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山東茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 3671
三峽工程二期上、下游橫向土石圍堰與右河床一期混凝土縱向圍堰及長江左岸坡共同圍成封閉的二期基坑。上游土石圍堰按Ⅱ級臨時建筑物設計,圍堰頂高程88.5m,最大擋水水頭80多m,圍堰軸線長1439.6m,堰體防滲結構型式為低雙排塑性混凝土防滲墻上接土工膜。下游土石圍堰按Ⅲ級臨時建筑物設計,圍堰頂高程81.5m,最大擋水水頭近80m,圍堰軸線長1075.9m,堰體防滲結構型式為低單排塑性混凝土防滲墻上接土工膜。 二期圍堰防滲墻底基巖為弱~微風化前震旦系閃云斜花崗巖,巖性堅硬,結構完整,高傾角構造裂隙較為發育。防滲墻要求嵌入弱風化巖層內1.0m,但圍堰基礎弱風化帶中仍然存在一定規模的嚴重透水帶,如不對這種嚴重透水帶采取處理措施,將影響圍堰穩定,加大圍堰滲水量。為保證圍堰安全運行,在結構防滲設計上采用了防滲墻底下接帳幕灌漿的方法進行防滲處理。2 防滲帷幕灌漿設計2.1 基巖帷幕結構設計 二期圍堰防滲墻底基巖防滲帳幕灌漿孔沿防滲軸線布置,為單排孔,孔距1.5m,孔徑76mm,分兩序自上而下施工。帷幕灌漿底線設計標準為:上游圍堰q<10.0Lu,下游圍堰q<50Lu。灌漿孔最低孔底高程上游圍堰約3.5m左右,下游圍堰約0.0m左右,位于上、下游園堰的深槽部位,最大孔深80多m。灌漿后鉆孔壓水試驗檢查合格標準為q≤5。2.2 滲流計算分析 計算模型采用主河床深槽典型斷面,防滲墻按單排墻,上游水位86.2m,下游水位取基坑最低水位,進行了平面和三維有限元滲流計算。計算結果表明:當圍堰防滲墻底無帷幕灌漿時,防滲墻后浸潤線較高,堰基滲流量及滲透比降均較大。當圍堰防滲墻底設置了帷幕灌漿后,防滲效果明顯,防滲墻后基礎中滲流集中現象減弱,墻后浸潤線降低,堰基滲流量及滲透比降均有顯著減小,墻下游滲流出逸點高程下降最大幅度達12.8m,滲流量減少1.7~2.0倍,淤砂及淤砂與碎石過渡帶接觸的滲透比降分別減少0.65~1.17和0.06~0.21。因此圍堰防滲墻底透水巖體采取帷幕灌漿處理后,堰基的滲透穩定指標滿足圍堰安全標準。2.3 帷幕灌漿施工技術要求 (1)帷幕灌漿在防滲墻施工完畢且在墻體達到70%強度,且相鄰槽孔混凝土強度達50%以上后施工才能開始鉆孔灌漿。 (2)帷幕灌漿底線:在施工I序孔時,按9m左右的間距超前鉆鑿先導孔,做壓水試驗,由壓水試驗成果資料確定。 (3)灌漿材料:采用新鮮無結塊的普通硅酸鹽或硅酸鹽大壩水泥漿液材料。水泥標號不低于425號,細度為通過0.08mm方孔篩篩余量不大于5%。制漿時水泥漿應經高速攪拌機攪拌分散并經濕磨機磨細至水泥平均粒徑不大于0.03mm。在制漿過程中摻和水泥重量0.5%~1%的GJ-2減水劑,以改善漿液的可灌性能。 一般情況下,先用水灰比為3:1濕磨細水泥漿開灌;對于漏量大于40L/min的孔段,可用未經濕磨的水泥漿灌至漏量不大于10L/min后,再改用濕磨水泥漿灌注。 (4)灌漿分段及其灌漿壓力:第一段即接觸段段長1m,第二段段長2m,第三段及其以下各段段長3~5m。帷幕灌漿最大灌漿壓力1.5MPa。帷幕設計底線在防滲墻頂高程以下深35m以內時,第一段灌漿壓力0.5MPa,第二段灌漿壓力自0.5MPa逐步升到1.0MPa,第三段及其以下各段均為1.0MP。;帷幕設計底線在防滲墻頂高程以下深超過35m的孔,第一段灌漿壓力0.5~1.0MPa,第二段灌漿壓力自1.0MPa逐步升到1.5k4Pa,第三段及其以下各段均為1.5MPa。 (5)結束標準:在設計壓力下,單位吸漿量不大于0.4L/min,持續灌注60min,或不大于1L/min,繼續灌注90min,灌漿可以結束。灌漿結束后,除第一段和大漏量孔段待凝24h外,其它孔段可不待凝。3 施工方案與施工技術措施3.1工程施工特點 帷幕灌漿需利用混凝土防滲墻施工平臺進行施工,灌漿孔需穿過厚度僅為80~100cm、深度一般30~45m、深槽段深度達70多m的塑性混凝土防滲墻體,這給帷幕鉆孔灌漿施工:增加了施工技術難度,且施工工期緊迫。特別上游圍堰雙墻段上游墻部分的帷幕灌漿孔,在上游墻完成并形成度汛擋水子堰(擋汛期5%頻率洪水流量的水位)后施工,且下游墻又正在緊張進行,工期更加緊迫,施工干擾大。3.2 塑性混凝土墻體內成孔施工方案比選 基巖防滲帳幕灌漿孔穿過薄而深的塑性混凝土防滲墻體,對墻體內成孔質量要求特別高,對塑性混凝土墻體內成孔考慮了如下幾種成孔方案:如果在成墻后采用鉆機鉆孔,鉆孔精度要求高,鉆灌比大,工期緊,難以保證鉆灌工程質量和工期;如果在墻體澆筑時,采用預埋管成孔,耗費管材,但便于成子孔,成孔率高,可節省工期。如果在墻體澆筑時采用拔管法成孔,經濟快捷,但成孔率低,且與混凝土墻體澆筑施工干擾大,技術復雜。經比選,塑性混凝土防滲墻體內成子孔主要采用預埋管法、并輔以鉆機鉆孔法成孔。預埋管的安設在防滲墻槽孔成槽,清孔換漿結束后進行。當槽孔深度小于30m時,埋管為內徑個120~φ128mm的厚壁PVC塑料管。槽孔深度大于30m時,埋管為內徑φ114mm的鋼管。3.3 預埋灌漿管成孔技術措施 槽內預埋灌漿管難點是定位和防止澆筑混凝土時混凝土料沖擊灌漿管,使之位移偏斜,造成埋管失敗。經生產性試驗確定的措施是:在防滲墻槽段劃分時考慮埋管間距要求,并按防滲墻槽孔形狀焊接制作輔助理管定位的保持鋼筋架,保持鋼筋架沿埋管深度方向上每隔9~13m左右設置一個定位架,底部位保持架距子孔底不大于2.0m,孔口保持架應固定在槽口導墻上,管腳采用圓形鋼筋定位架定位。如預埋鋼管,則按設計成孔位置將鋼管焊在保持架上固定,預埋鋼管接頭采用對口焊接。如預埋塑料管,則按設計成孔位置將塑料管膠接捆扎在保持架上固定,塑料管接頭采用對口外套接頭套捆扎膠接,埋設時采用內套鋼管待混凝土澆筑后拔出鋼管的方法施工。 有預埋管的孔,鉆孔時先用合金鉆將預埋管內的殘留混凝土掃除后再進行基巖段鉆孔作業。沒有埋管的孔,用個110mm的合金鉆鉆至距防滲墻底50cm,下入φ91mm的鋼管或塑料管,注入水泥漿并將管口封住,待水泥漿從管外涌出時停止注漿,等到水泥漿滿足強度要求后即可開始先用合金鉆將管內水泥結石掃除后再進行基巖
土工膜是一種以高分子聚合物為基本原料的防水阻隔型材料。主要分為: 低密度聚乙烯LDPE土工膜、高密度聚乙烯HDPE土工膜和EVA土工膜。1.幅寬、厚度規格齊全。2.具有優良的耐環境應力開裂性能及優良的耐化學腐蝕性能。3.優良的耐化學腐蝕性能。4.具有較大的使用溫度范圍和較長的使用壽命。5.使用于垃圾填埋場、尾礦儲存場、渠道防滲、堤壩防滲及地鐵工程等。
段鉆子孔作業。3.4 基巖鉆孔灌漿施工方法 基巖段鉆子L采用十76mm金剛石鉆頭鉆進。基巖段灌漿先導孔采用自上而下分段鉆孔、自下而上分段阻塞、孔內循環灌漿法施工;一般灌漿孔:如墻體采用預埋鋼管法成孔,則采用自上而下分段鉆孔,孔口封閉、孔內循環法灌漿;如墻體采用預埋塑料管成孔或鉆機鉆探成孔,則采用自上而下分段鉆孔灌漿,灌漿采用孔內阻塞,孔內循環法灌注,阻塞器下置至灌漿段頂,以保護墻體安全。灌漿時射漿管距孔底不大于.5m。灌漿施工采用自動記錄儀進行記錄。3.5 對施工過程中有關問題的處理措施 (1)預埋灌漿管失敗:對預埋管偏斜過大。致使無法施工的灌漿孔,施工中發生孔內事故和預埋管孔距大于2.0m的孔,在原孔旁重新鉆孔灌漿或設加密灌漿孔。 (2)灌漿時漿液失水回濃:基巖帷幕灌漿施工,存在漿液失水回濃現象。分析其原因,主要是基巖裂隙微細,水能進入微細裂隙,而水泥灌液難以注入。因此規定灌漿水泥采用525#普硅水泥,并要求采用濕磨機磨細水泥顆粒,以提高漿液對基巖裂隙的可灌性。 (3)灌漿時液漿外漏:灌漿過程中和墻體側壁串通產生外漏的孔段,采用濃漿限流,間歇法灌漿,在堵住外漏后恢復正常灌漿至結束。對于串通孔段,則封堵被串孔,灌漿結束后,沖洗被串孔段內漿液后繼續鉆灌;對于外漏量特別大的孔段,采取定量灌注5~6t后待凝,再掃孔復灌。 (4)安全度汛:灌漿施工后期,汛期臨近,為了加快施工進度,使圍堰安全度汛,對基巖段鉆孔灌漿的分段作了一些調整。第一次調整:按原設計要求分段,第一段按原設計鉆孔灌漿,第二及以下各段可一次鉆鑿成,自下而上分段灌漿。第二次調整:第一段段長2.0m,第一段灌前壓水試驗單位吸水量小于30L/min時,可將第二段段長加長至5.0m,灌漿壓力調整為1.3MPa,以下各段灌漿壓力為1.5MP,;第一段灌前壓水試驗單位吸水量大于30L/min時,第二段段長2.0m,第三段及以下各段段長4.0~5.0m。4 灌漿施工成果資料及帷幕運行狀況 總體平均單位注入量超過100kg/m,灌漿孔灌漿前壓水試驗單位透水率及灌漿單位注入量I、II序孔遞減規律顯著。個別地層出現異常情況,主要是地質條件和接觸段有外漏等原因造成,經III序孔加密鉆灌(最小孔距0.75m)處理后達到了灌漿合格標準。灌漿后檢查孔壓水試驗單位透水率q≤5Lu,滿足灌漿質量檢查標準。說明帳幕灌漿設計與施工技術參數是合適的,施工質量較好,滿足設計要求。 基坑抽水后圍堰滲水量不到設計預計值的1/10,沒有發現大滲透量的明顯滲水點,圍堰自開始運行以來,滲水量呈逐漸遞減之勢,結合圍堰監測資料分析,帷幕的防滲性能滿足了圍堰工程安全運行的要求。5 結語 二期圍堰塑性混凝土防滲墻底基礎帷幕灌漿的設置,解決了圍堰防滲墻基礎滲漏問題,滿足了圍堰工程安全運行的要求。墻體內成孔主要采用預埋管法、并輔以鉆孔法成孔,解決了薄深墻成孔難題,加快了施工進度,灌漿采用孔內循環法濕磨細水泥漿灌注,保證了帷幕灌漿工程質量,為圍堰的按期建成和基坑按期抽水創造了條件.Demand feedback