好且厚度均勻的槽孔。
3.2.3確定基巖面。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，槽孔需在中風(fēng)化基巖中嵌入不少于1m的深度。由此可見(jiàn)，確定基巖面十分關(guān)鍵，實(shí)際情況中可采取以下方法進(jìn)行確定：（1）鉆進(jìn)過(guò)程中，手持鋼繩感覺(jué)到較強(qiáng)的地層持續(xù)變硬情況；（2）鉆進(jìn)進(jìn)尺顯著降低；（3）使用抽砂筒取出當(dāng)前地層的細(xì)粒進(jìn)行試驗(yàn)判定；（4）充分利用建造副孔時(shí)得到的巖塊進(jìn)行判定。
3.3清孔
本工程采取“抽筒出渣法”進(jìn)行清淤處理。此方法是指使用抽筒通過(guò)攪拌、抽取去除孔中沉渣，然后將孔中不合格的泥漿返排至沉淀池，最后對(duì)槽孔進(jìn)行補(bǔ)漿。清孔與換漿均完畢以后，槽孔應(yīng)滿足以下指標(biāo)：
3.3.1孔底淤積層的最大厚度不超過(guò)10cm。
3.3.2若在實(shí)際情況中使用黏土泥漿，則槽孔的泥漿比重不得超出1.2，含水量不超過(guò)10%，且黏度需低于30s。本工程上述指標(biāo)的實(shí)測(cè)結(jié)果為：槽孔泥漿比重1.1，平均黏度為20s，含砂量為5%。
3.3.3二期槽孔的清孔與換漿完畢之前，需對(duì)孔壁上附著的泥皮進(jìn)行清理，直到所用鋼絲刷上不再粘有泥屑為止。
3.4混凝土澆筑
3.4.1澆筑前準(zhǔn)備工作�；炷灵_(kāi)盤以前，需要對(duì)攪拌系統(tǒng)與入倉(cāng)系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查，確認(rèn)合格之后再由工程的監(jiān)理部門簽發(fā)開(kāi)盤許可。澆筑前檢查的主要內(nèi)容有：材料質(zhì)量與現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)存量，材料的參數(shù)指標(biāo)是否與設(shè)計(jì)方案相符；運(yùn)輸站、攪拌站等的實(shí)際生產(chǎn)能力是否滿足施工需求；施工現(xiàn)場(chǎng)的水電供應(yīng)、料臺(tái)搭建等實(shí)際情況以及臨時(shí)車道能否滿足施工需求；導(dǎo)管組合與具體的下放區(qū)域能否滿足相應(yīng)的要求等。在所有檢查工作均已完成且合格之后，即可按照流程和計(jì)劃開(kāi)展混凝土澆筑施工。
3.4.2混凝土澆筑施工。混凝土澆筑是防滲墻成型的重要環(huán)節(jié)，施工難度相對(duì)較大，要求一次成型，具體施工過(guò)程中應(yīng)給予此環(huán)節(jié)足夠的重視。對(duì)于混凝土防滲墻而言，其不僅具有良好的防滲能力，還具有很高的強(qiáng)度，其彈性模量也很低，可以很好地適應(yīng)地基形變等外界情況。由于本工程防滲墻澆筑采取導(dǎo)管法，所以混凝土材料必須具備良好的流動(dòng)性與和易性。施工過(guò)程中，混凝土材料如入孔坍落度必須保持在18～22cm范圍內(nèi)，且擴(kuò)散度不得超出34～40cm范圍�；炷敛牧蠂�(yán)格按照試驗(yàn)通過(guò)的配比實(shí)施拌和，其水灰比不得超出0.65，原材料的選取必須和試驗(yàn)中使用的完全相符，禁止隨意更換，選用二級(jí)配粗骨料，使用河砂作為細(xì)骨料。槽孔經(jīng)驗(yàn)收合格以后，下導(dǎo)管進(jìn)行澆筑。導(dǎo)管直徑為250mm，需布置在墻體的中心線上，每隔3.0m布置一個(gè)導(dǎo)管，導(dǎo)管的頂端距離孔底不超過(guò)25cm。澆筑時(shí)，導(dǎo)管應(yīng)插入混凝土層適當(dāng)深度，通常不小于1.0m，本次施工控制在3.0m左右。混凝土層實(shí)際上升速度需控制在2m/h以上，技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)繪制澆筑圖紙，為澆筑方量的核對(duì)提供依據(jù)。槽孔的孔口處應(yīng)設(shè)置蓋板，質(zhì)量不合格的混凝土材料禁止使用。
3.4.3混凝土澆筑施工質(zhì)量評(píng)定。嚴(yán)格按照施工質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所有槽孔實(shí)施仔細(xì)的質(zhì)量檢驗(yàn)與質(zhì)量評(píng)定。經(jīng)評(píng)定，本工程所有單元工程施工質(zhì)量均可滿足合格要求，優(yōu)良率可以達(dá)到95%。混凝土防滲墻被劃分成分部項(xiàng)目，根據(jù)該單元的評(píng)定成果得知，本工程混凝土防滲墻的施工質(zhì)量合格，被評(píng)為優(yōu)良分部工程，可為后續(xù)施工提供良好的基礎(chǔ)和保護(hù)。
4槽孔施工中卡鉆、漏漿等問(wèn)題的預(yù)防與處理辦法
4.1卡鉆問(wèn)題的預(yù)防與處理辦法
對(duì)于防滲墻施工而言，卡鉆現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，為有效預(yù)防這種問(wèn)題的發(fā)生，在施工過(guò)程中可采取以下措施：
4.1.1主孔在沖鉆以后必須及時(shí)回填，以免造成石塊墜落等危險(xiǎn)。
4.1.2在對(duì)槽孔副孔進(jìn)行劈打時(shí)可同時(shí)使用兩臺(tái)鉆機(jī)，這樣具有良好的卡鉆預(yù)防效果。
4.1.3如果施工中只能使用一臺(tái)鉆機(jī)進(jìn)行副孔劈打施工，則需經(jīng)常調(diào)動(dòng)變換鉆機(jī)的位置，兩個(gè)副孔的實(shí)際深度必須控制在相同的水平。
4.1.4在出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象時(shí)，首先應(yīng)明確鉆頭的實(shí)際方向與深度，然后使用特定的“工”字形鉆頭在卡鉆位置的旁邊實(shí)施擴(kuò)孔，直到被卡鉆頭提出。
4.2漏漿、塌孔等問(wèn)題的預(yù)防與處理辦法
4.2.1主孔施工采取鉆進(jìn)與回填同時(shí)進(jìn)行的方法，由于回填層的結(jié)構(gòu)較為松散，密實(shí)度不足，存在一定孔隙，僅使用泥漿是很難對(duì)孔壁進(jìn)行加固的，需要徹底改變孔壁上的土層，封堵發(fā)生滲漏的主要通道，才可形成良好的槽孔。此外，鉆進(jìn)施工時(shí)還需經(jīng)常性地向孔中回填混合材料，混合料在鉆頭持續(xù)的沖擊之下，會(huì)對(duì)孔壁的土層進(jìn)行擠密，黏土等材料也會(huì)附著在孔壁上，進(jìn)而起到封堵滲漏通道的作用和效果。
4.2.2副孔施工采取回填主孔、劈打副孔的方法，在主孔鉆進(jìn)完全穿過(guò)結(jié)構(gòu)較為松散的土層以后，需使用黏土等材料對(duì)其進(jìn)行回填，依靠黏土對(duì)主孔孔壁進(jìn)行有效的保護(hù)，然后再開(kāi)始副孔的劈打施工。在副孔施工過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)向孔中填入黏土、碎石等材料，與主孔的作用機(jī)理相同，在劈打等沖擊作用下，黏土?xí)c孔壁黏結(jié)，對(duì)滲漏點(diǎn)起到一定封堵的作用，從而更好地穩(wěn)定孔壁，實(shí)現(xiàn)高效成孔的目標(biāo)。
5結(jié)語(yǔ)
對(duì)建成防滲墻進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，同時(shí)觀測(cè)量水堰等位置的實(shí)際滲漏情況得知，該水庫(kù)主壩防滲墻可以有效發(fā)揮防滲作用，方案可行，滿足水庫(kù)對(duì)于防滲性的需求，可以為相似的水庫(kù)工程建設(shè)提供成功的經(jīng)驗(yàn)。
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