水庫大壩混凝土防滲墻技術(shù)探析

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1、水庫大壩混凝土防滲墻技術(shù)探析　　摘要:混凝土防滲墻技術(shù)已廣泛用于病險(xiǎn)水庫土石壩的防滲加固，本文闡述了混凝土防滲墻技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,詳細(xì)介紹了混凝土防滲墻施工技術(shù)比選和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以求確保施工質(zhì)量。關(guān)鍵詞:水庫大壩混凝土澆筑防滲墻設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：TV62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：一、混凝土防滲墻概況混凝土防滲墻是利用造(挖)槽孔機(jī)械設(shè)備,借助泥漿的護(hù)壁作用,在地下挖出窄而深的槽孔,并在其內(nèi)澆注混凝土而形成一道具有防滲功能的連續(xù)的地下墻體?；炷练罎B墻自身要能滿足強(qiáng)度和變形的要求,有足夠的抗?jié)B性和耐久性,能有效地截住滲透水流,控制滲流量,墻體滲透比降和出逸比降均滿足設(shè)計(jì)要求?；炷练罎B墻設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有

2、:造(挖)槽孔工法比選,總體布置,墻厚比選,選墻體材料比選,泥漿比選,細(xì)部設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)指標(biāo)和質(zhì)量要求。二、造(挖)槽孔工法比選11常用的造(挖)槽孔工法主要有沖擊式鉆進(jìn)法(鉆劈法)、沖擊式反循環(huán)鉆進(jìn)法、射水法、鋸槽法、抓斗挖槽法(抓取法)和雙輪銑槽法等,施工中又有兩種或兩種以上工法的組合,如“兩鉆一抓”法、“兩鉆三抓(銑)”法和“銑、砸、爆“法等組合方法,以抓斗挖槽法和雙輪銑槽法為先進(jìn)。1.沖擊式鉆進(jìn)法沖擊式鉆進(jìn)法是利用曲柄連桿機(jī)構(gòu)將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)來提升和下落鉆頭,利用鉆頭提升后自由下落的重力沖擊孔底,使土層(巖石)破碎而進(jìn)行鉆進(jìn),并用一定濃度的泥漿護(hù)壁(泥漿會(huì)在鉆孔孔壁上形成泥皮,在泥漿

3、壓力作用下使孔壁保持穩(wěn)定而不坍塌,并能防止泥漿滲漏),當(dāng)孔底的鉆渣逐漸增加以后,取出鉆頭放入抽筒掏渣,成孔后采用水下直升導(dǎo)管法澆注混凝土,混凝土靠自重和自流平特性而自密實(shí)形成一段混凝土墻體,墻段間一般用鉆鑿法連接。沖擊式鉆進(jìn)法是世界上最早采用的工法,該工法在各種土、砂層、礫石、卵石、漂石、軟巖、硬巖中都能使用,工效較低。國產(chǎn)主力機(jī)型是CZ-22和CZ-30型,鉆具包括鉆頭和抽筒兩部分,鉆頭又可分為空心鉆頭、一字鉆頭、十字鉆頭、圓鉆頭、角錐鉆頭和雙反弧鉆頭等。2.沖擊式反循環(huán)鉆進(jìn)法11沖擊式反循環(huán)鉆進(jìn)法是在沖擊式鉆進(jìn)法的基礎(chǔ)上,在空心套筒式鉆頭中心設(shè)置排渣管,利用反循環(huán)砂石泵將鉆渣與循環(huán)漿液經(jīng)排

4、渣管及循環(huán)管路,從孔底連續(xù)地抽入設(shè)在地面的泥漿凈化裝置進(jìn)行凈化,凈化后的泥漿經(jīng)循環(huán)漿池注入槽孔循環(huán)使用,通過這一循環(huán),鉆機(jī)完成鉆進(jìn)及排渣作業(yè),直至造孔完畢。由于采用反循環(huán)出渣方式,從而大大提高了鉆進(jìn)效率。沖擊式反循環(huán)鉆機(jī)最早由法國公司在20世紀(jì)50年代研制成功,我國水利水電基礎(chǔ)工程局于20世紀(jì)90年代研制成功CZF-1200型沖擊式反循環(huán)鉆機(jī),同時(shí)地礦部門也研制成功CJF-20型沖擊式反循環(huán)鉆機(jī),目前國產(chǎn)機(jī)型主要是CZF-1200、CZF-1500、CJ-F-20和CJF-2型。3.射水法射水法是利用水泵送水至成形器中的射水裝置所形成的高速射流和成形器及導(dǎo)水管本身質(zhì)量的沖擊力,以及向下移動(dòng)時(shí)成

5、形器內(nèi)刀片的切削等作用,破壞土層結(jié)構(gòu),水土混合回流后泥沙溢出地面(三代機(jī)是在成形器中設(shè)置排渣管用反循環(huán)砂石泵抽出地面),利用卷揚(yáng)機(jī)操縱成形器不斷地上下移動(dòng),切削修整孔壁,造成有規(guī)則的槽孔,并用一定濃度的泥漿護(hù)壁。成孔后采用水下直升導(dǎo)管法澆注混凝土,混凝土靠自重和自流平特性而自密實(shí)形成一段混凝土墻體,利用成形器側(cè)向水噴嘴沖洗一期槽孔混凝土的側(cè)面,使一、二期混凝土連接緊密,形成地下連續(xù)防滲墻。該工法適用于粒徑小于10cm的砂土、粉土、粘土地基,具有工效高、造價(jià)低的特點(diǎn)。4.鋸槽法11鋸槽法是利用鋸槽機(jī)帶動(dòng)鋸管鋸割地層,鋸出有規(guī)則的槽孔,并用泥漿護(hù)壁,在鋸管上設(shè)置排渣管,用反循環(huán)砂石泵出渣,再以混凝

6、土等成墻材料置換護(hù)壁泥漿,形成具有一定強(qiáng)度和防滲性能的連續(xù)墻體。該工法僅適用于松散的砂土、粉土、粘土地基,工效較高。5.抓斗挖槽法抓斗挖槽法是指蚌(蛤)式抓斗,利用機(jī)械作用并借助斗體的自重,打開和關(guān)閉斗門抓取土體并將其帶出孔外,同時(shí)用泥漿護(hù)壁的一種挖槽工法。成孔后采用水下直升導(dǎo)管法澆注混凝土,混凝土靠自重和自流平特性而自密實(shí)形成一段混凝土墻體,墻段連接一般選用接頭管(板)法。該工法適用各種土層和軟巖,特別適合于在含有小漂石和石塊的地基中挖槽。新型抓斗大多配有測(cè)斜和糾偏裝置,可調(diào)整抓斗斗體角度,使挖槽垂直精度達(dá)1P500以上。抓斗挖槽法具有墻體整體性好、厚度均勻、適用地層廣、工效高的特點(diǎn)。液壓抓

7、斗在粘土層中施工工效一般可80～100m2P臺(tái)班。抓斗最早使用時(shí)是用鋼絲繩來懸掛并進(jìn)行控制的,20世紀(jì)60年代后期開始使用液壓抓斗。根據(jù)抓斗的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可把抓斗分成鋼絲繩抓斗、液壓抓斗、導(dǎo)桿式抓斗和混合式抓斗等,主要由意大利、日本、英國和德國等國生產(chǎn),我國已批量引進(jìn),并研制開發(fā)成功。6.雙輪銑槽法11雙輪銑槽法是驅(qū)使安裝在機(jī)架上的的兩個(gè)鼓輪向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng),鼓輪上的切刀將地層旋銑、切割、擠碎,松動(dòng)后