水利工程論文-鈣基膨潤土帷幕灌漿技術(shù)在土石圍堰閉氣中的應(yīng)用與探討.doc

水利工程論文-鈣基膨潤土帷幕灌漿技術(shù)在土石圍堰閉氣中的應(yīng)用與探討摘要：湖南省大源渡船運(yùn)樞紐工程二期上游圍堰（以下簡稱二期工程上游圍堰）在施工過程中，由于工期緊、施工工人人數(shù)不夠，加之現(xiàn)有高噴灌漿機(jī)械僅有兩臺套，無法滿足施工強(qiáng)度及工期要求。為確保圍堰的閉氣效果，減少堰體滲流量，同時(shí)縮短圍堰閉氣時(shí)間，根據(jù)工程實(shí)際情況將原設(shè)計(jì)的高噴灌漿閉氣方案改為“鈣基膨潤土帷幕灌漿”施工方案。實(shí)踐證明“鈣基膨潤土帷幕灌漿”技術(shù)對改善堰體的抗?jié)B、抗滑、抗傾覆以及堰體的土體性質(zhì)、形成防滲幕墻、閉氣效果等方面效果顯著。同時(shí)，不僅能保證圍堰的閉氣效果、降低施工成本，而且還大大地縮短了施工工期，達(dá)到預(yù)期目的，為其它工程采用類似方法提供了一個(gè)良好的施工經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：鈣基膨潤土帷幕灌漿圍堰閉氣施工1工程概況1.1地理位置及工程狀況大源渡航運(yùn)樞紐工程位于湘江下游、湖南省衡山縣上游12km處，水路距衡陽市62km，下游距湖南省長沙市204km，壩址左岸屬衡山縣沙頭鎮(zhèn)永和村，右岸為衡東縣霞流荊花港村，壩址下游2km處為湘江干流與支流洣河交匯處。大源渡二期工程由上游圍堰、下游圍堰及河中混凝土縱向擋水圍堰三部分組成。河床建基面高程在38.039.0m之間。其中上游圍堰距河中混凝土縱向擋水圍堰135m。河中水流方向的深槽，貫穿整個(gè)上游圍堰，深度約1.52.0m。上游圍堰堰頂高程49.9m。其中，在靠近河中混凝土縱向圍堰50m范圍內(nèi)堰頂高程達(dá)50.051.5m左右。下游圍堰堰頂高程48.0m。上游圍堰堰體防滲中，44.0m馬道以下采用“鈣基膨潤土帷幕灌漿”技術(shù)進(jìn)行施工閉氣，44.0m馬道以上采用土工布置進(jìn)行防滲處理。圍堰平面布置及堰體結(jié)構(gòu)斷面型式如下：1.2圍堰的形成過程二期工程圍堰堰體主要采用一期工程上、下游圍堰以及廠房混凝土縱向擋水圍堰爆破拆除的土石方和混凝土塊體進(jìn)行堆筑而成，料源天然抗?jié)B性較差。由于堰體在堆筑時(shí)采用自卸汽車自51.048.0m之間直接往下卸料，大部分地方未按要求進(jìn)行分層碾壓，導(dǎo)致堰體密實(shí)性和土料間膠結(jié)力較差，加之堰體下部因填筑時(shí)自然篩分而形成的大顆粒石塊、混凝土塊體較多，致使堰體底部架空現(xiàn)象普遍、嚴(yán)重，堰體抗?jié)B能力較差。二期上游圍堰堰體截流施工程序如下圖所示。1.3地質(zhì)情況大源渡航運(yùn)樞紐程二期基坑河床覆蓋層為砂礫石層，覆蓋厚度為12m。滲透系數(shù)達(dá)312-110-1cm/scc?；A(chǔ)巖石為前震五強(qiáng)溪級上段變質(zhì)砂巖及砂質(zhì)板巖，巖石風(fēng)化現(xiàn)象嚴(yán)重，節(jié)理、裂隙極其發(fā)育。2防滲方案的選擇及施工布置2.1防滲方案的選擇在二期上游圍堰防滲方案的選擇過程中，由于現(xiàn)有的高噴漿機(jī)械僅2臺套、工人人數(shù)僅45人（含管理人員）。如采用高噴灌漿，則一方面所需工期較長，另一方面施工機(jī)械均無法滿足要求。故結(jié)合其它工程中的施工經(jīng)驗(yàn)，以及考慮到施工工期、施工質(zhì)量、施工成本等方面的要求，經(jīng)取得業(yè)主及監(jiān)理工程師的同意之后，決定將二上游圍堰的施工閉氣由原設(shè)計(jì)的高噴灌漿改為“鈣基膨潤土帷幕灌漿”。根據(jù)二期上游圍堰的形成過程及特點(diǎn)，帷幕灌漿防滲處理的重點(diǎn)和難點(diǎn)為：44.0m馬道以下堰體部分及砂礫石覆蓋層部分。針對二期上游圍堰的這種情況，決定將灌漿過程分成如下兩個(gè)施工階段加以進(jìn)行，即：第一施工階段：可稱為“堵漏”階段，主要是對漏失現(xiàn)象特別嚴(yán)重或較為嚴(yán)重的部位采用水泥水玻璃砂漿進(jìn)行封堵；第二施工階段：可稱為“帷幕”階段，主要是對堰體進(jìn)行鉆孔、灌注水泥膨脹潤土漿液等構(gòu)筑防滲幕墻。2.2施工布置二期工程上游圍堰總長約360m，從河中混凝土縱向擋水圍堰到左岸約340m范圍內(nèi)需要進(jìn)行灌漿閉氣。根據(jù)工程進(jìn)度的需要，自河中混凝土縱向擋水圍堰向左將圍堰分成三個(gè)施工工段進(jìn)行，每段長約為120m。三個(gè)機(jī)組人員均實(shí)行兩班工作制，每機(jī)組8人。每臺班工作12小時(shí)，48小時(shí)不間斷施工，并對每施工實(shí)行“各個(gè)擊破”的施工策略。在靠近河中混凝土縱向擋水圍堰一段的中部約50m平臺布置水泥庫和集中制漿站，灌漿泵及立式攪槽則擺放在44.0m馬道上。在施工用水、用電等分別沿工作面全線鋪通。2.3主要施工機(jī)械材料2.3.1主要施工機(jī)械及數(shù)量鉆機(jī)：采用SGZLIIA型回轉(zhuǎn)鉆機(jī)5臺灌漿機(jī)：采用BW200/40型泥漿機(jī)3臺制漿機(jī)：采用J100*2型高速攪拌機(jī)3臺儲漿槽：采用0.2立方米立式攪拌機(jī)3臺。2.3.2主要使用施工材料水泥采用合格、新鮮的425#普通硅酸鹽水泥鈣基膨潤土采用225目的鈣基膨潤土純堿采用工業(yè)用純堿水玻璃采用40be水玻璃，模數(shù)3.03.33施工技術(shù)及要求3.1布孔及施工順序針對二期上游圍堰的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定在龍口段30m范圍內(nèi)及二期上游圍堰與河中混凝土縱向擋水圍堰接頭部位20m范圍內(nèi)按20.5m孔間排距呈梅花型布置三排孔，其余部位按20.5m孔間排距進(jìn)行布置兩排孔?？咨钌钊牖鶐r1.0m。3.2施工順序及施工工藝流程施工順序：下游排孔（序孔）上游排孔（二序孔）中間排孔（三序孔）。施工工藝：采用金剛石鉆頭、合金鉆頭進(jìn)鉆，孔口封閉、自上而下分段灌漿。工藝流程：76mm開孔（鑄2.5孔口管，長1.5m）56mm鉆頭鉆孔堵漏灌漿封孔。3.3造孔技術(shù)要求造孔采用SGZIIIA型回轉(zhuǎn)鉆機(jī)及76mm、56mm合金或金剛石鉆頭進(jìn)鉆，開孔直徑76mm、終孔直徑56mm；孔位偏差10mm，孔斜率1%；鉆孔施工采用低泵量、慢速、低壓進(jìn)鉆、防止燒、埋鉆等事故的發(fā)生；鉆孔時(shí)對孔內(nèi)情況進(jìn)行詳細(xì)記錄，如：地質(zhì)情況、各孔段水流漏失情況、空洞等以備有針對性地進(jìn)行集中處理；采用76mm鉆頭進(jìn)鉆結(jié)束后，首先安裝2.5孔口管，然后進(jìn)行自流式灌漿，并在漿液中加入水泥重量3%的水玻璃以加速漿液的凝固，待凝12小時(shí)后方可進(jìn)行下一施工工序。同時(shí)保證孔口管的深度、垂直度及牢固性。3.4灌漿技術(shù)要