塑性混凝土防渗墙技术在大同水库施工中的应用.doc

塑性混凝土防渗墙技术在大同水库施工中的应用 　　[摘要]大同水库混凝土防渗墙工程量与施工难度均较大，文章对塑性混凝土防渗墙的设计与施工工艺作探讨。 　　[关键词]塑性混凝土；混凝土防渗墙；大同水库；施工技术 　　[中图分类号]TV640.31　[文献标识码]A　[文章编号]1007-7723(2007)07-0128-0003 　　 　　塑性混凝土是用黏土和膨润土取代普通混凝土中的大部分水泥形成的一种柔性工程材料。与普通混凝土相比，塑性混凝土弹性模量低、极限应变大、能适应较大变形、抗渗性能好，同时还具有节约水泥、降低造价、施工方便等优点，因此，在国内外被广泛用作防渗墙墙体材料。 　　 　　一、大同水库工程概述 　　 　　大同水库位于湖北省蕲春县蕲河流域上游侍郎庙河谷上，坝址以控制流域面积176.5km大同水库为主，兼顾发电、水产养殖等综合利用的大(2)型水库。 　　水库于1958年9月正式开工，1962年2月完成主体工程，1964年6月建成并投入使用。主坝原设计为黏土木板心墙砂壳坝，坝轴线呈折线布置，全长456.00m，坝顶宽度10.00m，最大坝高47.87m，坝顶高程128.49m(吴淞高程)，防浪墙顶高程129.69m，黏土心墙顶高程128.09m，木板心墙顶高程117.99m。 　　由于主坝黏土木板心墙太薄且不连续，右坝段心墙缺失，在运行中一直存在安全隐患，必须整除加固。经有关专家论证、有关部门批准，大坝心墙采用塑性混凝土防渗墙。采用的塑性混凝土防渗墙是病险土石坝防渗处理的有效手段，塑性混凝土防渗墙具有低弹模、高塑性、极限应变大，可使防渗墙应力应变状态接近于坝体土层的实际悄况，能有效地防止因地震等造成的墙体开裂现象从而可提高防渗墙的防渗效果。 　　 　　二、大同水库塑性混凝土防渗墙施工过程 　　 　　(一)修建施工平台及导向槽 　　在造孔过程中，为了防止钻具撞击孔口，槽孔的泥浆、废水等在孔口处漫流，保护孔口的土体稳定，防止坍塌，造孔前应设导向槽，导向槽的轴线与防渗墙轴线平行，槽口宽度1.0m，导墙宽0.8m，深1.5m。设置纵向受力钢筋，以增大其拉应力。施工平台宽11m，铺15cm厚碎石以满足安装钻机轨道的需要。 　　(二)槽段划分及施工成槽 　　槽段的长度宜尽量加长，以减少槽段间接头数量，提高墙体的整体性。但受墙基地质条件限制及成槽深度等因素影响，槽段又不宜过长。根据工程特点，采用冲击钻与液压抓斗相结合的“两钻三抓”成槽方式，即用冲击式钻机钻槽孔两端的接头孔，槽段中间部分用“三抓”完成。它的优点是既保证了端孔的造孔精度，又可增加槽长，充分发挥抓斗的效用，加快了施工进度。冲击钻的特点是比较容易控制槽孔的垂直度。此外，冲击钻在槽内成千上万次的冲击作用和积压作用，对于固壁、防止槽壁坍塌和漏浆非常有益。同时，液压抓斗的成槽和清孔速度快，容易控制槽孔的垂直度。在黏土层中采用空心钻头，将主孔依次冲击到底，在碎石层、砂砾石、基岩地层采用“+”字形铸钢钻头钻进，抽砂筒出渣。二期混凝土接头处采用钢丝钻头清洗套接处泥皮，抽筒捞渣换浆。 　　(三)混凝土浇筑 　　采用直升导法浇筑水下混凝土，导管直径220mm，每个槽段设2组导管，间距为2.5m，导管和槽口的储料斗连接，由混凝土输送泵往储料斗送料。开浇前，导管内应置人可以浮起的隔离塞球，初浇前先将料斗口用带钢绳钢板封闭，向料斗内注入一盘砂浆，再注满混凝土，然后同时拉开封底钢板，料斗内混凝土同时推挤皮球，通过皮球将泥浆从导管底部排出，预计混凝土到孔底后冲击钻机轻提料斗，使皮球从导管底端浮出，混凝土埋住管底，并保证导管初次埋深不小于50cm，因此在浇筑前要计算好上次封底的混凝土方量，导管封底后应随即向料斗内注入混凝土。在浇筑过程中，控制各料斗均匀下料，并根据混凝土上升速度起拔导管，导管埋人混凝土的深度保持在1.0～6.0m之间。混凝土供应强度满足上升速度不小于2m/h的要求。 　　(四)泥浆固壁 　　塑性混凝土防渗墙施工过程中，固壁泥浆直接影响工程的施工进程和槽壁的稳定，并能起到冷却钻头、润滑钻具、悬浮岩屑以及防止坍孔的作用。覆盖在壁面上的泥皮的约束作用及渗入槽壁土层内泥浆所起的对地层的固结作用，不仅有利于防止槽壁上土颗粒坍落，还可减少地层变位和增加壁面强度。同时，泥浆本身又具有一定的抗剪强度，如同稳定塑性体，能发挥其被动抵抗力作用支撑槽壁，这些因素的综合作用，保证了槽壁的稳定。 　　(五)清孔换浆 　　抓斗在抓孔过程中，会有部分细砂或其他岩渣悬混在泥浆中，然后逐渐沉淀到底孔，抓斗在挖掘槽孔底部时也会遗留少部分细砂和岩渣，这些淤积物都必须在混凝土浇筑前清理干净，否则，会给墙体质量带来危害。造孔结束以后经检验终孔合格后，需进行清孔换浆。清孔换浆可