實例分析:水電站復雜地層圍堰防滲墻快速施工技術
防滲墻施工存在的難點
該工程項目原設計為懸掛式防滲墻,后經(jīng)過設計變更為嵌入基巖式全封閉防滲墻,,孔深增加近一倍,,設計工期為在兩個枯期內(nèi)完成,但是業(yè)主方考慮到整個電站總體工期規(guī)劃與圍堰過流保護費用等問題,要求圍堰防滲墻在一個枯期內(nèi)完成。根據(jù)長河壩前期勘探資料顯示,,壩區(qū)孤漂石含量高,,架空層嚴重,而且勘探孔遇到過直徑12m的大孤石,。防滲墻在漂孤石含量極高,,孤石直徑特大,孤石硬度達到180MPa的地層中施工難度非常大,。
防滲墻的按期快速完成,,是本項目在一個枯水期內(nèi)完成圍堰封閉目標的關鍵。由于特殊復雜的地質(zhì)條件,,防滲墻施工存在以下難點:
(1)地層均一性差,,架空層嚴重,漏漿,、塌孔頻繁,;
(2)地層中孤漂石含量高(含量比例達到30-40%)、直徑大(最大直徑12米左右),、硬度高(強度達到180MPa),,并且存在特大孤石群,,造孔困難,,工效低,。
(3)基巖面陡,先導孔取芯困難,,基巖鑒定時間長,。
(4)防滲墻軸線上探頭石多,孔斜控制難度大,。
(5)孔深較深:要在此種復雜地層中施工到83.23m,,屬全國首例。
(6)工期緊:對比類似復雜地層項目的工期來看,,由二個枯期完成的施工任務,,要求在一個枯期完成,工期壓縮了近1倍以上,。
采取有利于快速成槽的主要施工技術
1 選擇與地層相適應的造孔工藝及設備
防滲墻造孔成槽工藝主要采用“鉆抓法”,、“鉆劈法”、“純抓法”,、“純銑法”等,。考慮到本工程特有地質(zhì)情況,、墻體深度,、設備能力等,采用“鉆劈法”施工,。即:采用特A,、CZ-6D等沖擊鉆機造孔,抽桶出渣,。處于圍堰工程關鍵工期的上游圍堰防滲墻采用HS875抓斗掛特制重錘沖砸副孔與小墻的施工方法,,上游圍堰防滲墻占關鍵工期線路的槽段布置3臺鉆機搶工。
槽段開孔時采用平底鉆頭對地層進行擠密,,整個槽段不抽渣直接平打至8m,。遇到砂層或者施工回填層換用空心鉆頭,遇到孤石層或者找小墻時換用平底鉆或者十字鉆頭,。
為確保施工工期,,對每一個孔深超過30m的I期槽段布置兩臺沖擊鉆機的方案, 上下游共布置44臺套沖擊鉆機(上游圍堰20臺,、下游圍堰24臺),,并且上游圍堰布置一臺HS843鋼絲繩抓斗輔助鉆機進行搶工。
2 采用膨潤土泥漿護壁
固壁泥漿是防滲墻施工的重要組成部分,,泥漿在造孔成槽過程中起固壁,、封堵、懸浮、攜渣,、冷卻鉆具和潤滑的作用,,成墻后還可增加墻體的抗?jié)B性能。對于本工程中覆蓋層松散,,架空層嚴重,,孤漂石含量極高的特點,常規(guī)膨潤土泥漿不能很好的滿足固壁和懸浮鉆渣的要求,,為此本工程確定采用MMH正電膠膨潤土泥漿,。MMH正電膠泥漿的各項性能指標均優(yōu)于常規(guī)分散型膨潤土泥漿,不僅造壁性能和封堵性能較好,,而且生產(chǎn)成本較低,。
3采用墻段接頭管連接技術
本工程墻段連接采用接頭管法施工。Ⅰ期槽孔澆筑前在槽孔兩端下設接頭管,,在墻體混凝土澆筑過程中,,根據(jù)試驗確定的脫管齡期跟隨混凝土面上升逐節(jié)拔出接頭管。接頭管直徑1000mm,,單節(jié)長5m,,單銷連接;底節(jié)管裝有能自動啟閉的活門,,以防止混凝土進入接頭管內(nèi),;為減少下管時吊車的荷載,在部分管節(jié)內(nèi)設置了浮箱,。拔管設備采用YBJ-1000型卡鍵式大口徑液壓拔管機,;該拔管機最大起拔力3000kN,液壓站上裝有小油泵,,可長時間保持接頭管微動,。
接頭管技術的采用,與傳統(tǒng)的鉆鑿法相比,,不僅節(jié)省了約1/6的混凝土(2600m3)降低了成本,也減少了1/6約2600m的鉆孔工程量,,提高了有效成槽速度。
4墻內(nèi)預埋灌漿管
為保證墻體完好,,使帷幕灌漿對墻體的損害減小至最低限度,,上游兩岸坡段墻下帷幕灌漿采用墻體預埋灌漿管的方案,灌漿管采用Φ114mm鋼管,,φ20mm螺紋鋼筋制作保持架,,鋼管與鋼筋架通過焊接連接為一整體桁架。吊車起吊,,孔口焊接,,整體下設,。
在墻體內(nèi)預埋灌漿管約8500m,與在墻體內(nèi)鉆孔相比,,減少了在墻體內(nèi)鉆孔8500m,,提前了后續(xù)圍堰封閉的時間。
5漏漿塌孔的預防及處理技術
鑒于本工程施工過程中漏漿,、塌孔現(xiàn)象普遍存在,造孔過程采取了以下措施進行預防:
(1)縮小每個槽段的長度,,通過對設計提供的地質(zhì)資料的認真分析,,最終采取了3主2副的成槽方案,縮短成槽時間,,確保槽段安全,。
(2)槽段開孔時嚴禁使用空心鉆,要用平底鉆平打整個槽段至8m,,其間不能抽渣,,以便對地層擠壓密實,防止導向槽底部坍塌,。
(3)抓斗掛重錘鉆鑿副孔與小墻時專門預備足量的粘土與鉆渣的混合料,,抓斗施工槽段時間要不停加入粘土與鉆渣的混合料,并用重錘攪拌堵住已發(fā)生滲漿的滲漏通道,,避免其在重錘沖砸擾動下繼續(xù)發(fā)展,,導致大規(guī)模漏漿。
(4)在造孔過程中,,根據(jù)施工的實際情況適當提高正電膠漿的各材料用量,,提高泥漿粘度與其它性能指標,必要時摻入單向壓力封堵劑,。
針對施工過程中發(fā)生漏漿,,主要采取以下措施進行處理:
孔底漏漿、基巖與覆蓋層接觸面漏漿處理相對容易,,施工中經(jīng)過反復的實踐,,一旦發(fā)現(xiàn)漿面下降立即停鉆,將鉆頭迅速拉起,,向孔內(nèi)加入比例為1:1的砂石料與粘土的混合料,,效果較好,并且節(jié)約了施工成本,,避免了因完全回填粘土導致的材料浪費,。
孔壁漏漿和處理孤石漏漿、爆破孤石漏漿的處理較為復雜,,由于漏漿位置大多處在槽孔中部,,靠填入大密度混合堵漏材料直至堵塞滲漏通道的方法,,無論是材料用量還是堵漏時間上均不允許。故在堵漏時采取了小密度混合料堵漏的辦法,,施工中經(jīng)過反復實踐,,采取廢棄的鉆渣,混合鋸末,、膨潤土粉和粘土,,摻合均勻后投入槽內(nèi)。摻合時膨潤土粉和粘土的摻量要比較大,,粘土以不含結(jié)塊的顆粒狀粘土為宜,。投入槽孔前要摻合均勻一次性大量投入槽內(nèi)的方法一般可堵住滲漏通道。
針對施工中的較嚴重的個別漏漿塌孔的特殊槽段,,聯(lián)合采取多種堵漏措施,,首先正電膠漿液采取較高粘度的配比,并且摻加2%的單向壓力封堵劑,,存在大的滲漏通道時加入較大粒徑的片石與粘土的混合料,,效果不明顯的情況下回填低標號混凝土進行堵漏,例如上游的SY-21#槽段,,經(jīng)過多次回填片選自.投標書代寫網(wǎng) yipai178.com 石與粘土的混合料,,并且整個槽段在12m孔深時澆筑混凝土78m2,最終成功堵漏,。
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