探析水利工程混凝土防渗墙施工技术应用论文_罗响宽

广东省水利水电第三工程局有限公司 广东东莞 523710

摘要:随着社会经济的不断发展,水利工程已成为我国基础建设中的一项重要建设项目,混凝土防渗墙施工作为堤防工程施工中的重要方式,其施工技术水平的高低直接关系着工程的整体质量。在堤防工程建设中施工企业必须严格按照每一道工序的规范要求,对各环节质量严格把关,防止各种质量通病的发生,确保整体工程施工质量达到合格水平,并努力实现创优目标。

关键词:水利工程;混凝土防渗墙;施工技术;应用

1.防渗墙的作用与结构特点

防渗墙是一种修建在松散透水地层或土石坝(堰)中起防渗作用的地下连续墙。由于结构可靠、防渗效果好、适应各类地层条件、施工简便以及造价低等优点,在国内外水利工程中得到广泛的应用。

1)防渗墙是一种防渗结构,但是它的作用已远远超越了防渗的范围,可用来解决防渗、防冲、加固、承重及地下截流等水利工程问题。具体的运用主要有以下几点:①防止控制闸、坝基础的渗流;②防止控制土石围堰及其基础的渗流;③防止泄水建筑物下游基础的冲刷;④加固一些有病害的土石坝及堤防工程;⑤作为一般建筑物基础的承重结构,起到承重作用;⑥栏截地下潜流,抬高地下水位,形成地下水库。

2)防渗墙的类型较多,但从其构造特点来说,主要是两类:槽孔(扳)型防渗墙和桩柱型防渗墙。防渗墙系垂直防渗措施,其立面布置有两种型式:封闭式与悬挂式。

3)对于高水头的坝体或重要的围堰,有时设置两道防渗墙,按一定比例分担水头。这时应注意水头的合理分配,避免造成单道墙承受水头过大而破坏。

4)防渗墙的厚度主要由防渗要求、抗渗耐久性、墙体的应力与强度及施工设备等因素确定。其中.防渗墙的耐久性是指抵抗渗流侵蚀和化学溶蚀的。

2.工程案例分析

2.1工程总体概况

本工程混凝土防渗墙包括塑性混凝土防渗墙和钢筋混凝土防渗墙,墙厚60cm,其中塑性混凝土防渗墙76986m2,钢筋混凝土防渗墙18719m2(T1+310~T1+440、T3+190~T3+700),总计混凝土57423m3,混凝土防渗墙墙深变化较大,墙顶高程28.7m,最大墙深40.7m,最小墙深2.5m,防渗墙底部要求穿过砂卵石透水层以下1.0m,具体根据现场地质条件确定。防渗墙所处地层从上至下分别为:填土、粉质粘土、砂质粘土、粘土(花斑粘土)、淤泥质粘土、中细砂、含泥砂卵砾石层、残坡积土、全风化花岗岩。防渗墙槽孔每六米一段,且分两期,即一期槽孔和二期槽孔。

2.2施工工艺及流程

根据类似工程经验以及工程实际地质条件,采用“钻抓法”进行防渗墙成槽施工,“导管法”浇筑水下混凝土形成防渗墙,墙段接头采用“接头管法”施工。具体施工工艺流程如下:

2.3成槽设备选择

由于单个槽孔的成槽作业时间往往占该墙段施工总时间的95%左右,成槽作业成本往往占该墙段总成本的65%~70%,因此选择合适的成槽设备是保证安全和质量、加快成槽速度、降低成槽成本的关键所在。根据地质条件,钻进主孔的设备采用GPS10回转式钻机,副孔抓取设备优先选择SH350(三一重工)液压抓斗。

2.4施工平台及导向槽

2.4.1施工平台

2.4.1.1平台高程

施工平台高程的选定遵守以下原则:

(1)应比地下连续墙的设计墙顶高程高出0.5~1.0m以上。(2)高出地下水位2.0m以上。(3)高出施工期的最高水位,并根据工程重要性,留有足够的安全超高。(4)应能顺利地排除废浆、废水、废渣和弃土。(5)便于抓斗、起重设备和混凝土搅拌运输车顺利方便地进出施工现场,道路坡度不宜过大。(6)导墙应座落在密实的原状土或经过碾压夯实的地基上。(7)随着工程接近尾声,施工区域的地下水位会有明显变化,挡水侧水位上升,因此必须事先考虑到这种水位变化带来的不利影响,提高施工平台高程综合考虑以上因素,本工程防渗墙施工平台高程定为29.2m,即现状堤顶高程。

图1:混凝土防渗墙施工程序图

2.4.1.2平台主要尺寸及技术要求

施工平台应平坦、坚固、稳定、并且要有足够场地供各种机械和设备使用,根据本工程防渗墙施工方法和施工设备的布置,并结合工程设计方案,选定本工程防渗墙施工平台宽度为15m,施工平台由原状堤身培厚加宽。

2.4.2导向槽

防渗墙导向槽施工在堤身背水坡培厚完成后进行,此时堤顶宽度达到15.0m,满足“钻抓法”施工设备的布置需要。导向槽施工按设计图纸要求进行,采用组合钢模板,钢管支撑,φ12@600对拉螺栓加固,拌和楼集中拌制混凝土进行浇筑。导向槽施工完成后对两侧的地面进行硬化,硬化采用10cm厚C15混凝土,硬化后的地面应能够承受设备自重荷载及工作荷载,同时在钻机一侧设置5%的坡度,坡面最低处开挖一条排浆沟。

2.5泥浆系统

泥浆主要是在地墙挖槽过程中起护壁作用,泥浆护壁技术是地下防渗墙工程基础技术之一,其质量好坏直接影响到地墙的质量与安全。根据现场的地形特点,修建6处泥浆系统,每处泥浆系统负责一台抓斗及所配钻机的泥浆供应及回收处理。每处泥浆系统主要包括:制浆站、供浆管路、泥浆回收净化设施。

2.5.1泥浆配合比

根据地质条件,泥浆采用膨润土泥浆,针对松散层及砂砾层的透水性及稳定情况,泥浆配合比如下:(每立方米泥浆材料用量):膨润土:70kg、纯碱:1.8kg、水:1000kg、CMC:0.8kg。上述配合比在施工中根据试广东省水利水电第三工程局有限公司 广东东莞 523710

摘要:随着社会经济的不断发展,水利工程已成为我国基础建设中的一项重要建设项目,混凝土防渗墙施工作为堤防工程施工中的重要方式,其施工技术水平的高低直接关系着工程的整体质量。在堤防工程建设中施工企业必须严格按照每一道工序的规范要求,对各环节质量严格把关,防止各种质量通病的发生,确保整体工程施工质量达到合格水平,并努力实现创优目标。

关键词:水利工程;混凝土防渗墙;施工技术;应用

1.防渗墙的作用与结构特点

防渗墙是一种修建在松散透水地层或土石坝(堰)中起防渗作用的地下连续墙。由于结构可靠、防渗效果好、适应各类地层条件、施工简便以及造价低等优点,在国内外水利工程中得到广泛的应用。

1)防渗墙是一种防渗结构,但是它的作用已远远超越了防渗的范围,可用来解决防渗、防冲、加固、承重及地下截流等水利工程问题。具体的运用主要有以下几点:①防止控制闸、坝基础的渗流;②防止控制土石围堰及其基础的渗流;③防止泄水建筑物下游基础的冲刷;④加固一些有病害的土石坝及堤防工程;⑤作为一般建筑物基础的承重结构,起到承重作用;⑥栏截地下潜流,抬高地下水位,形成地下水库。

2)防渗墙的类型较多,但从其构造特点来说,主要是两类:槽孔(扳)型防渗墙和桩柱型防渗墙。防渗墙系垂直防渗措施,其立面布置有两种型式:封闭式与悬挂式。

3)对于高水头的坝体或重要的围堰,有时设置两道防渗墙,按一定比例分担水头。这时应注意水头的合理分配,避免造成单道墙承受水头过大而破坏。

4)防渗墙的厚度主要由防渗要求、抗渗耐久性、墙体的应力与强度及施工设备等因素确定。其中.防渗墙的耐久性是指抵抗渗流侵蚀和化学溶蚀的。

2.工程案例分析

2.1工程总体概况

本工程混凝土防渗墙包括塑性混凝土防渗墙和钢筋混凝土防渗墙,墙厚60cm,其中塑性混凝土防渗墙76986m2,钢筋混凝土防渗墙18719m2(T1+310~T1+440、T3+190~T3+700),总计混凝土57423m3,混凝土防渗墙墙深变化较大,墙顶高程28.7m,最大墙深40.7m,最小墙深2.5m,防渗墙底部要求穿过砂卵石透水层以下1.0m,具体根据现场地质条件确定。防渗墙所处地层从上至下分别为:填土、粉质粘土、砂质粘土、粘土(花斑粘土)、淤泥质粘土、中细砂、含泥砂卵砾石层、残坡积土、全风化花岗岩。防渗墙槽孔每六米一段,且分两期,即一期槽孔和二期槽孔。

2.2施工工艺及流程

根据类似工程经验以及工程实际地质条件,采用“钻抓法”进行防渗墙成槽施工,“导管法”浇筑水下混凝土形成防渗墙,墙段接头采用“接头管法”施工。具体施工工艺流程如下:

2.3成槽设备选择

由于单个槽孔的成槽作业时间往往占该墙段施工总时间的95%左右,成槽作业成本往往占该墙段总成本的65%~70%,因此选择合适的成槽设备是保证安全和质量、加快成槽速度、降低成槽成本的关键所在。根据地质条件,钻进主孔的设备采用GPS10回转式钻机,副孔抓取设备优先选择SH350(三一重工)液压抓斗。

2.4施工平台及导向槽

2.4.1施工平台

2.4.1.1平台高程

施工平台高程的选定遵守以下原则:

(1)应比地下连续墙的设计墙顶高程高出0.5~1.0m以上。(2)高出地下水位2.0m以上。(3)高出施工期的最高水位,并根据工程重要性,留有足够的安全超高。(4)应能顺利地排除废浆、废水、废渣和弃土。(5)便于抓斗、起重设备和混凝土搅拌运输车顺利方便地进出施工现场,道路坡度不宜过大。(6)导墙应座落在密实的原状土或经过碾压夯实的地基上。(7)随着工程接近尾声,施工区域的地下水位会有明显变化,挡水侧水位上升,因此必须事先考虑到这种水位变化带来的不利影响,提高施工平台高程综合考虑以上因素,本工程防渗墙施工平台高程定为29.2m,即现状堤顶高程。

图1:混凝土防渗墙施工程序图

2.4.1.2平台主要尺寸及技术要求

施工平台应平坦、坚固、稳定、并且要有足够场地供各种机械和设备使用,根据本工程防渗墙施工方法和施工设备的布置,并结合工程设计方案,选定本工程防渗墙施工平台宽度为15m,施工平台由原状堤身培厚加宽。

2.4.2导向槽

防渗墙导向槽施工在堤身背水坡培厚完成后进行,此时堤顶宽度达到15.0m,满足“钻抓法”施工设备的布置需要。导向槽施工按设计图纸要求进行,采用组合钢模板,钢管支撑,φ12@600对拉螺栓加固,拌和楼集中拌制混凝土进行浇筑。导向槽施工完成后对两侧的地面进行硬化,硬化采用10cm厚C15混凝土,硬化后的地面应能够承受设备自重荷载及工作荷载,同时在钻机一侧设置5%的坡度,坡面最低处开挖一条排浆沟。

2.5泥浆系统

泥浆主要是在地墙挖槽过程中起护壁作用,泥浆护壁技术是地下防渗墙工程基础技术之一,其质量好坏直接影响到地墙的质量与安全。根据现场的地形特点,修建6处泥浆系统,每处泥浆系统负责一台抓斗及所配钻机的泥浆供应及回收处理。每处泥浆系统主要包括:制浆站、供浆管路、泥浆回收净化设施。

2.5.1泥浆配合比

根据地质条件,泥浆采用膨润土泥浆,针对松散层及砂砾层的透水性及稳定情况,泥浆配合比如下:(每立方米泥浆材料用量):膨润土:70kg、纯碱:1.8kg、水:1000kg、CMC:0.8kg。上述配合比在施工中根据试

论文作者:罗响宽

论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期

论文发表时间:2017/11/3

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