永水庫(kù)高噴灌漿防滲墻設(shè)計(jì)

永水庫(kù)高噴灌漿防滲墻設(shè)計(jì)

1工程地質(zhì)概況永洪水庫(kù)位于興縣東南部永隆鎮(zhèn)，屬于新晃河水系。水庫(kù)以上控制面積15.2km。該水庫(kù)建于1958年,是以山地徑流為主要水源的山區(qū)水庫(kù)。永堌水庫(kù)總庫(kù)容430萬(wàn)m3,工程等級(jí)為Ⅳ等。主要建筑物有大壩、溢洪道、放水涵等。永堌水庫(kù)主要任務(wù)是防洪、灌溉,同時(shí)兼有養(yǎng)殖等綜合效益。水庫(kù)設(shè)計(jì)灌溉面積800hm2,受益人口1.2萬(wàn)人;防洪保護(hù)面積15.0km2,保護(hù)人口1.5萬(wàn)人,保護(hù)耕地800hm2,防洪任務(wù)非常重要。地質(zhì)情況:場(chǎng)地內(nèi)埋深31.5m以淺地基土自上而下分為三個(gè)工程地質(zhì)層,(1)素填土:棕黃、灰黃色為主,中粉質(zhì)壤土和重粉質(zhì)壤土為主,可塑,無(wú)搖振反應(yīng),無(wú)光滑,干強(qiáng)度低,韌性低。層底埋深16.0～17.5m,層底標(biāo)高40.48～41.95m,層厚16.0～17.5m。(2)中粉質(zhì)壤土:棕黃色為主,局部為重粉質(zhì)壤土,可塑,底部夾有灰?guī)r碎石,大者直徑50cm、一般10cm,無(wú)搖振反應(yīng),稍有光滑,干強(qiáng)度中等,韌性中等。層底埋深22.5～25.1m,層底標(biāo)高32.84～35.45m,層厚5.8～8.1m。(2)-1中粉質(zhì)壤土:棕黃色為主,可塑,夾有碎石,大者直徑10cm、一般1cm。層底埋深24.0～24.2m,層底標(biāo)高33.78～34.06m,層厚0.2～1.1m。(3)灰?guī)r:灰色,上部裂隙較發(fā)育,下部巖芯較完整。該層未揭穿,最大揭露厚度7.3m。2高噴鉆孔施工本工程高壓擺噴灌漿防滲墻布置在水庫(kù)大壩迎水坡樁號(hào)為0+000～0+320,防滲墻頂高程53.2m,單排布置,15度折接,孔距1.2m,采用三管法施灌制作,高噴灌漿下界線為進(jìn)入完整基巖面以下0.5m。高噴鉆孔孔徑不小于φ110mm,成孔傾斜度小于1%,鉆孔孔位與設(shè)計(jì)孔位偏差不得大于50mm,成墻的有效搭接厚度不小于15cm,抗壓強(qiáng)度R28=3～10MPa,滲透系數(shù)不大于1×10-6。水泥采用普通硅酸鹽水泥,強(qiáng)度等級(jí)不低于32.5,細(xì)度要求通過(guò)0.08方孔篩的篩余量小于10%。3初驗(yàn)段及結(jié)果本工程高壓擺噴灌漿采用三管法施工,選用XY-1型地質(zhì)鉆機(jī),YGP-5型高噴臺(tái)車等設(shè)備,為確保本次高壓擺噴灌漿達(dá)到預(yù)計(jì)的防滲、加固的效果,按設(shè)計(jì)要求在正式施工前進(jìn)行圍井試驗(yàn),以確定有效的鉆進(jìn)方法、高噴灌漿施工工藝參數(shù)及孔距。選擇地質(zhì)條件有代表性的區(qū)段,先形成一高噴圍井。然后在圍井中心處,布置一檢查孔進(jìn)行注水試驗(yàn)。初擬試驗(yàn)段布置于大壩樁號(hào)0+000～0+010處,距大壩軸線15.485m(根據(jù)地質(zhì)資料該處地質(zhì)情況較為復(fù)雜、碎石層較厚),采用下圖的布置方式(按不同的孔距1.2m、1.6m共布置擺噴孔6個(gè),底部深入基巖1.0m,頂部噴灌至現(xiàn)狀地面1m以下形成一段連續(xù)的圍井墻體)。檢查孔鉆孔自上而下進(jìn)行,鉆孔直徑φ130mm,鉆深至相對(duì)隔水層,在孔內(nèi)下φ75mmPVC管,PVC管底側(cè)壁布透水孔,然后進(jìn)行注水試驗(yàn)(擺噴灌漿結(jié)束后15d),測(cè)定計(jì)算墻體滲透系數(shù),并與原狀滲透系數(shù)相比,檢查是否符合設(shè)計(jì)要求。本次試驗(yàn)從2008年11月15日開(kāi)始至2008年12月2日結(jié)束。根據(jù)注水時(shí)段分別測(cè)得滲透系數(shù)為1.35×10-7cm/s,1.53×10-7cm/s,1.73×10-7cm/s,從注水試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,均能滿足設(shè)計(jì)要求。鑒于檢查孔鉆孔取芯及注水試驗(yàn)結(jié)果,本工程高壓擺噴灌漿防滲墻正式施工中采用以下參數(shù):4防滲墻施工中的質(zhì)量控制4.1細(xì)度及篩余量該工程高壓擺噴防滲墻注漿材料為普通硅酸鹽水泥,強(qiáng)度等級(jí)不低于32.5,細(xì)度要求通過(guò)0.08mm方孔篩的篩余量小于10%。水泥漿所用水應(yīng)滿足《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ63-89的規(guī)定。4.2孔位、鉆孔控制此高壓擺噴灌漿采用單排布置,孔距為1.2m,孔徑不小于φ110mm,鉆孔深入完整基巖以下0.5m,成孔傾斜度小于1%,鉆孔孔位與設(shè)計(jì)孔位偏差不大于50mm。鉆孔的關(guān)鍵是孔傾斜度控制,選用水平尺和JJX-3B型測(cè)斜儀按照“鉆前控制和鉆進(jìn)控制”的有效措施。鉆前控制:鉆機(jī)基座水平、立軸垂直、鉆具長(zhǎng)度大于6m。鉆進(jìn)控制:(1)開(kāi)鉆時(shí)輕壓慢鉆(2)鉆進(jìn)中經(jīng)常檢查立軸的垂直度,并且在孔深20m以上每5m用測(cè)斜儀測(cè)一次孔斜;余下孔段則可在終孔時(shí),采用自孔底往上每5m測(cè)孔斜一次,直至孔口,最終得出孔斜率。4.3水泥漿含量及配合比在高噴灌漿施工過(guò)程中,嚴(yán)格按照規(guī)范操作和試驗(yàn)確定的高噴灌漿參數(shù)進(jìn)行施工是確保防滲墻成墻質(zhì)量的關(guān)鍵。(1)高壓擺噴灌漿,擺動(dòng)角度30°,擺動(dòng)速度14次/min。(2)提升速度:提升速度過(guò)快則成墻易產(chǎn)生空洞,影響搭接效果;提升速度太慢則造成水泥漿浪費(fèi)。本工程粘土層提速為8cm/min,基巖層提速為5cm/min。(3)水泥漿必須嚴(yán)格按配合比與配制程序配置,配置好的漿液應(yīng)具有良好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性。本工程水泥漿比重為1.6g/cm3,水灰比為0.8∶1。(4)高壓擺噴灌漿:水壓力為37～40MPa,流量為75L/min;空氣壓力為0.7MPa,風(fēng)量為1.0m3/min;水泥漿壓力為0.2～0.5MPa,流量為80L/min;4.4噴射過(guò)程注漿中斷高噴灌漿宜全孔自下而上連續(xù)作業(yè),因此在施工過(guò)程中,應(yīng)保證供氣、供水、供漿管路系統(tǒng)暢通、密封。噴射過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)檢查設(shè)備運(yùn)行狀況,做好各環(huán)節(jié)配合,避免中斷。在高噴過(guò)程中出現(xiàn)壓力突降或聚增、孔口回漿異常等因素,會(huì)造成注漿中斷。當(dāng)恢復(fù)噴漿時(shí),必須復(fù)噴不得小于0.5m,以保證板墻的連續(xù)性和可靠性。另外,本工程孔深較大,需卸管,卸管后需將噴射管下放復(fù)噴,搭接長(zhǎng)度大于0.2m。4.5靜壓恢復(fù)噴射結(jié)束后,必須連續(xù)將回收利用的回漿或新拌制的水泥漿回灌至孔內(nèi),直至孔內(nèi)液面不下降為止。5墻體性能檢測(cè)高壓擺噴防滲墻施工結(jié)束后,于2009年8月委托安徽省水利工程質(zhì)量檢測(cè)中心站對(duì)該工程進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。防滲墻無(wú)損檢測(cè):采用探地雷達(dá)對(duì)主壩樁號(hào)0+010-0+255共245m范圍進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果為水泥土防滲墻均勻且連續(xù)。防滲墻探坑檢測(cè):共開(kāi)挖2個(gè)探坑,探坑長(zhǎng)×寬×深為3×2×2m,外觀質(zhì)量顯示,墻體連續(xù),材料較均勻,搭接良好?，F(xiàn)場(chǎng)鉆孔取芯及注水試驗(yàn):共鉆3孔,孔深10m,每孔為一組,每組6件試塊,測(cè)得抗壓強(qiáng)度在4.13～7.13MPa之間,滿足設(shè)計(jì)要求3.0～10.0MPa?，F(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)測(cè)得墻體滲透系數(shù)在8.46×10-8～1.09×10-7cm/s之間;墻體試樣室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)得滲透系數(shù)在4.47×10-7～6.28×10-7cm/s之間,均滿足設(shè)計(jì)K≤1.0×10-6cm/s。