防滲牆施工技術

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導語:防滲牆是一種修建在鬆散透水層或土石壩(堰)中起防滲作用的地連續牆。防滲牆技術在20世紀50年代起源於歐洲,因其結構可靠、防滲效果好、適應各類地層條件、施工簡便以及造價低等優點,尤其是在處理壩基滲漏、壩後“流土”、“管湧”等滲透變形隱患問題上效果良好,在國內外得到了廣泛的應用。我國水利水電覆蓋層及土石圍堰等有防滲壓力的防滲處理一般首選防滲牆。

防滲牆施工技術

一、深層攪拌樁連續造牆施工技術

深層攪拌水泥土防滲牆採用單軸、多軸深攪樁機施工。其原理是用深攪樁機鑽孔至預定深度,向孔中注入水泥漿液,用螺旋型鑽頭進行攪拌,儘量使土體和水泥漿強制拌合均勻而凝結,形成水泥土柱,互相搭接成牆,起到防滲作用。

1.雙動力三頭深層攪拌樁機的施工方法

攪拌樁機按防滲牆軸線定位,依據樁機上的連通管調平機座,偏斜率應小於5‰。樁位對中偏差不大於50mm.

安水泥漿液製備系統,水泥漿液嚴格過濾,在灰漿攪拌機和集料斗前各設一過濾網。管線連線:用壓力膠管連線灰漿泵出口與深層攪拌機的送漿管進口。

試運轉。調整攪拌速度,不得超過設計規定值的10%;調整提升速度,一般控制在1m/min左右;送漿管路和供水管路通暢;各種儀表應能正確顯示,檢測資料準確。

噴漿攪拌下沉。先啟動漿泵至鑽頭出漿,再啟動主機,使其正向轉動,並選鑽頭向下推進擋,直至設計深度。

噴漿攪拌提升。當鑽進至設計深度時,停鑽灌注水泥漿30s,直至孔口返漿,反向旋轉提升鑽桿,繼續注漿,保持孔口微微返漿。當攪拌頭提至設計樁頂時,停止提升,攪拌、噴漿數秒,以保證樁頭均勻密實。

復攪。攪拌、噴漿數秒後攪拌頭正向轉動向下推進至設計深度,再反向轉動提至樁頂。此時灌注水泥漿量適當控制(以不堵塞管路為準)。

清洗管路。向集料斗中注入清水,開啟灰漿泵清洗管路中殘留的水泥漿,直到攪拌頭出漿孔噴出清水,並用人工清除粘附在攪拌頭上的軟土。然後,移機進行下一個樁的施工。

2.單頭深層攪拌樁機施工方法

單頭機與多頭機施工步驟一樣,樁機成牆時,單頭機比多頭機多一個迴圈,而且不分序。每次移機44.4cm,最終成牆厚32.5cm.

3.深層攪拌法防滲牆的適用範圍

深層攪法在軟土基礎加固和防滲處理中具有較強的適用性,處理後其承載能力和防滲效能可以滿足常規要求。在當前的施工條件下,考慮經濟、質量的'保證,其適用範圍應為鬆散砂土,粉砂土、粉質粘土及含少量礫石的土層,甚至有土體架空或洞穴也可施工。但在砂礫石層、有機質含量較高的淤泥土及含水量較少粘土層中慎用。

4.深層攪拌法防滲牆的技術特點

施工工效高:施工工效平均可達13.2m/臺時,是各種防滲技術造牆較快的一種方法;成牆造價低:成牆造價是高噴的1/5,是混凝土防滲牆的1/3;施工工藝簡單:不需開槽,無塌孔、護壁、回填、夯實等問題,更重要的是不破壞堤壩;成牆效果好:牆體厚度均勻連續,接頭少,牆體厚度滿足防滲要求(樁機機頭直徑為400~500mm),牆體深度可達22m;無汙染、噪音低等。

二、防滲牆施工關鍵技術

1.垂直度

組合鑽機開槽法、射水法、深層攪拌樁等三者共同的關鍵技術是垂直度。垂直度是關係到建造的防滲牆是否在同一牆體軸線上。因此,在施工期間的左右偏差、軸線偏差、孔斜率資料應按操作規程與規定,認真觀察記錄。發現偏斜,立即採取措施糾偏,確保防滲牆體在同一軸線上。否則,易出現斷牆或牆體底部銜接不嚴,施工縫隙過大造成集中滲漏現象。

2.牆體接縫銜接處理

混凝土牆體與混凝土牆體之間相接應上下反覆清洗原澆築的牆體接頭處,確保銜接處無夾泥。牆體與牆體平行相接,搭接長度應按1~2m為宜。若相接後發現封閉不嚴,產生滲漏通道時,可採用鑽機鑽孔現澆混凝土的辦法將滲漏處封閉,達到截滲的目的。

3.塌孔

在施工期間依靠泥漿護壁工藝容易出現擴孔與塌孔現象。擴孔與塌孔造成的主要原因是土層中含有秸料層、粉砂層、空洞、裂縫等。要解決以上問題,可採用的措施主要有:一是嚴格控制護壁泥漿濃度,必要時造漿可按比例適當新增膨潤土。二是加密安置隔離體,增加支撐力。三是縮短牆體澆築長度,減少水浸時間。

4.深層攪拌樁的鑽進與提升

攪拌樁是通過鑽進與提升時靠漿泵將水泥漿經過高壓輸漿系統噴入土體攪拌均勻而形成的防滲牆。它的鑽進與提升速度直接與牆體厚度、寬度、強度、抗滲效能有關。因此,在施工作業中,機械手應嚴格執行操縱規程、工藝流程。原始記錄、施工日誌要詳細記錄並加強關鍵工序的控制與監督工作。

三、地下連續薄防滲牆施工技術

地下連續薄防滲牆施工的幾種工法和裝置鑽孔灌漿成牆。其主要工作原理是鑽孔灌漿攪拌成牆。一種裝置是多頭小直徑深層攪拌一次成牆樁機。該裝置主要由液壓步履行走底盤、專用導架、六頭鑽桿、連鎖器等部分組成。裝置結構合理、造牆效率高,最大成牆深度22m.另一種裝置是雙動力多頭深層攪拌樁機。主要由液壓步履行走底盤、專用導架、成牆器、三杆六頭攪拌鑽頭等部件組成。雙動力驅動,具有鑽孔多級調速、鑽桿中心距可調、三管分別計量灌漿、垂直精度控制方式先進、對環境影響小等優點,最大成牆深度21m.液壓抓鬥超薄混凝土防滲牆。該牆厚度一般為25~30cm,選用裝置為國外生產的CH-60型和CH-80型液壓抓鬥,成槽最大深度可達70m以上。由於其厚度只有常規混凝土防滲牆的1/3~1/2,在一般情況下可採用液壓抓鬥直接挖鑿成槽,施工機械化程度和工效大大提高,並可節省大量的混凝土及其他相關材料,工程造價大幅度降低。同時,牆體的垂直度和連續性也能得到更好保證,防滲效果完全能夠滿足各種設計要求,真正體現了混凝土防滲牆防滲效能好、施工週期短、造價低、見效快等優點。

四、鋸槽法成牆工藝與施工技術

該成牆工藝是採用鋸槽機的刀杆在先導孔中,以一定的傾角一邊作上下往復切割運動,一邊沿槽孔軸線根據地層狀況按0.8~1.5m/h的速度向前移動開槽,被鋸割切削下來的土體可由反迴圈排渣系統或正迴圈方式排出槽外,並採用泥漿護壁形成槽孔。當鋸槽機成槽長度達6~11m時,使用土工布隔離體將槽孔分為開槽段與砼澆築段,然後進行清孔、塑性砼澆築形成寬度為0.2~0.3m的防滲牆體。鋸槽機主要由行走底盤、動力及傳動系統、刀杆及支架加壓系統、排渣系統、起重設施及電氣控制系統組成。根據傳動方式有機械式與液壓式兩種鋸糟機。鋸槽機可以根據不同規格的刀杆更換與組合,使開槽寬度達到0.2~0.5m、深度達到40m.鋸槽法成牆工藝與施工裝置的優點是連續成槽,工效高,成牆質量好,並且成牆深,適應於粘土、砂土和卵石粒徑小於100mm的砂礫石地層。由於該法具有連續成槽的特點,還可以採用自凝灰漿、固化灰漿技術成牆,形成不同強度和不同抗滲性指標的防滲牆。

五、特殊處理技術

1.導牆嚴重變形或底部坍塌,宜採取以下處理方法:(1)破壞部位應重新修築導牆或採取其它安全施工措施;(2)改善地級條件和槽內泥漿效能。

2.地層嚴重漏漿,應迅速填入堵漏材料,必要時可回填槽孔。

3.混凝土澆築過程中導管堵塞、拔脫或漏漿需重新下設時,必須需採用下列方法:(1)將導管全部拔出、沖洗、並重新下設,抽淨導管內泥漿繼續澆築;(2)繼續澆築前必須核對混凝土面高程及導管長度,確認導管的安全插入深度。

4.混凝土澆築過程中鋼筋籠上浮,需採取以下措施:(1)應及時調整導管買入深度並適當降低混凝土面上升速度;(2)對籠體錨固或壓重。

5.在混凝土澆築過程中發生質量事故,可選取以下辦法進行處理:(1)鑿除已澆入孔內的混凝土,重新澆築;(2)在需要處理牆段上游側補貼一段新牆;(3)地層可灌性較好時,宜在需要處理的牆段上游面進行灌漿或高壓噴射灌漿處理。