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绵阳加固公司之如何加固水库主坝混凝土防渗墙
浏览: 发布日期:2017-02-17
          1工程主坝病险概况

         上阳水库位于樟树市清丰山溪水系芗水支流的上阳溪,地处店下镇谢家村,距樟树市区19km,库区流域中心地理位置为东经115°39′,北纬27°56′,坝址以上控制流域面积18.8km2,总库容2126万m3,设计灌溉面积1.7万亩,是一座以灌溉为主,兼顾防洪、养殖等综合利用的中型水利枢纽工程。

 
        水库于1971年由清江县水利电力局设计,江西省水利厅审批,同年11月动工兴建,1972年4月基本建成受益,1987年至1990年对水库进行了加固扩建,形成现有规模。水库枢纽工程等级为Ⅲ等,主要永久性建筑物为3级,水库枢纽工程主要建筑物有主坝、副坝、溢洪道、主坝坝下输水涵管、副坝坝下输水涵管等。
 
       水库运行多年来未发现大的库岸崩塌现象。库内森林茂密,植被良好,河流固体径流少,水库淤积问题不大。为保障水库的长治久安,决定对水库主坝进行混凝土防渗墙、高喷及帷幕灌浆加固
 
        2主坝加固主要内容
 
         2.1混凝土防渗墙
 
         主坝坝体防渗采用钻抓法造塑性砼防渗墙,起止桩号为0+000.0~0+702.5m,全长702.5m,砼防渗墙轴线位于坝轴线上游1.5m上游处,墙体有效厚度为0.4m,防渗墙顶高程59.53m,导槽顶高程61.00m,桩号0+000.0~0+112.0m段墙底伸入强风化基岩层1.0m,桩号0+112.0~0+590.0m墙底伸入全风化基岩层1.0m,桩号0+590.0~0+702.5m墙底伸入壤土层1.0m,防渗墙造孔斜率≤3/1000,设计渗透系数小于1.0×10-6cm/s,抗压强度R28≥3.0MPa,弹性模量E28≤1000MPa。
 
         2.2灌浆
 
        高压旋喷灌浆起止桩号为0+000~0+112.0m,全长112.0m,呈一排布置,孔距1.6m,高压旋喷灌浆顶部伸入强风化基岩面以上1.0m,底部伸入强风化基岩面以下1.0m,孔位偏差≤5cm,孔斜率≤1%,入岩深度≥1.0m,浆压0.2MPa~1.0MPa,流量60L/min~80L/min,进浆密度≥1.5g/cm3,回浆密度≥1.3g/cm3。
 
        3加固的施工方法
 
        3.1液压抓斗造砼防渗墙
 
        防渗墙施工前先委托有关单位进行了防渗墙先导孔钻探工作,先导孔钻孔柱状图数据与实际施工钻探地质情况相符。上阳水库除险加固工程主坝采用抓斗法造砼防渗墙进行处理。处理范围为桩号0+000.0~0+702.5,全长702.5m,砼防渗墙墙顶高程为59.53m、防渗墙轴线离坝轴线上游1.5m,墙厚0.40m。
 
       (1)布置施工平台:原大坝坝顶宽度达不到7m,无法满足抓斗施工所需10m宽施工平台的要求。施工时将原坝顶降低,开挖的部分土方直接堆放至下游做路肩培土,加大坝顶的宽度,使大坝坝顶拓宽到10m,以利施工。
 
        (2)修筑导向槽:沿防渗墙轴线方向设置导向槽。导向槽两侧墙体拟采用倒L型断面,现浇C20砼构筑。
 
         (3)抓斗成槽及清孔换浆:成槽采用“三抓法”施工方案,即采用SG-22型液压抓斗机先抓取槽段两侧的主孔,再抓中间的副孔成槽。槽段划分:大坝槽段划分为Ⅰ、Ⅱ序槽段,其中Ⅰ序槽段长6.5m,Ⅱ序槽段长6.5m。先施工Ⅰ序槽段,再施工Ⅱ序槽段。造孔成槽:槽段造孔成槽采用“三抓法”,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。
 
          先施工槽段两端的主孔,主孔完成后再抓中间留下的副孔。主副孔完工即该施工槽段完工,经监理确定岩层岩性,并最终确定该施工槽段成槽深度。清孔换浆:槽段终孔验收合格后进行清孔,清孔采用抓斗抓取淤泥,利用下设潜水排污泵抽浆,并及时用新鲜泥浆补充。清孔换浆结束后,进行槽段砼浇筑。
 
         泥浆护壁:护壁泥浆在造孔过程中起固壁、悬浮、携渣、冷却钻具和润滑的作用,成墙后还可以增加墙体的抗渗性能,泥浆采用膨润土拌制。新制泥浆经过24h膨化后,利用供浆管输送至孔槽内使用,成槽及槽段砼浇筑过程中回收的泥浆,经净化后可重复使用。槽孔孔口泥浆面在成槽过程中保持在导向槽顶面以下30cm~50cm范围内。
 
        (4)防渗墙体砼浇筑:砼防渗墙是在泥浆下浇筑砼,采用直升导管法(每个槽段中安装2根导管)进行墙体砼浇注,砼竖向顺导管下落,利用导管隔离泥浆,使泥浆不与砼接触,导管内砼依靠自重压挤下部管口的砼,并在已灌入的砼内流运,扩散上升,最后置换出泥浆,保证砼的整体性。
 
        (5)槽段接头处理:相邻槽段的衔接部分即为接头,采用硬型钢管隔离砼,使一期砼成弧形,当施工二期槽段时用砼钢刷刷洗一期槽段浇筑的砼弧形表面,以保证接头质量。
 
        3.2高喷灌浆施工方法
 
        3.2.1施工程序
 
         主要施工程序为:准备工作→钻机就位→钻孔→插管→喷射作业→冲洗→移动机具。
 
        3.2.2施工方法
 
       (1)高喷灌浆的形式、施工轴线位置和施工技术参数及质量要求。形式:高压旋喷,灌浆采用三重管法。施工轴线位置:旋喷轴线位于砼防渗墙轴线上游侧0.5m处,孔距1.6m。施工技术参数:高压水P=60MPa;压缩气P=0.5MPa~0.7MPa;浆压P=1.0MPa;提升速度V=7cm/min;碎石层5cm/min~10cm/min;旋转速度V=8r/min;水泥浆液的水灰比1.0~1.5。
 
        (2)施工工艺在施工前,按设计图纸要求进行高喷模拟试验,以确定施工技术参数,并报监理工程师批准。钻机就位及钻孔:灌浆钻机安放在已放样的孔位上,钻头对准孔位的中心,钻架校正水平,钻杆保持垂直。钻孔深度以伸入含砾粘土或基岩不小于0.5m,并通过现场取芯判别,且经现场监理工程师认可。
 
          钻孔作业时经常量测钻机竖直度以确保钻孔竖直度,发现偏斜及时给予纠正。为防止塌孔,钻孔时采用泥浆护壁。制备浆液:泥浆搅拌机制备泥浆,泥浆比重不小于1.5,搅拌时间不短于2分钟。泥浆随拌随用。插管及喷灌作业:钻孔完成后,喷机就位,校正机架水平和灌浆管的垂直度。灌注管插入高喷孔之前,采用中等压力试喷,检查喷射及灌浆系统是否畅通,然后用卷扬机将灌注管插入钻孔地基设计深度。
 
         根据设计要求和技术参数,开动高压泵、空压机、泥浆泵进行喷射灌浆作业,按设计的提升速度提升喷灌管。喷灌中,随时检测或观察泥浆比重、提升速度、浆压、气压和设备的工作状态等,出现问题及时采取针对性的措施进行处理,直到满足设计要求。
 
         移动机架和冲洗管路:高压喷射灌浆完成一个孔后,机架移至新的钻孔位置,插管进行新的钻孔喷灌施工。若新的灌浆孔尚在钻进,不能连续进行喷灌作业,则喷灌管道及设备必须及时冲洗干净,防止余浆会硬化堵管。
 
         3.2.3特殊情况处理
 
       (1)钻孔在钻进过程中如遇漏浆严重,立即停止钻进并及时连续灌入泥浆。
 
        (2)在高喷过程中,如遇孔口不返浆,并且浆液面不断下沉,应在原高程处静喷,同时加入少量中粗砂于孔中,而且在该孔的坝脚附近内巡视检查是否出现冒浆,如出现冒浆,必须在冒浆处加压铺盖或停止喷灌,待初凝后重新造孔,进行第二次喷射灌浆,直至达到封堵渗漏通道为止。
 
         (3)如遇停电、机械事故造成停喷后,继续喷射时,浆喷杆下插不小于20cm,以保证板墙在高度上的连续性。
 
          3.2.4质量控制措施
 
      (1)精确测量放样定位,孔位误差不大于5cm,定位的钢筋或木桩要牢固,以免移动。
 
      (2)灌浆用的水泥要保持新鲜,受潮结块者不得使用;水泥出库使用前应对质量作出鉴定,合格后方可使用。
 
       (3)搅拌浆液时,对各种材料准确计量,保证做到迅速、均匀、有效地搅拌。
 
       (4)喷射注浆,应自下而上连续进行,不得中断。一旦需中断卸管或其它因故中断,应尽快恢复灌浆,并要重新复喷,搭接长度不小于20cm,以保证墙体的整体性。
 
       (5)冒浆处理:在旋喷过程中,往往有一定数量的土料,随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面。冒浆量应控制在注浆量的20%以内,超过或完全不冒浆时,应查明原因并采取相应措施。
 
        (6)通过试验确定施工参数后,各参数不得自行变更,如遇特殊坝基需要更改施工参数,必须事前经过监理工程师同意,并报设计部门认可。
 
         (7)详细记录每孔施工的施工时间、孔位偏差、注浆时间、提升速度等各项施工参数及施工中出现的意外情况及处理措施等。
 
           4结语
 
         加固施工完毕后,上饶市水利工程质量检测站对帷幕灌浆体钻孔7个,按25段进行压水试验,透水率为3.7Lu~9.7Lu,满足设计要求。另对防渗墙0+038及0+169桩号防渗墙槽段搭接部位开挖检查,结果表明:墙体呈青灰色、成色均匀、墙体垂直、搭接紧密无夹泥,墙体外观质量及外观尺寸均符合设计要求。采取的砼芯样连续完整,骨料分布均匀,见少量气孔,未见明显缺陷,实测墙体渗透系数均满足设计要求。

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