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,挖槽孔到達設計深度時,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,水泥標號一般應該大于等于42.5#。攪拌時,還需要控制水量、水溫等。一般而言,溫度應該低于40℃。除了水泥外,卵石和礫石也是不可或缺的部分。細骨料要把控好含泥量、黏粒量以及細度模數(shù)。對于粗骨料,需要把關好泥塊量、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)上需要做到細致精確,多次校驗,從而保證精準程度。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)保的要求等來設計圖紙,圖紙應該包含有如下內(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
3.1混凝土超薄型防滲墻的施工技術
在施工之前,需要把泥漿打入到導向孔內(nèi),控制泥漿的水平面不超過導墻面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、適應較大的變形、較大的極限應變的優(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:先準備施工平臺和導向槽,接著造孔成槽,再者進行泥漿護壁,然后用混凝土澆筑。確保防滲墻和導向槽的中心線一致。用鋼筋混凝土墻建造導向槽,其凈寬超過設計的防滲墻10到20厘米。此外,深度取決于上部的土層情況。最后是造孔,先期需要詳盡細致地做好準備,由預先劃分好的槽孔來進行造孔,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)沒有預先安裝保護繩;(2)鋼絲繩磨損嚴重時沒有立即更換;(3)孔底不干凈坍塌嚴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)在鉆頭上設置保護繩;(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
事故發(fā)生以后及時查清原因。一方面如果是主繩斷裂,應當通過下偏勾套來取出保護繩。另一方面如果沒有保護繩時,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?ㄗ『筝p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不滿足設計要求,因此,孔壁不能有效地得到泥漿的保護。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,嚴格按照地層的實際情況,采用適合的泥漿護壁,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。(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處理的技術和方法
在造孔時發(fā)生塌孔的情況,具體的處理技術和方法如下:(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)查明的原因來進行處理。(2)需要增加固壁泥漿的黏度和比重,然后送進孔內(nèi),這樣可以防止塌孔進一步地擴大。(3)如果發(fā)生嚴重的坍孔情況,把預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,接著進行重新造孔。(4)如因基礎地質(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工期短、簡單方便、成本低廉的特性,其在水利水電工程中應用廣。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、常見問題及處理方法等,希望能有助于業(yè)界同行的工作。