1混凝土防滲墻分類

1.1板樁灌注防滲墻

先在地基中打入焊接小管的鋼板樁,等到合適的深度后,緩慢拔出鋼板樁。接著在樁身被拔出后的空隙中填進(jìn)防滲材料等,從而生成持續(xù)的防滲薄墻。

1.2槽板式防滲墻

這種防滲墻的橫截面一般是槽型,應(yīng)用泥漿等方法來固壁,并且把槽孔開鑿在適合的地方。然后把混凝土填進(jìn)槽孔中。此類別的防滲墻,根據(jù)不同的單元槽的連接形式,可以分為兩種類別:連鎖型和搭接型[2]。

1.3樁柱式防滲墻

這種防滲墻的護(hù)壁方式是通過套管或泥漿,接著在鉆孔里面灌入混凝土。布置方式取決于所打樁孔的連接形式。比如常見的土石壩地基中的防滲墻,一般就使用連鎖和搭接兩種方式。

1.4泥漿槽防滲墻

這種防滲墻比較特殊。首先溝槽長度一般為1.5~3.0m,通過泥漿來固壁。此外,挖槽孔到達(dá)設(shè)計深度時,用一種砂、礫石和粘土混合而成的混合料取代泥漿,從而形成一道防滲墻。

2混凝土防滲墻前期質(zhì)量把控

防滲墻中的主要基材是水泥,水泥標(biāo)號一般應(yīng)該大于等于42.5#。攪拌時,還需要控制水量、水溫等。一般而言,溫度應(yīng)該低于40℃。除了水泥外,卵石和礫石也是不可或缺的部分。細(xì)骨料要把控好含泥量、黏粒量以及細(xì)度模數(shù)。對于粗骨料,需要把關(guān)好泥塊量、含泥量以及粒徑等。黏土或者膨潤土以及兩種土的混合料可以作為泥漿的土料,大量實踐表明:膨潤土的效益較好[1]。在施工環(huán)節(jié)上需要做到細(xì)致精確,多次校驗,從而保證精準(zhǔn)程度。依據(jù)所在地的水土性質(zhì)、地址特點、閘壩構(gòu)造以及環(huán)保的要求等來設(shè)計圖紙,圖紙應(yīng)該包含有如下內(nèi)容:覆蓋層的厚實、松緊程度和顆粒的組成以及承壓水狀況、透水性和地下水位。此外,還需要注意地質(zhì)構(gòu)造、風(fēng)化的深度和程度以及斷層碎裂帶、深槽和反坡等情況。由上面所列舉的資料來選定墻軸線的位置并且挑選墻體材料,接著對墻厚等來設(shè)計并規(guī)劃,確保適宜性和可操作性良好。

3混凝土防滲墻的施工技術(shù)

3.1混凝土超薄型防滲墻的施工技術(shù)

在施工之前,需要把泥漿打入到導(dǎo)向孔內(nèi),控制泥漿的水平面不超過導(dǎo)墻面30cm。實際工程上一半通過燒堿和膨潤土來調(diào)配出泥漿,特性要求如下:塑性指數(shù)不低于20,黏粒含量不小于50,含砂量不高于5以及Al2O3與SiO2與含量比值約為三分之一[3]。施工的工藝特點列舉如下:(1)“一抓和兩鉆法”成槽:采用抓斗順著導(dǎo)墻邊挖土,使之形成槽。接著需要對槽排渣清底,方法是把抓斗伸入到孔底,直接把孔底的殘留物挖到槽孔外。需要注意的是,控制孔內(nèi)的泥漿在之前灌入的水平線范圍內(nèi),目的是為了預(yù)防孔壁坍塌。此外,還需要用新配置的泥漿來及時填補,這樣來保持孔內(nèi)泥漿體的側(cè)壓力,從而預(yù)防塌方的發(fā)生。最后,還需要不時地檢查孔內(nèi)泥漿等的性能參數(shù),若發(fā)現(xiàn)參數(shù)有異常情況立馬調(diào)整。(2)應(yīng)用在管上裹膜和抹油等工藝來接頭,接頭管一般使用焊接管,焊接管尺寸如下:約為100毫米的壁厚和約為330毫米的直徑。在完成成槽后,首先把潤滑油涂抹到接頭管的管罐上面,接著把塑料薄膜裹在表面處,最后將接頭管插入到所設(shè)定的深度處,目的是減小管壁與混凝土之間的摩擦力。

3.2塑性混凝土防滲墻的施工技藝

使用塑性混凝土防滲墻的方法可以適應(yīng)土石壩的變形特點。由此可見,塑性混凝土防滲墻的鮮明特點在于適應(yīng)變形的能力很強,沒有常規(guī)混凝土的很多缺陷。塑性混凝土的大量摻入黏土或膨潤土,因此物理屬性發(fā)生了很大的改變。具有彈性模量小、適應(yīng)較大的變形、較大的極限應(yīng)變的優(yōu)點,此外,還擁有抗?jié)B性能優(yōu)良、節(jié)省水泥、方便施工等特點,是一種很好的防滲墻體材料。其施工工藝如下:先準(zhǔn)備施工平臺和導(dǎo)向槽,接著造孔成槽,再者進(jìn)行泥漿護(hù)壁,然后用混凝土澆筑。確保防滲墻和導(dǎo)向槽的中心線一致。用鋼筋混凝土墻建造導(dǎo)向槽,其凈寬超過設(shè)計的防滲墻10到20厘米。此外,深度取決于上部的土層情況。最后是造孔,先期需要詳盡細(xì)致地做好準(zhǔn)備,由預(yù)先劃分好的槽孔來進(jìn)行造孔,首要的原則是盡量使墻段接頭少,由此可以快速、溫度以及安全施工[4,5]。

4施工中常見的問題及處理技術(shù)方法

4.1造孔中鉆頭的脫落

4.1.1分析原因

其原因一般是下列的幾個方面:(1)沒有預(yù)先安裝保護(hù)繩;(2)鋼絲繩磨損嚴(yán)重時沒有立即更換;(3)孔底不干凈坍塌嚴(yán)重造成埋鉆事故后硬性提鉆;(4)鋼絲繩回頭聯(lián)結(jié)鉆頭,鋼絲繩子夾頭(卡子)松動,沒有及時發(fā)現(xiàn)而脫落。

4.1.2采取措施

針對鉆頭脫落所采取的措施如下:(1)在鉆頭上設(shè)置保護(hù)繩;(2)定期檢查正在使用的鋼絲繩,如果發(fā)現(xiàn)破損超過要求必須立刻更換,鋼絲卡子松動及時緊固;(3)保持孔內(nèi)干凈。

4.1.3處理方法和技術(shù)

事故發(fā)生以后及時查清原因。一方面如果是主繩斷裂,應(yīng)當(dāng)通過下偏勾套來取出保護(hù)繩。另一方面如果沒有保護(hù)繩時,需要先把泥漿更換掉,接著將鉆頭附近的鉆渣抽取干凈,再用工具來打撈。卡住后輕微地提起或者卸下加重桿,然后稍微地震打活動后,在合適時候取出。

4.2造孔時孔壁的坍塌

4.2.1分析原因

(1)防滲墻施工過程中,發(fā)生孔壁坍塌的原因一般有以下幾點:①鉆孔進(jìn)入到特殊的地層,可能會出現(xiàn)突然漏失掉大量的泥漿,同時又沒有立刻補充漿體,此時會由于突然減小的孔內(nèi)泥漿壓力而坍孔。②壩體土料密實度程度不足。先前調(diào)配的固壁泥漿的性能指標(biāo)不滿足設(shè)計要求,因此,孔壁不能有效地得到泥漿的保護(hù)。③在停工期間沒有做到定期地檢查泥漿,沒有及時地補充那些漏失的泥漿。同時也沒有定期地攪動泥漿,由此發(fā)生泥漿沉淀,還會發(fā)生降低漿液比重,最后導(dǎo)致孔壁的坍塌。(2)造孔過程中集中漏漿或向一側(cè)突然坍塌。主要原因是:①壩體填筑料碾壓密實度質(zhì)量差由于輸水隧洞放空于庫水位的影響而形成滲漏通道。②壩體河床地段基礎(chǔ)部位有一層厚3~7m的淤泥。③庫內(nèi)無水,防滲墻槽內(nèi)漿液壓力大,外水壓力產(chǎn)生的反作用力喪失。

4.2.2預(yù)防措施

為避免造孔時孔壁坍塌,采取如下措施:(1)存儲黏土塊和大麻以及稻草等這些具有很強的纖維性的物質(zhì)。(2)鉆取時,嚴(yán)格按照地層的實際情況,采用適合的泥漿護(hù)壁,同時還要經(jīng)常檢查,在必要的時候調(diào)整泥漿的性能指標(biāo)。(3)終孔后,不能使孔內(nèi)泥漿突然稀釋,更不能清水稀釋泥漿。(4)發(fā)生停工的情況,應(yīng)該每4~8小時攪動孔內(nèi)的泥漿一次。發(fā)現(xiàn)有漏失的情況,立即補充。確保泥漿高度超過槽口板以下的0.5米處,同時還要確保不低于地下水位2米。(5)成孔槽段長度盡量短一些(一般6~10m)?梢圆捎脙啥翁S成型的方法來造孔澆筑,避免坍陷。

4.2.3處理的技術(shù)和方法

在造孔時發(fā)生塌孔的情況,具體的處理技術(shù)和方法如下:(1)第一步是把鉆具取出來,目的是為了防止發(fā)生坍孔等的其他更嚴(yán)重的事故。接著最快的速度查明弄塌孔的具體原因,根據(jù)查明的原因來進(jìn)行處理。(2)需要增加固壁泥漿的黏度和比重,然后送進(jìn)孔內(nèi),這樣可以防止塌孔進(jìn)一步地擴(kuò)大。(3)如果發(fā)生嚴(yán)重的坍孔情況,把預(yù)先儲存的具有強纖維性的物質(zhì)(如海帶、大麻、稻草等)以及裝有黏土的草袋等填入孔內(nèi),充填滿坍塌的部分,接著進(jìn)行重新造孔。(4)如因基礎(chǔ)地質(zhì)條件或壩體填筑質(zhì)量差而發(fā)生(內(nèi)坡或外坡)的滑坡或沉陷,則應(yīng)把處理邊坡穩(wěn)定,處理方法是采用振沖碎石柱樁處理,加同是“標(biāo)本兼治”的辦法,拋石擠淤壓腳翻壓滑坍土料,也是處理滑坍的方法,然后再造孔澆筑混凝土防滲墻[6]。

5結(jié)語

由于混凝土防滲墻技術(shù)工期短、簡單方便、成本低廉的特性,其在水利水電工程中應(yīng)用廣。此外,混凝土防滲墻的施工技藝更是影響到水利工程以后的發(fā)展前景。本文綜述了混凝土防滲墻的分類、前期質(zhì)量把控、施工技術(shù)、常見問題及處理方法等,希望能有助于業(yè)界同行的工作。