射水法建造薄型塑性混凝土防滲墻在長江重要堤防加固工程中的應(yīng)用

1、射水法建造薄型塑性混凝土防滲墻在長江重要堤防加固工程中的應(yīng)用    摘要：射水法建造薄型混凝土防滲墻,是近十生年來才發(fā)展并日趨完善的建造地下連續(xù)墻的新工法.該工法具有工藝合理,工序銜接緊密, 設(shè)備配套完整且自成系統(tǒng),適應(yīng)地層范圍廣,成墻垂直精度高,施工布置靈活,事故處理難度小及造墻性價(jià)比高等顯著著優(yōu)點(diǎn).在1998年歷史罕見的特大洪水過后,在長江,贛江,鄱陽湖等國內(nèi)重要堤防加固工程中,得到廣泛采用,取得了較好的社會經(jīng)濟(jì)效益. 關(guān)鍵詞：射水法建造薄型 混凝土防滲墻 探索與改進(jìn) 展望與設(shè)想 射水法建造薄型混凝土防滲墻,是近十生年來才發(fā)展并日趨完善的建造地下連續(xù)

2、墻的新工法.該工法具有工藝合理,工序銜接緊密, 設(shè)備配套完整且自成系統(tǒng),適應(yīng)地層范圍廣,成墻垂直精度高,施工布置靈活,事故處理難度小及造墻性價(jià)比高等顯著著優(yōu)點(diǎn).在1998年歷史罕見的特大洪水過后,在長江,贛江,鄱陽湖等國內(nèi)重要堤防加固工程中,得到廣泛采用,取得了較好的社會經(jīng)濟(jì)效益. 本人通過在長江委長江建管局1999年度招標(biāo)實(shí)施的安徽同馬大堤第二標(biāo)段加固工程(以下簡稱同馬大堤二標(biāo)),2000年度招標(biāo)實(shí)施的湖北荊南長江干堤第三標(biāo)段加固工程(以下簡稱荊南長江干堤三標(biāo))的施工中,經(jīng)過施工探索總結(jié),針對具體的堤形和地質(zhì)特點(diǎn)及施工設(shè)備現(xiàn)狀等,結(jié)合施工質(zhì)量控制,提出了自己的一些見解,在工程上得到采納和改進(jìn)

3、,取得了令人滿意的效果,比較圓滿地完成了合同施工任務(wù):同時(shí),對射水建造薄型混凝土防滲墻進(jìn)行了大膽的展望與設(shè)想,有待在今后的工程實(shí)踐中繼續(xù)總結(jié)和改進(jìn),百尺竿頭,更進(jìn)一步.1射水法建造薄型塑性混凝土防滲墻原理、方法（1）射水造墻機(jī)（2）造槽和成墻原理造槽原理：通過正循環(huán)泵抽吸泥漿池內(nèi)的泥漿，經(jīng)正循環(huán)管至成型器底部噴咀射出而產(chǎn)生的泥漿射流作用，及主卷揚(yáng)提落成型器產(chǎn)生的重力沖擊作用，聯(lián)合沖切、破碎地層：由于正循環(huán)流量大，槽孔內(nèi)的泥漿射流隨成型器往復(fù)沖擊式運(yùn)動而產(chǎn)生劇烈 產(chǎn)動，使槽孔底部渣漿呈翻流狀態(tài)，加上成型器底口呈倒三角形具有聚渣作用，因此，攜帶粗顆粒的渣漿或濃度較大的渣漿因比重較大聚向槽底中心，可

4、從反循環(huán)抽吸口經(jīng)反循環(huán)管、砂石泵（反循環(huán)泵）抽排至排渣池，而攜帶細(xì)顆粒的渣漿或濃度較小的渣漿可從槽口隨泥漿溢了，砂粒沉積在泥漿溝內(nèi)，由人工清至排渣池：泥漿經(jīng)沉淀后流回泥漿池重復(fù)利用，并可充分利用成型器自身的往復(fù)運(yùn)動自行造漿，即在槽口直接往槽內(nèi)加入粘土、燒 等制漿材料，由成型器自行造漿，保持泥漿具有良好的固壁性能：造槽過程中，成型器同時(shí)在不斷修整槽形，使槽孔形狀呈比較規(guī)則的矩形柱。成墻原理：射水法造槽的成型器本身為規(guī)則的矩形板，因此經(jīng)每一輪循環(huán)工序（包括直升導(dǎo)管法混凝土澆筑）后將形成一個(gè)個(gè)單墻，單墻自身的連續(xù)連續(xù)性是有保證的，那么如何將一個(gè)個(gè)單墻組成完整連續(xù)連續(xù)的防滲墻呢？射水法是這樣做的：一是

5、依靠設(shè)備自身的軟硬導(dǎo)向確保造槽鉛垂、各單墻位于防滲墻軸線的同一立面上，軟導(dǎo)向即主卷揚(yáng)通過鋼絲繩連接成型器、正反循壞鉆管，保持低重心狀態(tài)下自由提落該重力進(jìn)行沖擊造槽：硬導(dǎo)向即造槽機(jī)通過導(dǎo)向門架和門架上滑動的小車對正反循環(huán)鉆管始終施加導(dǎo)向作用，使造槽垂直精度得以提高。二是在成型上設(shè)計(jì)了側(cè)向噴咀和可拆 式鋼絲刷，以便在二期槽孔造槽過程中對一期墻端面進(jìn)行沖洗、刷洗，即在一期槽造槽過程中必須打開側(cè)和噴咀、安裝上鋼絲刷，并且事先控制好一、二期槽間的施工預(yù)留縫寬值，確保接縫刷洗有效和一、二期墻體良好對接。（）射水法建造薄型塑性混凝土防滲墻工序流程和各工序施工方法施工工序流程測量放線、先導(dǎo)孔施工 槽段劃分、射

6、水造墻機(jī)安裝就位 造一期槽孔 清孔驗(yàn)收 泥漿下混凝土澆筑    射水造槽機(jī)就位 造二期槽孔 清孔驗(yàn)收 泥漿下混凝土澆筑。各工序施工方法(1)測量放線先導(dǎo)孔施工通過布設(shè)測量導(dǎo)線或測量控制網(wǎng),精確施放防滲墻軸線控制點(diǎn),定出防滲墻軸線。先導(dǎo)孔一般采用地質(zhì)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合金鉆頭鉆進(jìn)套管固壁,鉆取地層芯樣,探明地層界線,確定防滲墻 線.。要求盡可能減少對原狀地層芯樣的擾動,以準(zhǔn)確探明相對不透水層界限和各地層地質(zhì)情況.(2)槽段劃分射水造墻機(jī)安裝就信位槽段劃分以一、二槽間施工預(yù)留縫寬值宜小不宜大為原則.在射水造墻機(jī)就位緊固定位器前,先平整夯實(shí)射水造墻機(jī)作業(yè)面, 鋪軌水平

7、,調(diào)校造槽機(jī)平臺水平,精調(diào)造槽機(jī)導(dǎo)向門架鉛垂,天輪導(dǎo)向門架中心平臺口定位中心同在一條鉛垂線上.(3)造糟造槽方法己如前述,必須滿足槽孔垂直度槽深槽寬等要求,且鋼絲刷保持完好.(4)清孔驗(yàn)收利用設(shè)備自身的正反循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行換漿清孔,滿足槽內(nèi)固壁泥漿性能指標(biāo)槽底淤積厚度接縫面刷洗等質(zhì)量要求(5)泥漿下混凝土澆筑采用人工推車運(yùn)料入拌合機(jī)料斗, 拌合機(jī)拌制混凝土,利用澆筑機(jī)電動葫蘆下人導(dǎo)管、固定在澆筑平臺上,再吊運(yùn)混凝土澆筑成墻,施工方法基本同常規(guī)直升導(dǎo)管法水下混凝土澆筑。對混凝土原材料質(zhì)量、拌合和澆筑工序質(zhì)量都要嚴(yán)格控制，務(wù)必按施工要求嚴(yán)格操作，對澆筑過程中的任何異常現(xiàn)象都要密切注視，果斷采取措施，防

8、止發(fā)生質(zhì)量事故。 2施工探索與改進(jìn)(1) 施工布置及勞動定員規(guī)劃施工總布置時(shí),首先要考慮射水造墻機(jī)作業(yè)面與場內(nèi)運(yùn)輸?shù)缆返牟贾?避開二者間的矛盾:其次要規(guī)劃泥漿池、排渣池布置,一般要滿足不損傷堤身、堤基,符合堤管部門和環(huán)保方面要求的原則.如同馬大堤二標(biāo),設(shè)計(jì)防滲墻軸線位于外堤腳灘地,因場地較寬,在臨河測布置了專門的場內(nèi)運(yùn)輸?shù)缆?在緊靠防滲墻軸線的一側(cè)布置射水造墻機(jī)作業(yè)面,在作業(yè)面與場內(nèi)運(yùn)輸?shù)缆烽g布置泥漿池、排渣池及原材料堆場。又如荊南長江堤三標(biāo),設(shè)計(jì)防滲墻軸線位于堤頂,通過合理化建議將原設(shè)計(jì)墻軸線稍向堤內(nèi)側(cè)平移但保證其位于堤中心線外側(cè),從面可將射水造墻機(jī)作業(yè)面布置在堤頂墻軸線外側(cè),堤頂內(nèi)側(cè)作為場

9、內(nèi)運(yùn)輸?shù)缆?在作業(yè)面后方及堤坡布置原材料堆場,將泥漿池、排渣池布置在距堤外腳15m范圍內(nèi)的灘地上并壘筑而成,待完工且渣漿固結(jié)后經(jīng)人工修整,使其與外灘地平順銜接,可兼作為外浸臺,對大堤安全有利.既簡化了施工布置,又因勢利導(dǎo)對棄渣加利用.。勞動定員:根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn),每班射水造槽定員8人,混凝土澆筑定員12人,合計(jì)20人,每臺機(jī)定員45人(每日二班制,計(jì)入技術(shù)管理人員).(2)試驗(yàn)段施工在大面積鋪開施工前,一般應(yīng)選擇在代表性的地段先進(jìn)行試驗(yàn)段施工.通過試驗(yàn)段施工(包括質(zhì)量檢查),可求得如下重要參數(shù)或施工依據(jù)(1) .槽段長度、鋼絲刷尺寸是否合適:(2) .混凝土施工配合比,墻體力學(xué)性能能否滿足設(shè)計(jì)要求

10、:(3) 接頭刷洗及墻體接縫質(zhì)量得到驗(yàn)證:(4).對地質(zhì)情況有更準(zhǔn)確掌握:(5)進(jìn)度,質(zhì)量,工藝,組織措施是否適當(dāng)配套:(6) 質(zhì)量,工期,安全能否得到保證等.(3)墻體接縫外理1 鋼絲刷刷洗,射流沖洗射水法剛興起時(shí)處理接縫面,僅靠在二期槽造 成型器側(cè)向噴咀的泥漿射流,沖洗一期墻端面上的地層泥屑,泥皮,射流壓力為0.350.40mpa,使二期墻新混凝土與一期墻老混凝土對接成連續(xù)墻.在同馬大堤二標(biāo)防滲墻施工中,我們采取了在成型器肩部(高1.2m)對稱安裝一副鋼絲刷,加強(qiáng)接縫刷洗效果,因?qū)偕靶缘貙?經(jīng)檢查接縫質(zhì)量良好:在荊南長江干堤三標(biāo)防滲墻施工中,針對地層中粘粒含量較高,我們采取了在成型器側(cè)向噴

11、咀下言方(高0.6m)再加裝一副鋼絲刷,進(jìn)一步加強(qiáng)接縫刷洗,滿足了質(zhì)量要求.但是,對接縫面的處理工作仍有待加強(qiáng),因?yàn)槟壳皩涌p面質(zhì)量檢查還限于上半部甚至上部,難以全面代表中底部接縫質(zhì)量.2準(zhǔn)確控制二期槽造槽時(shí)的施工預(yù)留縫寬值3防滲墻急轉(zhuǎn)彎處墻體搭接由于鋼軌的柔性和射水法造墻可建造折線形連續(xù)墻特點(diǎn),因此射水法造墻可以較好地?cái)M合設(shè)計(jì)的曲線形防滲墻.但對于曲率較大的防滲墻段,射水法一,二期墻體搭接時(shí)應(yīng)按墻中心線處二期槽施工預(yù)留縫寬值為零的原則劃分槽段長度,即在二期槽造槽過程中需切去一期墻凹側(cè)的墻體.總之,必須通過合理劃分槽段長度,準(zhǔn)確定位造槽機(jī),嚴(yán)格控制造槽偏斜,加強(qiáng)二期槽施工中鋼絲刷的機(jī)械刷洗作用

12、,并結(jié)合射流沖流,才能保證一,二期墻良好對接. (4)造槽偏斜控制對薄型(厚度 30cm)混凝土防滲墻,造槽的垂直精度是決定能否形成地下連續(xù)墻和保證墻體搭接厚度要求的關(guān)健,對同馬大堤二標(biāo)的砂卵石復(fù)雜地層,造槽偏斜控制是施工中的主要難題之一.通過施工總結(jié),必須從如下方面進(jìn)行控制:首先在平整夯實(shí)作業(yè)面地坪后鋪軌找平,再調(diào)校造槽機(jī)平臺水平后,檢查成型器導(dǎo)向門架鉛垂精度,檢查天輪,門架及臺口導(dǎo)向中心是否在同一鉛垂線上,檢查正反循環(huán)鉆管是否成直線,連接是否緊密同軸,精校后鎖固定位:第二,造槽操作力求精良,操作主卷揚(yáng)要穩(wěn),準(zhǔn),即使其頻率,沖程穩(wěn)定,放繩恰到好處,正反循環(huán)鉆管間加連接撐卡,提落成型器過程中正

13、反循環(huán)流量保持穩(wěn)定并同時(shí)工作,使其施加給成型器的力基本對稱,控制造槽進(jìn)尺均勻,保持槽底不產(chǎn)生過多沉渣,在造槽過程中加強(qiáng)槽形修整等:第三,定時(shí)檢測泥漿指標(biāo),保持良好的固壁性能,并注意槽口保護(hù),防止塌槽破環(huán)槽形:第四,隨時(shí)注意觀察偏斜情況,從反循環(huán)排渣,造槽進(jìn)尺速度方面掌握地層特性,防止發(fā)生擴(kuò)徑,縮徑,偏斜及其他異常情況,每次加鉆管時(shí)都應(yīng)測記偏斜值:第五,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)偏斜(偏斜率>3時(shí),必須立即采取措施糾偏,一般采取提起成型器自上往下修正偏斜的槽段,或要機(jī)臺口人為反向別鋼絲繩修孔,或提出成型器焊臨時(shí)扶正器修孔等方法.(5)針對特殊地層的造槽改進(jìn)1 遇夾卵漂石或木樁,塊石的復(fù)雜地層在同馬大堤二標(biāo)的潭子湖堤段遇到了最厚達(dá)9.1m的卵漂石地層,超徑石(d>10cm)含量達(dá)30%50%,最大粒徑超過30cm,該地層深度位于1520m以下:在石牌堤段遇到了老潰口堤段,地層中夾雜塊石,未朽木樁.該二特殊堤段施工中,均產(chǎn)生造槽工效極劇下降,混凝土澆筑充盈系數(shù)大增,偏斜率大增,塌槽嚴(yán)重,成型器,鉆管,埋線膠管,砂石泵損環(huán)嚴(yán)重,反循環(huán)管路被頻繁堵塞等現(xiàn)象.主要采取措施:一是通過在成型器底刃部加焊彈簧鋼板,高強(qiáng)螺紋鋼齒,硬質(zhì)合金鋼齒,加長成型器等措施加重,增強(qiáng)成型器,以增加其沖擊破碎超徑石能力,提高導(dǎo)向性能:二是加大固壁泥漿比重,粘度,通過平衡槽壁側(cè)壓力固壁,并適