浅谈混凝土防渗墙施工技术

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2012-12-31 09:16 热度:

  摘要:水利工程中混凝土防渗墙技术应用越来越广泛,本文对混凝土防渗墙技术提出自己的看法,仅供参考。

  关键词:混凝土,防渗墙,造孔

  1前言

  混凝土防渗墙施工技术,广泛用于水利、水电工程中,在我国的应用已经有几十年历史,为了适应堤防加固垂直防渗工程的需要,已开发出多项混凝土防渗墙施工新技术,如射水法、锯槽法、抓取法等。现此项技术除在堤防上广泛应用外,在水库的消险加固和水库防渗等方面也广泛使用,且取得了良好的效益。

  2 防渗墙施工技术

  2.1 施工设备

  钻孔机械是防渗墙施工的主要设备,仿苏式钢绳冲击钻机,其钻孔原理是利用钻头对地层进行反复;中击破碎,直至地层碎屑被破碎到能被泥浆悬浮,用抽砂筒提出孔外,因而功耗大,工效低。冲击式反循环钻机,改抽筒断续出渣为泵吸连续出渣,避免了钻头对地层颗粒的重复破碎,工效提高,但需要有泥浆净化机配套分离钻渣。抓斗挖槽机,抓斗无须以泥浆为介质,完全利用斗齿切割,破碎土层,直接抓出渣土,按工作原理可分液压抓斗和钢绳抓斗。

  2.2 造孔工艺

  (1)钻劈法,适用于一般砂卵石地层。施工时墙轴线划分不同长度的槽段,相邻两个槽段分一、二期先后施工。使用钢绳冲击钻机或冲击式反循环钻机,分主、副孔钻进,当相邻两个主孔钻进一定深度后,再劈打副孔接存劈落的石渣并提出孔外。

  (21抓取法,在粒径较小的砂卵石层或粉土层中修建防渗墙,可用抓斗直接挖掘成槽,可大大地提高工效。

  (3)钻抓法,在紧密的地层中造槽或施工深槽孔,即采用冲击钻和抓斗联合施工,;中击钻钻进主孔漂卵石层及基岩,两主孔之间的副孔用抓斗抓掘。根据槽孔的大小,可采用两钻一抓或三钻两抓

  2.3 其他关键工序

  (1)导墙的作用。是为开挖机具导向,保护槽口、承重等。由于防渗墙每一槽段的施工周期较短,为降低工程成本,应尽量使用可周转使用的钢结构导墙,如使用混凝土导墙时其断面尽量缩小,一般为高×宽=50×30cm 的矩形。

  (2)在成槽过程中,为保槽壁稳定,应用泥浆固壁,现多使用膨润土制浆,其主要指标是密度1.04g/cm。左右,马氏漏斗粘度32s~50s。泥浆可重复使用,但需用泥浆净化机除砂。

  (3)防渗墙一般用一级配塑性混凝土为墙体材料,这种材料强度和变形模量均很低,适应地基变形的能力强,抗渗性能好,渗透系数小于1 X 1O-6cm/s渗透破坏比降可达300以上。

  (4)混凝土浇筑采用直升导管法,导管内径20cm 左右。视施工现场条件可选取用罐车或泵输送混凝土。

  (5)墙的连接多采用“接头管法”,也可采用“切削法“或其他方法,墙段连接是该项技术的难点之一。

  3技术难点与对策

  3.1坝体裂缝与孔壁坍塌

  (1) 原因分析

  孔壁坍塌的原因主要有:1)由于坝体土料松散及填筑压实度不够,在开槽产生临空面后孔壁失稳,形成裂缝与坍塌;2)配制的固壁泥浆性能指标不符合要求,泥浆不能够有效地形成泥皮,保护孔壁;3)钻进特殊地层,如孔隙较大的砂砾层、集中渗透带等,可能突然漏失大量泥浆,如未及时补浆,则会因孔内泥浆压力突然减小而引起坍孔,细砂层钻进时如抽筒抽砂过猛,也会导致坍孔;4)停工期间未能定期检查泥浆性能,对漏失部分未能及时补充,又没有定期搅动泥浆,致使泥浆发清沉淀造成孔壁坍塌;5)上、下钻进时对泥皮的破坏,又未及时采取措施;6)导向槽深度不够或泥浆面延伸到导向槽以下,钻进时泥浆面掏刷孔壁而坍孔。

  (2) 预防措施

  为避免孔壁坍塌,可采取如下措施:1)钻进时必须按照地层情况,使用不同的泥浆护壁,且应有规律地进行泥浆检测,必要时调校泥浆性能指标;2)经常储备大量泥浆、粘土块及纤维性很好的物质如草袋、锯末等,以备急需;3)若遇停工,应每4~8h搅动成孔内泥浆1次;若有漏失,应及时补充,泥浆始终保持不低于槽口板以下0.5m,并高出地下水位2m以上;4)终孔后,不能使孔内泥浆突然稀释,更不能用清水稀释泥浆;5)成槽孔段长度控制合理,一般为6~8m,地层不好可按两段跳跃造孔施工;6)槽段开槽后,要迅速成槽,迅速浇筑合拢,以减少槽段的浸泡时间和临空时间;7)对墙基及填筑存在隐患及地质条件差的病险工程,混凝土防渗墙造孔时,库内畜水不宜放空,最少保持在兴利库容,保证坝体有一定的内水压力。

  (3)处理方法

  当发生孔壁塌孔或塌陷时,处理的方法是:1)首先提出钻具,移开造孔设备,避免造成塌孔与埋钻的综合性事故,然后及时摸清塌孔具体情况,如深度、位置、大小等,分析原因,依据具体情况进行处理;2)将泥浆比重、粘度加大(必要时加人适量的聚合物添加剂,使泥浆变稠),并送人孔内,防止坍孔进一步加大;3)若发生严重坍孔,应将准备的粘土块、装有粘土的草袋、纤维性很强的物质填入孔内,将坍塌部分全部填实,待稳定后重新钻进。

  3.2 钻头脱落

  (1)原因分析

  钻头脱落的原因主要有以下几方面:1)长期使用,钢丝绳磨损,未及时更换;2)钢丝绳回头联接钻头,钢丝绳子夹子(卡子)抬动,没有及时发现而抽脱;3)没有安装保护绳;4)孔底不干净,坍塌严重造成埋钻事故。

  (2)预防措施

  1)经常检查钢丝绳,破损超过要求后及时更换,钢丝绳卡子抬动及时紧固;2)钻头需加保护绳;3)保持孔内干净,及时抽取钻碴。

  (3)事故处理

  钻头脱落事故发生后要迅速查明原因,及时对症处理。若为主绳断裂,应采用保护绳提出。当无保护绳时,应首先更换好泥浆,抽净钻头附近钻碴,而后下大抽筒或卡勾工具进行打捞,卡住后轻提或另下加重杆,轻轻震打活动后,适时提出。

  3.3 斜孔

  (1)原因分析

  造成斜孔的原因有:1)孔内不干净;2)钻头磨损,补焊偏心;3)松绳不当,钻头不能垂直下落;4)变层时处理不当。

  (2) 预防措施

  为防止出现斜孔,导致孔斜超标,无法保证成孔质量,需采取以下措施:1)保持孔内干净,泥浆稠度适当;2)钻头补焊要及时周正;3)松绳要适当,钻头在孔内不得来回晃动,也不得打空锤,每班勤检查,出现孔斜及时处理;4)地层变化时处理要适当,特别是倾斜地层,软硬不均地层更应慎重处理。

  (3) 处理方法

  发现孔斜后,找到孔斜点及时回扭。孔斜比较严重时要及时回填,重新造孔。还可上液压抓斗,自动纠偏。

  4 结束语

  随着我国水利水电和整个国民经济建设的发展,混凝土防渗墙应用越来越广泛,施工技术快速进步, 防渗墙技术是成熟的,工程质量是可靠的,但对施工队伍及其管理者的素质要求也较高,忽视这一点也会造成灾难性的后果。

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