1、浅谈堤防工程中混凝土防渗墙施工技术与质量控制摘要:文章首先简述了混凝土防渗墙的施工特点 ,结合混凝土防渗墙技术的运用 ,对防渗墙技术进行了综合评价,并介绍了混凝土防渗墙施工技术控制难点与对策,从而确保了防工程中混凝土防渗墙施工技术与质量的控制。 关键词:堤防工程,防渗墙施工,技术与质量 中图分类号: TU7 文献标识码: A 一、前言 混凝土防渗墙施工技术实际上是堤防工程中的基础。同时,它也是整体工作中最重要的组成部分。换言之,堤防工程若想在质量上有所保证,就必须优化混凝土防渗墙施工技术。 二、混凝土防渗墙的施工特点 混凝土防渗墙施工所用的临时设施较多,除了主要的钻机轨道和孔口导墙之外,还需要
2、有供水和供电系统,以及制浆、供浆、造孔、清孔、混凝土搅拌、混凝土运输等作业的辅助设施。所以混凝土防渗墙施工所需要的工作量较大、作业面较广,且各作业面之间的衔接也非常重要。因此,混凝土防渗墙施工具有一定的复杂性; 混凝土防渗墙一般为地下隐蔽工程,所以施工中存在许多不可预见的质量隐患和安全隐患。这也说明混凝土防渗墙施工具有一定的难度和风险性; 同时混凝土防渗墙还具有一定的优点。混凝土防渗墙的施工噪声和污染较小,对周围环境的影响不大; 混凝土防渗墙的适用范围也较广,它可适用于各种复杂的土质地层,其中包括软土层、漂石层、坚硬的花岗岩层等,并且它可以应用于较大的工程范围,深度和厚度都有着较强的应用弹性;
3、 混凝土防渗墙的墙体连续均匀,有着较高的防水性和承重性。 三、混凝土防渗墙技术的运用 作为一项确保水利水电工程施工质量的关键技术,混凝土防渗墙在水利水电工程建设中的应用十分广泛。简要来说,主要有以下几个主要用途。 1、渗流控制 渗流控制的主要任务是保证大坝或堤坝地基的渗透稳定,减少渗漏量,减少下游的浸没以及降低坝体和两岸坝肩山体的浸润线。渗流控制的基本方法是上堵、下排和渗流出口进行反滤保护。主要分为水平防渗、垂直防渗和下游排水减压三种。水平防渗措施有上游水平铺盖防渗、下游排水减压沟、排水减压井、排水反滤体和排水盖重等;与水平防渗相比,垂直防渗能够可靠、有效地截断渗流。垂直防渗措施有截水槽、高压
4、喷射灌浆、帷幕灌浆和混凝土防渗墙,其中以混凝土防渗墙效果最佳;下游排水减压设施(排水垫层、透水盖重、减压井等)可减小渗流逸出点的渗透压力,防止渗透变形并保护坝基土,但不能起到防渗的目的,一般作为辅助手段与上游防渗手段共同起作用。 2、围堰防渗。 在施工导流中比较常见的土石围堰防渗措施有钢板桩、连续管桩、水下抛填粘土斜墙与铺盖、高压喷射灌浆、混凝土防渗墙等。钢板桩、连续管桩措施具有机械化程度高、施工速度快的特点,但造价过高,并且易在锁口之间和桩与基岩间形成渗漏通道。水下抛填粘土斜墙与铺盖措施则要求解决水下清基与水下粘土填筑固结技术,施工操作比较困难。而混凝土防渗墙 3、土石坝加固。 根据我国 1
5、990 年的数据统计,在土石坝失事原因中,洪水漫坝占 37.3%,漏水管涌滑坡占 35.9%,管理不善占 15.5%,其他如岸坡塌滑、上游垮坝影响等占 11.3%。这些资料表明,坝体、坝基漏水管涌占失事比例很大。因此,及时采取防渗加固措施,以免垮坝失事,十分重要。土石坝加固的方法主要有增设粘土斜墙、水平粘土铺盖、截水槽措施,坝体灌浆措施以及混凝土防渗墙措施等。其中以混凝土防渗墙措施施工最为简便快捷,也最为可靠。 4、其它。 混凝土防渗墙独特的施工方式,能适应于各种复杂的施工条件,具有施工进度较快、造价低、效果比较显著的优点。在工业与民用建筑、铁道、交通、煤炭、冶金等部门也均推广使用,其应用种类
6、遍及混凝土闸基防渗、码头工程、船闸、船坞工程、挡土墙、地下铁道、地下通道、地下停车场、下水道、房屋基础、桥梁基础、竖井等方面。 四、混凝土防渗墙施工技术控制难点与对策 1、松散、漏失地层和成槽方法 (一) 、口土体松散的处理方法 因土质不好或填筑质量欠佳造成的槽口土体松散, 在挖槽施工时,极易产生劈裂和坍塌,对此,可采用以下一项或多项预防措施。 对导墙下 46m 深的土体用深搅或粉喷桩加固,适当划小一期槽孔长度。在开挖时,采用跳挖法,即同时开挖的一期槽孔中间至少需留出一个一期槽加两个二期槽的距离,适当降低固壁泥浆面的高度。对已产生的劈裂缝和坍坑,可采用开挖回填和水泥粘土浆液灌注等方法处理。 (
7、二) 、槽内漏失地的处理方法 在抓斗挖槽过程中, 遇覆盖层或基层中的强漏失地层时,泥浆会迅速漏失,造成孔壁坍塌事故。一般的漏失地层处理方法是,迅速向槽内回填土料等堵漏材料,并用翻搅和挤压,然后继续 2、墙段连接方法 (一) 、接头管法 接头管用厚壁无缝钢管制成,具有一定强度和刚度,且平滑顺直,其管径宜略小于墙体厚度 1020mm。起拔设备:在墙体深度小于 20m 时,可用 3050t 履带式起重机;在大于 20m 时须用专用拔管机和起重机联合作业。在墙体深度 3040m 时,拔管机性能尤为重要。正确确定接头管的起拔时间,是该工法成败的关键,接头管起拔应在混凝土初凝前进行。对某一具体工程,除了依
8、据初凝时间、还要考虑气温、混凝土配比、混凝土面上升速度、接头管埋深等因素。通过试验来选择最佳拔管时间,接头管起拔时所形成的接头孔,必须及时用泥浆充填,否则会造成混凝土及覆盖层的坍塌。如接头管出现拉断和铸管事故。而又无法取出造成墙体接缝缺陷时, 可用高压喷射灌浆包裹事故接头管部位,加以补救。 (二) 、切削法 在墙体深度小于 20m,而墙体材料 28d 抗压强度小于 1MPa 时,在开挖二期槽时,可直接将一期槽的墙体材料切割掉一部分,可在两期槽孔间开成锯齿状的可靠连接, 切削的长度视墙体深度和成槽斜率而定,一般等于墙体厚度。 (三) 、桩法平接法 在墙体深度超过 40m 时,受设备和成槽精度的制
9、约,采用接头管法,易生铸管事故,接缝质量也较难保证,此时考虑本法,其施工方法是: 在预定的相邻槽的接缝处先用回转或冲击钻机建造直径为 80100cm 的桩孔,浇筑低强度(1MPa)的灰浆或塑性混凝土,然后分别建造一、二期槽孔用平接方式连接。这种接缝虽为平接,但其上下游均为具有一定抗渗能力的材料保护,其墙段连接也是可靠的。 3、硬岩嵌岩方法 (一) 、重凿嵌岩法 机具,重凿主体一般用铸钢制成,底部焊有耐冲击合金刃角,外形尺寸长 11.5m,宽度略小于墙体厚度。高度 3m,横断面呈长方形,重量 35t。驱动重凿冲击的主机,一般运用 3050t 履带式起重机。 槽孔开挖遇硬岩时,先用重凿冲击破碎,后
10、捞取岩块、岩屑,构成一个循环回次,经若干回次后,可达预计深度。嵌岩效率的高低取决于正确使用重凿,操作手依据经验,选择重凿合理的提升高度、冲击点数和冲击次数,特别注意避免过度破碎。在使用“钻控法”成槽工艺时,可先将整个槽孔覆盖层全部挖除后,才开始作业,而使用“纯挖法”时应先将主孔开挖至预计嵌岩深度后,方可开挖副孔,以避免槽壁失稳。 (二) 、冲击反循环法 嵌岩作业的主机是冲击反循环钻机, 钻具为横断面呈长方形的扁形钻头和排渣管。在遇硬岩时可用主机驱动扁钻头冲击破碎岩石,同时用砂石泵通过排渣管将岩碴排出槽外。基岩钻进方法可用平打法或劈打法。 4、墙体质量控制与检查 防渗墙的质量水平取决于对其施工过
11、程中各个工序质量的控制的检查,这些工序是槽孔建造清孔换浆、接头管下设起拔、混凝土浇筑。检查时一般可按现行标准执行。考虑成槽规律,并依据国内外施工经验,槽孔建造精度现行标准偏高,孔斜率应为在墙深小于 25m 为 8,墙大于 25m为 6。墙体质量检查后在成墙一个月后进行, 检查方法有开挖试坑对墙顶直观检查和对墙体钻孔取芯检查。检查所得的试样或芯样,可对其物理力学性能进行检测, 并在所形成的钻孔内进行注水试验和其他无损检测如超声波法和地震透射层析成像(CT)法。 五、结束语 混凝土防渗墙施工技术是工程项目全过程质量控制的关键环节。施工技术的有好坏,关系到整个工程项目的最终质量能否达到国家规范和业主的要求,关系到整个工程项目的顺利完成情况,因此,混凝土防渗墙施工技术在质量控制中举足轻重。我们只有加强质量管理,才能实现向管理要效益,向质量要效益。 参考文献 1高钟璞大坝基础防渗墙M 北京:中国电力出版社,2005 2胡志国桥梁桩基水下混凝土浇筑常见事故处理J 水利水电施工,2010 3黄福忠,余清斌钻孔灌注桩水下混凝土浇筑技术质量控制J 浙江水利科技,2001 4刘志文水布垭水电站左岸防淘墙竖井法施工关键技术J 西北水电,2009