水利水电工程中混凝土防渗墙施工技术

水利水电工程中混凝土防渗墙施工技术

摘要:随着时代的发展,人们更加清醒地认识到水利水电发展的重要性,我国一直都把水利水电工程建设作为重点,尤其对工程的安全性、适用性、可靠性、经济性等方面进行充分评估论证,不仅体现在加强完善水利工程的建设,更重要的是对工程质量、安全提出更高要求。防渗工程作为水利水电工程建设重中之重,必须得到各相关部门充分论证和施工单位严谨的质量保证体系,万一出现渗漏,其后果是极为严重的,不仅影响工程的安全实用性,也对人民的生命以及财产安全产生直接的危害。因此,各参建方必须落实项目质量责任,保证工程质量。防渗功能的好坏取决于建筑工程中的施工质量,设计防渗墙是防渗工程中最有效最普遍的方法。本文首先总结了混凝土防渗墙的种类,然后重点对混凝土防渗墙施工的工艺流程以及设备选用进行了分析讨论,保证了工程的施工质量,更好地加强了防渗墙的应用技术,可供参考。

关键词:钻取法;嵌岩装置;混凝土防渗墙

0前言

在水利水电工程建设过程中,水对每道工序的接触都是无可避免的,无论是间接的还是直接的碰触。想要将防渗的作用发挥到最好,那么就必须严格按照设计文件和施工技术标准进行施工。在施工前,施工单位必须充分解读设计图纸和相关规范要求,编制切实可行的技术方案和合理选用机械设备,不得擅自修改工程设计,不得偷工减料,需对环境、噪音等污染充分考察,在施工中,建立、健全施工质量检验制度,严格工序管理,做好隐蔽工程质量检查和记录,对涉及防渗墙结构安全的试块、试件以及有关材料应在监督部门见证下取样送检,参建各方共同做好本职工作,认真监管施工质量,保证每一项流程、每一道工序均符合设计文件和相关技术规范,从而使工程设计意图、技术方案得以落实,有利于保证防渗墙的质量,通过项目实施过程各个环节质量控制的职能活动,有效预防和正确处理可能发生的质量事故,实现建设工程的质量目标。

1混凝土防渗墙的种类

1.1桩柱式混凝土防渗墙

使用大型冲击型钻头,钻出直径较大的孔洞,在钻洞完成以后,使用泥浆以及套管,对孔洞进行回填,回填的材料为水泥混凝土,进而制成带有一定连续性的防渗墙,这些防渗墙按照桩孔的分布可连接成不同的形式。对于土石坝地基的工程建筑而言,为确保防渗墙符合基本的防渗要求,通常运用搭接或连锁两种形式[1]。

1.2槽板式混凝土防渗墙

使用大型冲击钻与抓斗,开挖出槽孔,使用泥浆对槽孔进行加固,在完成加固且强度满足标准后,向槽孔中回填水泥混凝土,制成带有一定连续性的防渗墙。在实际应用的过程中,槽孔的长度通常为5~9m。如有特殊要求,可适当延长槽孔,这样做的目的是减少防渗墙之间的接头。槽板式混凝土防渗墙根据单元槽的各种连接方式,也可分为搭接或连锁两种形式。

1.3板桩灌注混凝土防渗墙

运用震冲法,将钢板桩完全打入到地基当中,并在钢板桩的边缘焊上小管,在小管的底部设有一个活门,在钢板桩打入一定深度之后,可使用液压器等装置将钢桩缓慢取出,在拔桩的过程中,可通过钢桩自身把防渗材料灌入到焊接在钢桩上的小管中,从而将防渗材料灌入到孔洞中,最终制成防渗墙。

1.4泥浆槽混凝土防渗墙

使用索铲,在作业面上开挖出宽度为1.5~3.0m左右的沟槽,然后使用泥浆等材料对沟槽进行加固,确保其能够保持直立,在开挖深度满足设计标准以后进行回填,与上述三种防渗墙有所不同,此时回填选用的材料主要为黏性土、砂石以及砾石的混合材料,进而制成防渗墙。

2混凝土施工设备及施工工艺

2.1混凝土防渗墙的施工设备

在建设混凝土防渗墙的过程中,最普遍的大型施工设备是钻孔机械,而钻孔任务的完成需要钢绳冲钻机,但是这种钻孔方式对于资源以及能源的消耗是极大的,更重要的是,其工作效率也非常低。如果钻孔用的是冲击式反循环钻机,就需要利用泵吸式连续出渣形式改变出渣的形式,那么在工作的时候就不会严重破坏地表颗粒,而且这种方式有比较高的工作效率,必须严格要求施工设备。如果沟槽的开挖运用抓斗挖槽机,那么切割地面时就可以用斗齿,而不需要泥浆的辅助了,在完全破碎了地面的表层后,就可以直接抓出泥屑以及碎石,与工作的基本原理相结合,则可以将抓斗的方式分为液压或者钢绳[2]。

2.2混凝土防渗墙的施工工艺

1)钻取法。就是指在建设的过程中将小颗粒沙砾和分土层的作用充分发挥,挖槽时可以直接利用抓斗方式,这对于工作效率的提高具有显著性的作用。2)钻抓法。这种开槽方法适用的地层是比较紧密的,而且施工时要将冲钻机和抓斗相结合,主孔是由冲钻机钻入漂卵石层和基岩形成的,而副孔则是位于相邻的主孔间,利用抓斗挖掘出实际符合槽孔的尺寸,也可以利用三钻两抓的方式使工程的建设得以完成。如图1所示为钻抓成槽顺序图。3)钻劈法。一般砂卵石地面比较适合使用钻劈法,工作时,需要根据轴线将槽段分成长短不同,接下来两个相邻的槽段又被分为两期,然后继续工程的进行。利用冲击式反循环型冲钻机、钢绳冲钻机,按照分层的方式钻进孔洞,当邻近的两个孔洞满足设计标准的时候,多次劈打与主孔相适应的副孔,完成劈打工作后即可排出泥屑和碎石到洞外。

2.3混凝土防渗墙工程的建设工序

1)完成开挖沟槽的工作以后,就可以通过泥浆等材料从而完成固定工作,使沟槽的内壁具有稳定性以及可靠性。在建设工程的过程中,制浆时所使用的黏土具有膨胀的性能,应该使用密度大约为1.05g/cm3的泥浆。2)导墙起到保护的作用,其导向是钻机,可以有效地保障沟槽的使用,然而建设防渗墙的工期不长,因此,可以使用钢结构型导墙,即可以重复整改,也可以节约成本。3)浇筑孔洞的方法是提升导管法,能够达到均匀浇筑的目的,一般使用≤20cm内径的导管,按照实际情况,就是工作能力及工作要求,从而选择适当的罐车或泵车运输混凝土、制备混凝土。4)通常选择的水泥混凝土都是一级配的具有塑性的,因为这种种类的混凝土能够极好地适应地基,与此同时它具有极小的变形量,因此,抗渗性极好是这种混凝土的优势所在,实际上可以在1×10-6cm/s的范围内抗渗。5)连接防渗墙的时候可以使用接头管的方法,同时利用切削的方式达到防渗标准,形成合格的连接缝,在进行防渗墙的建设时,连接墙段间的工作需要非常高的要求,这也是工程建设过程中的重点。图2为工程建设的具体流程。

3混凝土防渗墙存在的问题及解决措施

3.1漏失、松散以及地层成槽的措施

一旦在土质检测的过程中出现纰漏或填筑混凝土缺乏标准,就会导致一些问题出现,如沟槽口的松动情况等,有可能进一步发生劈裂、坍塌危险。因此,需要根据实际的施工状况建立可行的保护方案。1)在孔洞中加固泥浆时,可根据实际情况降低加固高度。若裂缝或者坍塌情况已经逐渐出现在沟槽中,为了防止情况恶化的扩展,必须将黏性水泥及时填入。2)对于实际的一期槽孔的长度,应当缩小。3)在施工的过程中应该使用跳挖的方法,挖掘同期的沟槽的过程中,提前将适当的距离留好。4)处理加固导墙下泥土的问题时,一般使用深搅桩及粉喷桩的方法。

3.2槽内漏失的处理措施

进行挖槽的时候,一旦出现覆盖层,泥浆的作用就会快速地失去,孔壁面临的危险就是坍塌。通常处理这种土层的时候,及时在沟槽中填加土料,与此同时要进行振捣,解决了覆盖层的问题后就可以继续开始挖掘工作的进行,万一出现严重的土层漏失状况,在进行挖掘工作之前,首先进行土浆的浇筑工作。

3.3嵌岩的措施

嵌岩装置的制作需要选择铸钢,而且在其底部焊接合金刀刃,合金刀刃必须具有耐冲击的性能,保持在3m的高度,1~1.4m的长度,实际的墙体高度就是其宽度的最大范围,重量维持在3~5t,需要有大型起重机械的辅助才能使用。1)在挖掘工作开始的时候,如果碰到的岩石具有比较坚硬的质地时,通过重凿的方式将岩石击碎是首要工作,接着就是取出碎了的岩石,继续之前的工作,一直到挖掘的深度标准为止。2)在沟槽形成的时候,将存在于沟槽中的所有覆盖层全部除去,然后再接着进行工程建设,若纯挖法是实际工作中唯一使用的方法,那么在主孔完成挖掘深度标准后,就进行副孔的开挖,并使其成槽,使得槽壁失衡状况难以出现。3)重凿的完成程度离不开嵌岩,彼此相互关联,实际的工作过程中,相关的技术人员需要结合设计要求以及工作经验,通过重凿的方式从而促进冲击次数、高度和点数的提高。但是在公程建设的时候,为了降低过度破碎的潜在危险,要严格把握重凿的力量。

4结束语

因此,采取相应的工作技术时,需要将工程建设的标准和实际形势相结合,整改设计方案,优化施工方案,从而给予施工质量有效的保障,形成更加坚固、更加稳定的混凝土防渗墙。

参考文献:

[1]陈勇军.试析塑性混凝土防渗墙施工技术在水利工程中的应用[J].珠江水运,2015,23(11):30-31.

[2]水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范[J].地质装备,2002,3(3):17-22.

作者:梁辉 单位:中国水利水电第三工程局有限公司