1 工程概況
江西贛州大壩的 3#壩壩下涵管進口段位于殘坡積土層中,需進行水平灌漿處理,壩下涵管與防滲墻相交叉部位采用高壓沖洗混凝土置換,另在防滲墻建成后,對樁號 0 + 152. 00 ~ 0 + 162. 00 沿壩軸線布孔進行帷幕灌漿。涵管加固完成后,重修反濾體。
2 施工總體方案
本工程分兩條主要施工線路:
1\\) 第一條施工線路為 1#壩坡修復、2#大壩防滲墻施工、2#壩帷幕灌漿、2#壩頂填筑、2#壩坡修復、2#壩防浪墻及壩頂道路及附屬結構。
2\\) 第二條施工線路為 3#壩防滲墻施工、3#壩壩下涵管加固、3#壩帷幕灌漿、3#壩壩頂填筑、3#壩坡修復、3#壩防浪墻、3#壩頂道路及附屬結構、4#壩防滲墻施工、4#壩帷幕灌漿、4#壩頂填筑、4#壩坡修復、4#壩防浪墻、4#壩頂道路及附屬結構、5#壩坡修復、工程收尾。3#壩下涵管承擔防水任務的同時承擔發電任務,所發電量進入大電網輸送,每年發電量300 萬 kW·h以上,有較客觀的經濟效益,因此應盡量保留水庫的發電功能。3#壩下涵管與防滲墻相交叉部位位于墻風化巖中,為保護涵管,在涵管兩側槽段6 m內防滲墻造孔時,鉆孔可布置在距離涵管外壁1. 0 m位置,涵管以上1. 8 m的安全保護距離。當涵管兩側和管頂防滲墻槽體開挖完成后,利用高壓設備中的水、氣將漿砌石縫隙中的渣泥及涵管兩側和基礎以下強風化帶泥沙沖散,接著再經過防滲墻槽段內泥漿排渣,待清渣完成后該部分同混凝土防滲墻灌注,最后進行防滲墻底部帷幕灌漿處理。同時,為提高涵管與壩體接觸帶防滲性,需在涵管周圍上、下范圍內加設帷幕灌漿處理措施,以提高該范圍的防滲性。
3 涵管位置防滲處理
水庫側涵管進口段位于殘坡積土中,需進行水平灌漿處理,沿漿砌石方涵外邊緣0. 2 m布置環向水平灌漿孔,孔距1. 5 m,孔深10 m。壩下涵管與防滲墻相交叉部位采用高壓沖洗混凝土置換,另在防滲墻建成后,對樁號 0 + 152. 00 ~ 0 + 162. 00 沿壩軸線布孔進行帷幕灌漿處理。設 3 排孔,一排位于混凝土防滲墻上游1 m,灌漿孔距1. 5 m,灌漿深度在高程304 ~ 296 m。一排位于混凝土防滲墻下游1 m,灌漿孔距1. 5 m,灌漿深度在高程 302 ~297 m。另一排位于防滲墻中部,預留灌漿孔,孔深適當進入方涵砌體,以砌體為中心,孔距離砌體 1. 0 m,灌漿時應特別注意保護涵管。
3. 1 涵管出口恢復
壩下涵管出口位于壩下游排水棱體內,涵管加固將原涵管部分及返慮體拆除,重修返慮體,將涵管包圍起來,以起到防止大壩土體被滲流帶出的作用。
3. 1. 1 土石方開挖
涵管加固需挖除原有堆石棱體及周圍土方,由于土石方量較小,且施工位置位在于涵管出口端,為不破壞涵管及壩體,將采用 1 臺 PC60 ZX55 小型反鏟式挖土機配合 2 臺 10t 運泥車進行施工。
施工工藝流程見圖 1:
3. 1. 2 場地清理
場地清理主要是開挖范圍內雜物清除,開辟運輸便道。
3. 1. 3 土方開挖方法
本工程的土方開挖主要采用小型挖掘機開挖,開挖邊坡滿足邊坡穩定要求。對涵管邊線等小斷面不能進行機械開挖的部位,則采用人工開挖。開挖前,先由測量工程師放出開挖邊線、開挖控制樁,由監理工程師檢查合格后進行開挖。
由于本工程項目施工作業面小,采用 1 臺反鏟挖掘機進行開挖,可利用土石方由自卸汽車運輸至現場臨時堆料場,不可利用廢渣或多余土方由自卸汽車運輸至棄渣場。開挖方法自上而下分二層開挖,第一次挖深至塊石頂面; 第二次開挖至涵管周圍20 cm,由人工開挖,以免破壞涵管。開挖過程中,應多注意開挖邊線、深度,防止超挖破壞壩體及管身。
3. 1. 4 臨時邊坡的穩定性
涵管出口段開挖完成后,在堆石棱體施工前,為防止壩體邊坡遭受雨水沖刷,邊坡設彩條布覆蓋,上邊緣埋入壩體30 cm。
3. 1. 5 堆石棱體恢復
堆石棱體按原樣恢復,棱體恢復前在涵管周圍設置返慮層,將涵管包圍起來,具體做法由設計、監理現場確定。棱體宜選用不風化新鮮塊石,棱體堆砌完成后應平整、牢固。
3. 1. 6 土方回填
堆石棱體完成后即開始漿砌石明渠兩邊土方回填,回填土料選用按設計要求選用黏性土,用3∶7灰土分層回填夯實。土方回填前做好土方夯實試驗,確定打夯機打夯次數、每層鋪筑的厚度以及最佳含水量。
3. 2 注意事項
壩下涵管承擔排水、發電的任務,且位于大壩壩體底部,位置重要,施工不當容易損壞壩體,造成壩體滲漏破壞,因此施工時應特別注意以下 3 個方面:
1\\) 防滲墻造孔時孔位需準確,預留一定的安全距離,具體為涵管左右側各留1 m的安全距離,頂部留1. 5 m的安全距離,用高壓設備中的水、氣排渣,造孔時應隨時留意孔位和孔深。
2\\) 涵管部位防滲墻混凝土連同壩體防滲混凝土一起澆筑。開始澆筑時,同時拉開\\( 兩組\\) 儲料斗活門,混凝土料連續進入漏斗并沖開漏斗活板,順導管沖入孔底。全部儲料進入槽孔后,連續進行混凝土澆筑作業,混凝土上升速度≥2m/h。
3\\) 挖除原堆石棱體時速度應慢、準,盡量避免超挖而破壞壩體。
4 帷幕灌漿施工
本工程中的 2#~ 4#壩壩基防滲采用帷幕灌漿,孔位沿防滲墻中心線布置,孔距1. 5 m,底至5 LU線以下5 m,灌漿材料采用普通硅酸鹽水泥漿,灌漿孔按 3 個次序施工,防滲設計標準為灌漿后基巖透水率≤5 LU。
4. 1 施工條件
1\\) 在剛完成灌漿或正在灌漿部位的30 m 范圍內,不得進行壩基巖石破碎或爆破作業。
2\\) 帷幕灌漿開始前,應按照設計指定的部位進行灌漿試驗,應編制灌漿試驗大綱并報送監理人,然后按監理人批準的方案進行實施。
4. 2 漿料選擇和供應
選用 425#普通硅酸鹽水泥漿,漿液的濃度應由衡稀到濃,逐級改變。漿液的水灰比\\( 重量比\\) 采用5∶ 1、3∶ 1、2∶ 1、1∶ 1、0. 8∶ 1、0. 6∶ 1 \\( 或0. 5∶ 1\\) 等 6 個比級,開灌水灰比5∶1。
根據現場條件和灌漿施工進度,在各壩的灌漿軸線下游側中間位置布置一個集中制漿站,拌制水泥漿液供灌漿施工。制漿站內各設 ZJ—400 型高速攪拌機 1 臺,J—900 型儲漿攪拌機 1 臺,YSB—250/120 型調速注漿泵 2 臺套。
4. 3 施工要點
4. 3. 1 先導孔
目的是在施工時,檢查設計帷幕底板線高程。在先灌排的第 1 次序孔中用 1/3 的孔做先導孔,先導孔間距12 m > 其他孔深5 m,分段做壓水試驗,壓力3 MPa。
4. 3. 2 鉆孔
必須按分序加密的原則進行,先鉆Ⅰ序、后鉆Ⅱ孔施工。當Ⅰ序孔灌漿濃度均達到10 m時,Ⅱ序孔的鉆灌工作才能開始。
4. 3. 3 鉆孔沖洗
為提高灌漿效果,灌漿孔在灌漿前進行嚴格的孔壁沖洗與裂隙沖洗,孔內沉積厚度≤20 cm。
4. 3. 4 制漿要求
水泥應選用顆粒細、穩定性好、膠結性強、結石強度高和耐久性好,標號為425#的水泥,受潮結塊、超過保質期的水泥嚴禁使用。摻合料選取活性材料如減水劑、速凝劑、緩凝劑等有助于加強漿液流動性和擴散性提高灌漿效果。灌漿用水應符合拌制水工混凝土的用水要求。在灌注較大裂隙時,在漿液中可摻入適量的砂\\( 摻入量≤水泥重量的2 倍\\) ,制成水泥砂漿,其強度等級采用 M20,配合比按水∶水泥∶砂 = 0.5∶1∶2。砂的粒徑≤0. 5 mm,細度模數≤2。
4. 3. 5 灌漿
采用“自上而下,分段鉆灌,小口徑鉆進,孔口封閉,不待凝漿液孔內循環的高壓灌漿”工藝。射漿鉆桿距孔底≤50 m。具備下列條件才能進行帷幕灌漿: 帷幕區及附近的溶蝕通道已封堵完畢。變形觀測系統已經設置,并能進行觀測。灌漿結束標準必須同時滿足下列兩個條件: 灌漿孔的吸漿量≤0. 4 L/min,且持續時間≥1 h。達到設計最大灌漿壓力的持續時間≥1. 5 h。
4. 3. 6 封孔
灌漿結束后,隨即將灌漿孔清理干凈用水泥砂漿填實。
4. 3. 7 灌漿質量檢查
帷幕灌漿質量檢查以分析檢查孔壓水試驗成果為主,同時結合鉆孔、取芯資料、灌漿記錄和測試成果等綜合評定。檢查孔的數量 ≥灌漿總孔數的10% ,檢查孔壓水試驗在該部位灌漿結束14 d后進行。壓水試驗合格標準: 設計規定透水率≤1 Lu。
5 結 語
本文分析了某大壩工程的施工難點,提出了該工程的施工方案,結合工程施工實踐介紹了涵管位置防滲處理和帷幕施工技術,為同行提供了參考。
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