振动射冲混凝土防渗墙在水库中的应用
2014-04-06王勇
王 勇
(新疆塔里木河流域希尼尔水库管理局，新疆库尔勒 841000)
振动射冲混凝土防渗墙在水库中的应用
王 勇
(新疆塔里木河流域希尼尔水库管理局，新疆库尔勒 841000)
文章对振动射冲混凝土防渗墙施工技术在塔里木水库中的应用进行了阐述，结果表明：振动射冲混凝土防渗墙在水库坝基防渗中效果显著，希望能与广大施工技术人员进行切磋交流。
塔里木水库；振动射冲混凝土；施工技术
塔里木水库节水改造工程是塔里木河流域近期综合治理工程之一,水库地理坐标介于85° 52′～86°14′E,41°11′～41°17′N之间，设计库容2400×104m3，设计水位888.4m，死库容500 ×104m3，死水位885m，水库设计灌溉面积0.6× 104hm2。工程建设内容如下。
(1)坝体工程。(2)坝体、坝基防渗。(3)水库配套建筑物。(4)渠道工程。(5)水情自动测报系统。(6)水库大坝监测系统。(7)坝顶戈壁碎石路面。
1 防渗墙设计
大坝桩号 0+045～0+395范围，坝后地面渗水严重，经地质勘察，该坝段坝基有一层土质为砂层，厚9m～10m，是大坝渗漏的主要通道。
处理措施：在上游坝坡向下建造混凝土防渗墙，截断漏水通道。振动射冲混凝土防渗墙设计：深入基岩0.5m，深度8～18m；墙体厚度0.3m；纵向范围为沿坝体桩号0+045～0+395，防渗面积5781m2。
2 施工技术和工艺流程
2.1 振动射冲混凝土防渗墙施工原理
振动射冲混凝土防渗墙是一种新型成槽施工工艺。原理是：振锤通过振杆给成槽器提供垂向的激振力，带动成槽器产生往复运动，使成槽器对所接触的地层进行冲切、破碎；另外，泥浆泵经过振杆将大流量的中压泥浆（压力5～15MPa）输送至成槽器的底部，通过底孔对地层进行喷射切割，对地层有辅助破碎作用，同时把成槽器破碎产生的散状颗粒冲离原来位置，使成槽器能够直接接触到原始地层，提高破碎地层的效率，对地层进行逐层破碎剥离，最终形成槽孔。
2.2 振动射冲成槽施工主要工艺流程
2.2.1 施工前的准备工作
（1）搜集施工有关的资料：如地质、设计、管理、观测、施工条件等资料。
（2）清理施工现场，修建施工临时工程设施和施工机械作业平台。
（3）施工试验，材料试验，修订施工方案和工艺参数。
（4）施工前其他必须准备的工作。
2.2.2 测量放线
（1）根据设计要求，实地测定防渗板墙的轴线位置，放线测量误差不超过2cm。
（2）测量堤坝顶高程，便于高程控制。
2.2.3 导向槽的修筑
沿防渗墙轴线，人工开挖导向槽，然后修筑导向板。槽中心线与施工轴线偏差不超过5cm。
（1）施工深度较浅，地层稳定性好时不需要修建导板，只需开挖导向槽，槽宽一般大于墙厚5cm，槽深0.5m。
（2）施工深度较深，地层稳定性不好时需要修建导墙，人工开挖导向槽，槽宽深不小于0.7×1.0m，可修建“L”型导墙。
2.2.4 泥浆系统
（1）利用搅浆机制备泥浆或自造浆。
（2）利用导向槽、泥浆池、正反循环机组组成泥浆循环系统。
（3）泥浆除渣：正循环利用双泥浆池沉淀方式，反循环增加泥浆筛网过滤措施。
2.2.5 钻机安装和调整
（1）按设备要求组装好钻机，移动至轨道上。
（2）调整钻机方位，使之对准导向槽，液压腿撑住地面。
2.2.6 开槽施工
（1）将钻具放入槽孔内，连接好管路，启动机组进行钻机试运转，一切正常后转入正常施工。
（2）实行排孔连续钻进法：根据钻具尺寸将槽段划分为多个孔位，从槽孔的一端开始进行第一个孔位的施工，当第一个孔位钻至设计深度后，提升钻具至地面，移机到下一孔位进行相同工序的施工。
（3）钻渣的排除方式：一般情况下采用正循环排渣。
2.2.7 槽段浇筑
墙体材料及浇筑方法：一般情况下，深度10m以内的墙体材料以固化灰浆为主。
固化灰浆的浇筑可采取以下步骤：
（1）根据设计要求的强度和渗透性，换算出槽段墙体浇筑需要的灰浆方量。
（2）将拌制好的水泥砂浆放入专用储浆桶内，用BW850泥浆泵输送至孔底，随拌制随灌注，排除孔内多余泥浆。
（3）利用压缩空气进行泥浆、水泥浆循环混合，浆液混合应当均匀，颜色一致。
2.2.8 对原材料的要求
（1）水泥。一般情况下，应采用42.5普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥。
（2）粘土。有机质含量小于3%，粘粒含量20%～30%。
（3）膨润土。对减小析水性和降低渗透系数、弹性模量有明显作用；一般掺量都比较小，不超过水泥用量的30%。
（4）砂以中、细砂为宜，含泥量最多不大于10%。
（5）粉煤灰。应符合规范要求的Ⅱ级以上的袋装粉煤灰。
（6）水。无污染的中性水。
2.2.9 制浆和输浆
（1）配制浆液材料必须称量(或折算体积)，称量误差：水重不超过±2%，自动洒水装置必须事先进行率定；其他材料重量误差控制在±5%。
（2）浆液试验：每项工程施工前按照确定的浆液配方进行制浆试验，通过搅拌试验确定浆液每缸最少搅拌时间。以浆液达至各介质混合均匀为准。
（3）浆液储存。制浆量应大于单个槽孔的用浆量。
（4）浆液检测。浆液搅制后应对倾倒出的浆液进行比重检测。一般0.5h检测一次。
（5）浆液输送。用浆量较小时可直接在槽段附近制浆，放入泥浆池。用量大的情况下，需要配备专用制浆站，一般浆液输送管道水平距离不大于200m，输浆管内径一般为￠75mm～￠100mm。
（6）浆量计量。用储浆筒体积计量。
2.2.10 特殊情况的施工
（1）施工轴线弯曲。施工轴线弯曲半径大于10m时，可以正常施工；当弯曲半径小于10m时，可以应用套接法进行施工。
（2）堤坝内有障碍物。堤坝内有废弃或现有管涵等障碍物时，应将造槽机越过障碍物施工。缺墙段可用灌浆或单管高喷灌浆工法处理。
（3）地层中有较大块碎石、卵石，反循环不能直接排出时，可用冲击杆破碎后捞出。
3 质量控制
3.1 施工过程质量控制
（1）冲切墙的深度、厚度、长度和工程量。（2）施工作业时冲切墙的连续性工序。
（3）注浆材料及配合比、密度和稠度、注浆量及供浆连续性。
（4）施工中发生的问题及处理。（5）机械使用状况和故障处理等。
3.2 冲切墙墙体的质量控制
冲切墙质量检查内容有：墙厚、连续性、抗压强度、渗透系数、破坏渗透坡降、弹性模量等。
质量检查方法：24h旁站测量钻孔深度。
4 混凝土防渗墙截渗效果
振动射冲混凝土防渗墙施工，通过严格的质量控制和精心施工，工程质量达到优良等级，并在施工后水库蓄水验证了截渗效果：原坝段桩号0+045-0+395，处理前坝后地面渗水严重；加固处理后，坝后渗水全部消失。实践证明：振动射冲混凝土防渗墙在塔里木水库中的应用效果显著。
10.3969/j.issn.1008-1305.2014.01.022
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1008-1305（2014）01-0069-02
王 勇(1979年- )，男，工程师。
