某水库大坝塑性混凝土防渗墙施工及效果分析.pdf
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1、第 4 9卷第 7期 2 0 1 3年 7月 甘 肃 水 利 水 电 技 术 GA NS U WA T E R R E S O URC F A NO H YI ) RO P OWE R TE C I t NO LO GY Vo 1 4 9, No 7 J u 1 , 2 0 1 3 施工技术 某水库大坝塑性混凝土防渗墙施工及效果分析 刘 钢 ( 江西水利水电开发有限公 司, 江西 南昌 3 3 0 0 0 6 ) 摘要: 塑性混凝土防渗墙作为一项防渗处理施工新工艺, 在中小型水库大坝除险加固工程领域得到广泛推广应用。 某水库属于存在较严重渗流破坏的三类坝, 需要采取相应的除险加 固措施, 设计
2、拟定塑性混凝土防渗墙加固方案。 文章从施工准备、 造孔成槽、 泥浆固壁、 槽孔验收、 混凝土浇筑、 质量检查等多方面, 叙述了加固方案的实施过程和质 量控制措施。加固方案实施后观测结果表明, 塑性混凝土防渗墙技术在中小型水库除险加固中的应用是可行的。 关键词: 水库大坝; 塑性混凝土; 防渗墙 ; 施工 中图分类号: T V 5 4 3 + 8 文献标志码: B 文章编号: 2 o 9 5 一 o 1 4 4 ( 2 o 1 3 ) 0 7 0 0 6 2 0 2 1 前言 塑性混凝土是采用黏土和膨润土代替常规混凝 土中的绝大部分水泥 ,形成的一种柔性工程材料。 塑性混凝土成墙后 。 与常规混
3、凝土相比 具有墙体柔 性较大、弹性模量较低 ( 可以控制在 1 0 0 0 MP a以 下) 、 极 限应变性能较大、 不易开裂、 能适应较大变 形、 综合抗渗性能优越 、 造价偏低 、 施工机械化程度 较高等优点 , 在 国内外工程领域 中被广泛用作 防渗 墙墙体材料 】 。随着混凝土防渗墙施工机械化和工 艺技术的进一步发展完善 , 塑性混凝土防渗墙施工 技术在水库大坝防渗工程中得到广泛推广应用 尤 其在 中小型水库大坝除险加固工程中取得了好的防 渗效果。 2工 程概 况 某水库修建于 2 0世纪 7 0年代 中期 。 其坝址 以 上控制流域面积为 5 1 k m 2 坝址上游约 3 8 k
4、 m处发 育 2 0眼泉 , 全年清水流量约 5 9万 I n , 。该水库总库 容为 5 7 2万 m 3 , 是一座以防洪为主 , 并兼顾农业灌 溉、 城市供水等功能的小型水库。该水库主要为库 区下游 3个 乡镇、 2 2个村庄 、 3 9家企业 、 4 3所 中小 学校提供防洪安全保证 并为城镇 7 1 6万人 口, 近 1 O万牲畜提供饮用水 和 8 0 5 h m 2 耕地提供灌溉用 水。该水库枢纽工程主要 由大坝、 泄洪排沙洞、 溢洪 道 、 泄洪输水洞 、 以及坝后式 电站等五部分共 同组 成 ,其中泄水及输水建筑物均分布在大坝左岸。水 库挡水建筑物大坝为均质土坝 , 原设计采用
5、水中倒 土施工技术 , 后结合工程实际情况采用水力冲填施 工技术 , 最大坝高为 3 3 6 m, 坝顶高程为 1 0 3 1 7 m。 防浪墙顶高程为 1 0 3 2 9 m, 坝顶长度为 8 6 3 m, 坝顶 宽为 1 0 m。经过近 4 O年的运行 , 加上当时建设技术 条件和设计理念等因素的制约,水库大坝两端与坝 肩接触带坡度较陡 其左端部下游存在 阴湿 、 沼泽 、 渗水、 塌陷等问题 , 右端部存在坝体裂缝、 沉陷等问 题 , 坝基存在渗漏等问题 , 尤其在汛期高水位 , 大坝 下游坝坡极易产生渗水 、 管涌等险情, 且呈现加重趋 势 。直接威胁到大坝的 日常安全稳定运行 。根据
6、水 利部 水库大坝安全鉴定办法 相关规定 2 , 鉴定该 坝属于存在较严重渗流破坏的三类坝 ,需要采取相 应 的除险加固措施 , 确保水库的安全运行。 3大坝 塑性混凝 土 防渗 墙 方案 根据大坝现状渗漏特征及大坝坝基地质条件 , 设计坝体采用垂直塑性混凝土防渗墙进行 防渗处 理 ,防渗墙 布置范围为左岸 0 0 0 5 2 0 + 0 6 4 8 , 长 7 0 m: 右岸 0 + 2 3 9 0 0 + 3 3 0 0 长 9 1 m。防渗墙墙顶 高程为 1 0 3 1 2 m, 比坝顶低 0 5 m。两岸的混凝土 防渗墙底深入基岩 1 0 m, 防渗墙墙厚 0 8 m, 塑性 混凝土防
7、渗墙轴线与大坝坝轴线相重合。 主要设计 指标为抗渗等级大于 W6 ( S 6 ) ; 2 8 d抗压强度 1 0 2 5 MP a ; 弹性模量 小于 5 0 0 MP a ; 相对渗透系数小 于 l xl O c m s 。 4 大 坝塑性 混凝 土防渗墙 施工 4 1 施工 准备 导向槽沿防渗墙轴线设在在槽孔上方 由上下 两排钢筋混凝土导墙组成 其槽 口宽度为 9 0 9 5 e m, 略大于防渗墙设计厚 , 导墙深度为 1 5 m。施工 平台主要 由钻机工作平 台、 倒浆平台、 排浆沟等单元 收稿 日期 : 2 0 1 3 0 7 1 6 作者简介: 刘钢( 1 9 8 0 一 ) ,
8、汀西南昌人, 助理工程师, 学士, 主要从事水利水电工程施工及施工管理。 6 2 第 7期 刘钢 : 某水库大坝塑性混凝土防渗墙施工及效果分析 第 4 9卷 组成 , 其中倒浆平台布设在 防渗墙下游侧 。 其坡度为 2 3 , 采用 C 2 0混凝土进行现场浇筑 。倒浆平台 宽为 1 8 m, 厚度为 2 0 c l n , 且 向排浆沟形成一定坡 面 , 坡 比设置为 1 : 5 。在倒浆平台下游沿 防渗墙轴线 方向布设一纵向排浆沟 , 排浆沟采用人工开挖沟槽 、 砂浆抹面的施工方法 , 其沟宽为 0 6 m, 深 0 4 m, 坡 度为 1 。 在防渗墙上游侧沿防渗墙轴线布设钻机行 走轨道
9、平台, 其宽为 8 5 m, 采用枕木铺设道轨 即沿 防渗墙轴线方向平行敷设 3道卧木 , 在轨道上安装 钻机平 台车。另外 , 泥浆系统 、 混凝土搅拌系统 、 供 水系统等, 均布设在大坝混凝土防渗墙施工现场, 且 将泥浆系统和供水 系统布设在地势较高的地方 。 以 便利用重力 自流降低施工成本。 4 2造孔成槽 在充分考虑水库 的地质条件、 开挖深度、 开挖宽 度、 钻机类型等 因素的基础上 , 决定采用“ 两钻一劈” 造孔工艺 ,钻孔设备选用 C z 一 3 O型钢 丝绳 冲击钻 机。 该水库大坝塑性混凝土防渗墙全长 1 5 8 m。 槽孔 间距按照 8 1 13 进行划分 , 共需造
10、 2 0个孔 。主孔宽为 0 8 m, tJ :f L 宽为 1 2 m。造孔顺序按“ 先打主孑 L 再劈 副孑 L ” , 即按 I 期槽和 I I 期槽分段施工。造孔施工过 程 中, 孔内泥浆面应保持在距导向墙顶面 3 O 5 0 c m 范围内。开挖区固壁泥浆直接在槽孔 内制浆 填筑 区固壁泥浆则采用膨润土和黏土混合制浆。施工 中 要求槽孔应保持平整垂直 , 孔位允许偏差应控制在 3 c m以下 , 两端主孔孔斜率应控制在 3 0 以内, 其余 槽孔孔斜率应控制在 4 0 以内; I 期槽和 I I 期槽孔接 头套接孔 的两次孔位允许偏差应 控制在 3 0 c I n以 内: 槽孔进入基
11、岩的嵌入深度须不小于 1 0 m。 4 3泥 浆 固壁 泥浆在大坝塑性混凝土防渗墙施工工艺 中, 具 有浮渣 、 固壁护壁 、 冷却钻头等功能, 其泥浆制浆质 量对槽孔施工质量具有非常重要的作用。按照 D L , r 5 1 2 5 2 0 0 1 水 电水利岩土工程施工及 岩体测试造 孑 L 规程 规范要求 , 该水库大坝塑性混凝土防渗墙的 泥浆质量控制指标为泥浆密度 1 1 1 2 g c m 。 ,黏度 1 8 2 5 S , 含砂量小于 5 。造孑 L 全过程 中孔 内泥浆面 始终保持在距导 向墙顶面 3 O 5 0 e m范围内, 以防出 现塌孔等质量问题。 4 4 槽 孔验 收 槽
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