薄壁抓斗造混凝土防滲心墻施工技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

羅滿華

(江西省分宜縣彰湖水庫管理所，江西 分宜336600)

1 工程概況

冷水井水庫位于新余市分宜縣城以北的雙林鎮(zhèn)大姜村坑口，與雙林鎮(zhèn)、分宜縣距離分別為4 km、30 km，壩址位于贛江一級支流袁河中游的孔目江上。壩址以上控制流域面積5.37 km2，興利引洪面積14.16 km2，設(shè)計(jì)灌溉面積1 067 hm2，實(shí)際灌溉面積480 hm2。冷水井水庫于1962年建成，其后經(jīng)數(shù)次擴(kuò)建達(dá)現(xiàn)有規(guī)模，樞紐工程主要建筑物包括主壩、副壩、溢洪道、灌溉兼發(fā)電隧洞、灌溉壩下涵管、水電站等，受建設(shè)年代久遠(yuǎn)、運(yùn)行時(shí)間較長等因素的影響，大壩壩體、壩基滲漏十分嚴(yán)重。

2 除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)

本次工程的初步設(shè)計(jì)經(jīng)江西省水利廳組織有關(guān)部門和專家審查，并下發(fā)了《關(guān)于分宜縣冷水井水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告的批復(fù)》，工程的主要建設(shè)任務(wù)包括:主、副壩加固，溢洪道、灌溉隧洞、壩下涵管加固，完善相關(guān)管理設(shè)施等。其中，主壩壩體、壩基、壩肩采用薄壁抓斗造混凝土防滲心墻處理。限于篇幅，本文僅對冷水井水庫大壩除險(xiǎn)加固工程中薄壁抓斗造混凝土防滲心墻施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析和討論。主壩的工程特性如表1 所示。

3 薄壁抓斗造混凝土防滲心墻施工技術(shù)

3.1 混凝土導(dǎo)墻施工與槽段劃分

本次工程采用倒“L”型斷面鋼筋混凝土施工導(dǎo)墻，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇混凝土強(qiáng)度等級為C20，斷面尺寸:高1.2 m，上底寬0.8 m，下底寬0.3 m，兩導(dǎo)墻間距0.6 m。導(dǎo)墻制作結(jié)束后即可劃分槽段，根據(jù)施工設(shè)計(jì)以及壩體、壩基地質(zhì)條件、防滲墻深度的實(shí)際情況，防滲墻單一槽段的長度選為6 m，兩側(cè)稍寬(如圖1 所示)。防滲墻分為Ⅰ、Ⅱ期槽段，分兩期完成挖槽與混凝土澆筑作業(yè)。

表1 主壩工程特性表

圖1 槽段劃分示意圖

3.2 施工設(shè)備

根據(jù)施工設(shè)計(jì)的要求以及工藝的實(shí)際需要，本次工程采用的主要施工機(jī)具如下:①BH—12 型液壓抓斗，斗體厚度為580 mm，開斗高7 000 mm、寬2 750 mm，斗容1.0 m3，重10.2 t;②YJB—1200 液壓拔管機(jī):液壓系統(tǒng)的工作壓力為25 MPa，最大工作壓力為30 MPa，正常拔起力3600kN，垂直提升速度≥580 mm/min，油缸行程750 mm，拔管直徑300 ～1 200 mm;③JS500 強(qiáng)制拌合機(jī)。

3.3 造孔

造孔抓斗設(shè)備由主機(jī)、斗體兩部分構(gòu)成，土層的切削通過斗刃、斗齒進(jìn)行，土渣收容由斗體完成，待斗體滿載后將其由槽孔內(nèi)提出卸掉。反復(fù)進(jìn)行以上操作，直至造孔作業(yè)全部完成。施工操作由鑿巖重錘與BH—12 型液壓抓斗配合完成，對于覆蓋層以及較軟的基巖，可使用抓斗直接抓取;對于較硬的基巖，則應(yīng)先通過重錘進(jìn)行處理，再由抓斗完成抓取。成槽采用“三抓法”，即先完成兩端主孔的施工任務(wù)，再進(jìn)行中間副孔的施工。需要說明的一點(diǎn)是，在抓挖作業(yè)的同時(shí)應(yīng)注意進(jìn)行膨潤土泥漿護(hù)壁［1］。

3.4 泥漿

本次工程中，泥漿攪拌池和沉淀凈化站均于大壩左岸下游設(shè)置，泵送混凝土管路、供漿管路則設(shè)置于導(dǎo)墻上游。用于混凝土拌制的膨潤土與制漿膨潤土相同，增黏劑選擇CMC，分散劑選擇Na2CO3。根據(jù)施工設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，泥漿配合比為:水:膨潤土:Na2CO3:CMC=100:8 ～9:0 ～0.35:0 ～0.05。

3.5 墻體材料及施工

墻體材料選擇摻入膨潤土(200 目篩余＜4%)的普通混凝土，水泥選擇普通硅酸鹽水泥，骨料選擇河砂與人工碎石(確保粒徑≤20 mm)，外加劑選擇CSP－2 減水劑，施工用水由水庫抽取。根據(jù)施工設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，混凝土配合比為:水泥:膨潤土:水:砂:石:外加劑=235∶88∶285∶894∶648∶4.84。施工所用導(dǎo)管由長短管共同組成，其中，兩節(jié)短管設(shè)置于導(dǎo)管的上部，澆筑開始后不久即可將其拆除。在澆筑后期，應(yīng)做到對導(dǎo)管的勤提勤放，以免出現(xiàn)堵管問題。槽孔澆筑順序?yàn)橄壬詈鬁\，并確保施工的連續(xù)進(jìn)行。技術(shù)人員應(yīng)對混凝土面上升情況進(jìn)行實(shí)時(shí)測量和記錄，并注意避免出現(xiàn)泥漿混摻、導(dǎo)管漏漿、埋管、堵管等問題。

3.6 墻段連接

采用“接頭管法”完成墻段連接，具體操作方式為，在一期槽孔澆筑開始前，將Φ600 mm 鋼管下設(shè)于槽的兩端，待混凝土初凝后，將鋼管迅速拔起形成接頭孔。在二期槽孔澆筑開始時(shí)，接頭孔臨近一期槽孔的側(cè)壁會形成圓弧形接頭，墻段間的連接也因此更加可靠、有效。

3.7 質(zhì)量檢驗(yàn)

質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果表明，各槽段的孔位、孔斜率、孔深、墻體厚度、入巖深度、孔底淤積厚度、清孔泥漿性能指標(biāo)均滿足工程設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范的要求。針對防滲墻墻段連接的質(zhì)量檢測結(jié)果表明，接頭孔垂直度、孔深、孔徑均滿足工程設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范的要求。竣工驗(yàn)收報(bào)告表明，墻體露出部分無夾泥、脫開問題、接縫密實(shí)，墻面整體性強(qiáng)、光滑平順，墻體厚度與質(zhì)量均滿足工程設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范的要求。

4 施工特殊問題處理

1)漏漿問題:對于一般的漏漿問題，在確保泥漿強(qiáng)度、供應(yīng)量的同時(shí)，可采用加大泥漿比重、平拋混凝土或加入鋸末的處理方式;對于嚴(yán)重的漏漿問題，應(yīng)及時(shí)使用特殊材料(如速凝混凝土)進(jìn)行處理，必要時(shí)應(yīng)對槽孔進(jìn)行回填。

2)澆筑事故:對于澆筑過程中遇到的導(dǎo)管堵塞問題，可通過倒、頓方法進(jìn)行疏通。若以上方法未能取得理想的效果，應(yīng)將導(dǎo)管拔出，將其中的泥漿清理干凈后重新下設(shè)。為避免類似事故的發(fā)生，澆筑施工中技術(shù)人員應(yīng)注意對導(dǎo)管長度、混凝土面高程、導(dǎo)管埋入深度等進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測與核對，以便為墻體施工質(zhì)量提供更多保障。

5 結(jié) 語

薄壁抓斗造混凝土防滲心墻施工技術(shù)在冷水井水庫大壩除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用取得了令人滿意的質(zhì)量成果，我們將施工過程中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)歸納如下:①該技術(shù)對底層變化的適應(yīng)力較強(qiáng)，無論在耐久性還是在防滲效果方面，都取得了滿意成果，結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)，該技術(shù)適用于壩基、壩身的防滲加固工程;②抓斗造孔在孔型、施工速度等方面均優(yōu)于沖擊鉆機(jī)，且打破了沖擊鉆機(jī)對施工的多項(xiàng)負(fù)面影響，為抓斗成槽法的有效運(yùn)用提供了良好的技術(shù)環(huán)境;③相對于其它墻段連接方法，接頭管法具有施工時(shí)間短、成本低、質(zhì)量優(yōu)、防滲效果顯著等諸多優(yōu)勢。

［1］李世興，蔣敏智. 結(jié)合工程實(shí)例談水庫大壩薄壁防滲墻施工技術(shù)［J］. 大科技:科技天地，2011(10):304 －306.