牡丹江垃圾場(chǎng)截污壩基礎(chǔ)高標(biāo)準(zhǔn)帷幕灌漿的設(shè)計(jì)與施工(一)

1、牡丹江垃圾場(chǎng)截污壩基礎(chǔ)高標(biāo)準(zhǔn)帷幕灌漿的設(shè)計(jì)與施工(一)    摘要：截污壩工程因其壩內(nèi)所存水為有毒污染水（垃圾滲出液）因此壩的防滲要求較高，根據(jù)我國(guó)有關(guān)環(huán)保規(guī)范規(guī)定：壩及壩基的滲透系數(shù)應(yīng)小于K<10-7cm/s。針對(duì)這種情況，我們選擇了粘土心墻壩，基礎(chǔ)進(jìn)行帷幕灌漿的設(shè)計(jì)方案。粘土料經(jīng)滲透實(shí)驗(yàn)證明可以達(dá)到K=10-7cm/s的要求，因此設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就是帷幕灌漿。經(jīng)過(guò)對(duì)我國(guó)已有部分工程情況分析和一些理論計(jì)算，我們選擇了改性水玻璃化灌結(jié)合水泥灌漿，水泥灌漿兩排，孔距3m、排距2.5m，化學(xué)灌漿在水泥 灌漿中間分兩排孔，孔距1.5m、排距1.3m的設(shè)計(jì)方案。

2、灌漿結(jié)束后作35個(gè)檢查孔，經(jīng)壓水試驗(yàn)全部達(dá)到了K<10-7cm/s的設(shè)計(jì)要求。本文主要介紹了防滲帷幕的計(jì)算及設(shè)計(jì)，以及從對(duì)灌漿資料的分析，檢查孔壓水試驗(yàn)等方面對(duì)帷幕進(jìn)行了質(zhì)量評(píng)價(jià)。 關(guān)鍵詞：牡丹江 垃圾場(chǎng) 截污壩 標(biāo)準(zhǔn)帷幕灌漿 設(shè)計(jì)與施工 1 基本情況： 牡丹江市垃圾填埋場(chǎng)截污壩工程于1996年2月完成設(shè)計(jì)，同年4月開始動(dòng)工興建，10月中旬完成了基礎(chǔ)帷幕灌漿的施工，次年完成壩體填筑投入使用。從開挖揭示的巖石看整個(gè)壩址區(qū)以華力西期粗?；◢弾r為基本基巖，有燕山期花崗閃長(zhǎng)巖侵入形成巖墻，接觸處巖石較破碎，巖石裂隙以壓紐性裂隙為主，中等發(fā)育?？傮w看基巖狀況良好，開挖后需灌漿段長(zhǎng)185m，分20塊

3、板，蓋板厚80cm、寬500cm，配少量鋼筋。為使蓋板與基巖粘結(jié)牢固在蓋板上增設(shè)了ø28錨筋，間距300cm。蓋板混凝土為150#.2 灌漿材料選擇因防滲對(duì)象不同于一般水庫(kù)（污染的垃圾滲出液）所以帷幕設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)較高。按“垃圾場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范”規(guī)定基底滲透系數(shù)K10-7cm。目前一般的帷幕灌漿材料大都采用普通硅酸鹽水泥，最近幾年為了取得更好的灌漿效果，國(guó)內(nèi)開始發(fā)展了細(xì)度更高的用于灌漿的水泥材料和用于邊加工邊灌注的濕式磨細(xì)水泥技術(shù)，但從現(xiàn)在的工程報(bào)道和有關(guān)的試驗(yàn)報(bào)告看很少有達(dá)到K<10-7cm/s，一般能達(dá)到K=10-5-10-6cm/s，因?yàn)樵偌?xì)的水泥也是有粒徑的。受巖石裂隙寬度及裂隙

4、面粗糙情況的限制一般情況下當(dāng)水泥顆粒徑是裂隙寬度1/31/5時(shí)是較容易灌入的。大于時(shí)則難以灌入。表-1列出了幾種水泥的粒徑情況：表-1種 類普通水泥濕磨水泥超細(xì)水泥粒徑D40-60µm<10µm<5µm由表-1可以看出即使用細(xì)度最好的超細(xì)水泥一般也難以灌入18-20µm寬度的裂隙（啟縫灌漿可以灌入，但對(duì)于較淺的基巖則無(wú)法實(shí)現(xiàn)）基巖的裂隙寬度在表面可以用眼觀察到，深處則無(wú)法觀察。但巖石的裂隙寬度與裂隙間距及與巖石的滲透度系數(shù)可以用公式1表示： K=VWe3/12PL其中：K：為滲透系數(shù)Vw：液體容重p：液體動(dòng)粘滯系數(shù)：裂隙寬度L：裂隙間距如果實(shí)

5、際測(cè)得巖石裂隙間距及滲透系數(shù)，則很容易得出滲透系數(shù)與裂隙寬度的關(guān)系。計(jì)算結(jié)果表明=15<25µm，裂隙間距30150cm時(shí)，基巖滲透系數(shù)為10-57×10-7之間。這說(shuō)明即使使用超細(xì)水泥在一般情況下也是難以達(dá)到K<10-7cm/s的。要達(dá)到目的只能使用化學(xué)灌漿，因化學(xué)灌注材料是真溶液，沒(méi)有粒徑的問(wèn)題，影響灌注效果的控制因素是漿液的粘度。經(jīng)過(guò)對(duì)各種可能利用的化學(xué)灌漿材料的分析，我們選擇了水電部天津基礎(chǔ)工程局科研所1986年研制成功的非堿性水玻璃灌漿材料，其特點(diǎn)是：1.無(wú)毒性。2.漿液粘度低，初始粘度為1.5-2.5cp（試驗(yàn)溫度20）3.漿液膠凝時(shí)間可以從瞬時(shí)到幾

6、十分鐘內(nèi)隨意調(diào)節(jié)。漿液膠凝曲線在開始反應(yīng)階段粘度增加不大，待膠凝時(shí)粘度突然上升。4.抗壓強(qiáng)度0.2-0.5pa。5.靜水壓力下滲透系數(shù)可達(dá)到2.3×10-10cm/s，是一種較好的化灌材料。3 灌漿帷幕設(shè)計(jì)帷幕采用水泥與改性水玻璃相結(jié)合的灌注方法，即對(duì)于要進(jìn)行灌漿處理的基巖中透水率大于3Lu的部分先進(jìn)行水泥灌漿，目的是封堵大的巖石裂隙，減小化學(xué)灌漿時(shí)的吸漿量及增強(qiáng)巖石的整體性，以增強(qiáng)化灌時(shí)的灌漿壓力。灌漿孔布置兩排，排距2.5m孔距3m，分兩個(gè)孔序，先灌下游排，后灌上游排。在水泥灌漿結(jié)束后在兩排水泥灌漿孔的中間進(jìn)行化學(xué)灌漿，排距1.3m，孔距1.5m分三個(gè)孔序，先灌下游排，后灌上游排

7、，根據(jù)K<10-7cm/s防滲要求確定帷幕灌漿結(jié)束后檢查孔壓水試驗(yàn)應(yīng)達(dá)到透水率小于0.05Lu。進(jìn)行水泥灌漿時(shí)灌漿壓力按下式計(jì)算：P=P0+0.1D+Kgh式中：P：孔段灌漿壓力（Pa）P0：基巖表層許允灌漿壓力D：灌漿段以上巖石厚度K：系數(shù)取2：蓋板容重h：蓋板厚化學(xué)灌漿壓力比同部位水泥灌漿壓力提高0.2-0.5pa。4 灌漿試驗(yàn)及成果分析在基坑開挖完畢混凝土蓋板澆筑完成后，選擇地質(zhì)上有代表性的第七塊板進(jìn)行了灌漿試驗(yàn)：1先進(jìn)行水泥灌漿，灌漿采用孔內(nèi)循環(huán)，漿液水灰比分七級(jí)，遵循由稀到濃逐步變級(jí)。灌漿分序成果見(jiàn)表-2水泥灌漿分序成果表 表-2板塊孔序孔數(shù)灌漿長(zhǎng)度（m）單位灌入量平均透水率L

8、u（灌前/灌后）七板下游418263.118.6/12.9522.589.512.9/10.17上游41847.810.17/7.1441822.57.41/1.63從表-2可以看出，隨著分序的加密，漿液遞減規(guī)律非常明顯，先灌的下游排序孔的單位吸漿量只相當(dāng)于序孔的34%，后灌的上游排序孔的吸漿量也只相當(dāng)于下游排序孔的53.4%。從平均透水率看，隨著孔序的加密，遞減率在30%以上，水泥灌漿結(jié)束后， 基巖的平均透水率僅為1.63LU，說(shuō)明水泥灌漿較好地封堵了巖石的較大裂隙。2在水泥灌漿結(jié)束后10天進(jìn)行化學(xué)灌漿?；瘜W(xué)灌漿采用單液填壓法，分三序每孔分若干段，段長(zhǎng)不超過(guò)4m。灌漿的分序成果見(jiàn)表-3 化灌

9、分序成果表 表-3板塊孔序孔數(shù)長(zhǎng)度cm平均透水率灌入量七板下游4501.63147.64501.037081000.5534.9上游2250.8384.1337.50.6357.76750.1537.1灌漿結(jié)束后檢查孔壓水試驗(yàn)成果見(jiàn)表-4。 由表-4可見(jiàn)灌漿檢查孔壓水試驗(yàn)全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)幾年運(yùn)行，在進(jìn)行垃圾場(chǎng)后續(xù)工程時(shí)，在壩下游打觀測(cè)孔觀測(cè)，未發(fā)現(xiàn)地下水有被污染情況，證明當(dāng)初的設(shè)計(jì)和施工都是較成功的。5 結(jié)語(yǔ)：1.牡丹江市垃圾場(chǎng)截污壩工程基巖帷幕灌漿的實(shí)踐表明：設(shè)計(jì)高標(biāo)準(zhǔn)帷幕，化學(xué)灌漿是一種較好的方式2.采用較高的灌漿壓力和粘度較低（2CP）的化學(xué)漿材是高標(biāo)準(zhǔn)帷幕得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。3.先用水泥灌漿處理基巖一方面可以封堵基巖中的較大裂隙減少化學(xué)漿材損耗，另一方面也可增強(qiáng)基巖的整體性，為化灌時(shí)采用較高的灌漿壓力