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复杂地质条件下砼截渗墙施工技术探析

简介: 近年来,随着堤防除险加固的不断改进,地下混凝土连续截渗墙施工技术日益完善,并在大江大河治理中得到推广.因加固地段多为历史上的老口门或薄弱部分,地质条件比较复杂,经常出现一些问题如: 地下水渗流、槽孔变形、槽孔塌方等,为避免以上情况发生,通过总结以往施工中的经验,我们采用了槽孔钢架支护技术、开挖截渗沟、导渗槽等方法,有效的控制地下水渗流,减少槽孔变形、槽孔塌方的发生。特别在已经形成塌方地段处理时,大胆采用CZQ30多头组合钻进行施工,最后通过现场验收,墙体的强度与抗渗能力完全满足设计要求。
关键字:浅谈;应对措施;砼截渗墙施工;复杂地质条件;堤防

  在修筑地下连续砼截渗墙施工过程中,由于种种原因,造成施工段塌方。如何有效地控制塌方,如何处理塌方段与成墙段的连接,确保新老墙体结合密实、严紧、牢固是施工的关键。在濮阳截渗墙2000Ⅰ-6标段施工中,我们成功地运用了槽孔钢架支护技术,开挖导渗槽,降低地下水位对槽孔影响,有效地减少了槽孔塌方;同时,我们应用CQZ30地下连续墙成槽机进行了21处塌方段补墙处理、42个墙体结合缝,成墙面积达3500m2。经开挖验收,充水实验,结合处密实平顺,达到了设计要求,取得了较好的效果。

1. 槽孔钢架支护技术

  采用液压开槽机进行地下砼截渗墙开槽施工,在遇到地下水位高时,槽孔两侧土体极易产生裂缝,导致槽孔变形,甚至发生塌方事故。仅采用泥浆固壁,不能满足槽壁稳定需要。因此,在施工中,我们采取钢架支护体系结合泥浆固壁的方法,确保槽孔安全。

1.1钢架支护体制作

  外形尺寸:长(5—6)m,宽0.5m,厚0.22m(同墙体厚度)

  每米钢架材料:角铁(3×3m)4.5m

  圆钢(Φ10)2.14m

  铁皮(厚2mm)1m2

1.2使用方法

  锯槽机开槽长度大于3m时,开始设置第一个支护体,距孔端1.5m,然后按每间隔2m设置1个支护体,形成槽孔上部5—6m深的保护体系。

1.3作用

  有效地抵抗土体侧压力,避免出现裂缝,保证槽孔安全。

2.开挖导渗槽、截渗沟,减少地下水位对槽孔的影响

  在堤脚砼截渗墙工程中,由于堤脚地势较低,降雨易形成地面积水,致使地下水位抬高,引起槽孔上部发生小面积塌方。采取开挖导渗槽、截渗沟的方法,可及时排除积水,减小表层土壤含水量,避免高水位对槽孔稳定的不利影响。

2.1导渗槽、截渗沟布置

  在开槽施工中,利用挖掘机在距截渗墙轴线外8-10m处开挖导渗槽,深2-2.5m,断面宽度1.2-1.5m,边坡1:0.5,每段长50m,用排水泵将槽内积水抽排入沉淀池,使槽内无大量积水。利用机械或人工在距截渗墙中心线外3-5m处开挖截渗沟,深度1m左右,防止泥浆池内水渗入施工槽段。

2.2效果分析

  2.2.1 减小表层土体含水量,减少高水位地下水对槽壁的渗水压力,确保槽孔安全。由于地下水位增高,使地下水向槽内渗流,与固壁泥浆的张力抵消,减小了泥浆固壁作用,而采取了导渗槽、截渗沟后,可使地下水向导渗槽、截渗沟内渗流,经排水泵及时排出,确保了槽孔安全。

  2.2.2可通过地表排水沟,将地面积水及时排出,保证干地施工,便于操作。

  在濮阳截渗墙2000Ⅰ-6标段施工中,由于地下水位较高,地质条件复杂等原因,导致槽孔多处塌方,我们采用了以上两项措施后,塌方数量减少,施工进度也由每天60-80m2提高到110-130m2

3.CZQ30多头组合钻在砼截渗墙施工中的运用

3.1施工技术原理

  CQZ30地下连续墙成槽机是将多台潜水钻机组合而成。一次成槽2.11m,开槽时,由主机带动钻头,利用钻具自重与配重负压钻进切削土体。钻屑通过泥浆泵反循环抽吸排出槽外,成槽后,利用钻具两端安装弧形钢刷和高压水枪,刷洗墙端接合处泥皮,使墙体接合严密平顺。

3.2施工工序及设备

  施工工序为:

  ①平整场地,确定截渗墙轴线,并标定在堤顶或堤脚。

  ②埋设护筒,预挖槽段.

   ③把CQZ30地下连续墙成槽机的钻头对准轴线,同时制浆站按批准的泥浆配比制浆。

  ④启动主机将钻具慢慢切入地层中,同时向槽内注入泥浆,并开动泥浆泵电机,开始用正循环作业,排出的钻屑与泥浆进入泥浆池,沉淀后重新使用。

  ⑤当钻具没入槽内后,关闭泥浆泵,改用砂石泵进行反循环作业。如此往复形成循环。

  ⑥用高压清水泵清洗槽孔,安设浇注导管。

  ⑦按设计要求浇注水下砼成墙。施工工序见下图:

文本框: 制浆

 

 

 

 

文本框: 制浆

 

 

  施工所用主要设备为:①CQZ30地下连续墙成槽机,其主要指标为:潜水钻机功率8×7.5kw,转速127r/min;行走方式:电机走轨,外形尺寸:6450×2200×10000mm②砂石泵,其主指标为:功率15kw,流量85m3/h,吸程7.5m,扬程8.5m.③主、副卷扬机,其主要指标为: 主卷扬机额定拉力3.0t,副卷扬机额定拉力0.5t。④6PL-250泥浆泵,其主要参数:功率7.5kw,转速250r/min。

3.3冲洗接头泥屑,保证墙体接合严密

  成槽后,充分利用钻具两端安装的钢刷和高压水枪,清除墙体两侧附着泥土。钢刷钢针长10-15cm,呈凹弧形,与墙体凸弧形相吻合,高压水枪由15KW水泵、2吋软管组成,固定在钢刷上部,两者组成钢柔相间的冲刷体,移动机体,使之上下往返数次,即可将结合部泥屑冲刷干净。为确保截渗墙接头处清洁、无泥皮,我们用自制的φ12钢筋加钢针做探杆,进行跟班检查,新老接合部均无泥皮及污物存在。我们利用此技术成功地完成了濮阳截渗墙2000-Ⅰ-6标3500m2的塌方段补墙施工,经开挖检查,墙体接合严密平顺,质量良好,满足设计要求。

3.4使用该机具施工的优点

  3.4.1该机具成槽长度短,整体转弯灵活,可实现短距离转弯,更能适合堤防弯道处施工。对不能按设计轴线施工的地段,可将墙轴线平移,在短距离内完成新老墙体的连接。

  3.4.2利用该机具两端的冲刷体,紧贴老墙接头反复冲洗,可彻底清除墙体上附着物,确保下一步浇筑砼的施工质量。

4.结语

  综上所述,在堤脚截渗墙的施工过程中,当遇到地下水位较高时,可采用前两种施工方法,可以稳定槽体,且效率提高一倍左右。特别是CQZ30地下连续墙成槽机,无论是截渗墙施工,还是专门处理塌方地段,均能取得满意的效果。

参考文献

  〈1〉《液压开槽机连续槽法混凝土防渗墙施工技术规程》(试行)河南河务局,1999,12

  〈2〉《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》SL174-96

  〈3〉《水工混凝土施工规范》SDL-207-82

  〈4〉《土工试验规程》SL273-1999

  〈5〉《水利水电建设工程验收规程》SL273-1999

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