第三章 防滲墻施工課件

第三節(jié)防滲墻施工第三章防滲墻施工概念：修建在松散透水地層或土石壩（堰）中起防滲作用的地下連續(xù)墻優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)可靠、防滲效果好、適應(yīng)各類地層條件、施工簡便以及造價低發(fā)展歷史：上世紀(jì)50年代起源于歐洲，在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用；近年來防滲墻已成為我國水利水電工程覆蓋層及土石圍堰防滲處理的首選方案第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工3.1防滲墻的作用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)作用防滲墻是一種防滲結(jié)構(gòu)，可用來解決防滲、防沖、加固、承重及地下截流等工程問題應(yīng)用范圍控制閘、壩基礎(chǔ)的滲流控制土石圍堰及其基礎(chǔ)的滲流防止泄水建筑物下游基礎(chǔ)的沖刷加固一些有病害的土石壩及堤防工程作為一般水工建筑物基礎(chǔ)的承重結(jié)構(gòu)攔截地下潛流，抬高地下水位，形成地下水庫第三章防滲墻施工構(gòu)造類型：槽孔（板）型防滲墻和樁柱型防滲墻對于高水頭的壩體或重要的圍堰，有時設(shè)置兩道以上防滲墻，共同作用，按一定比例分擔(dān)水頭厚度：由防滲要求、抗?jié)B耐久性、墻體的應(yīng)力與強(qiáng)度及施工設(shè)備等因素確定立面布置封閉式：墻體插入到基巖或相對不透水層一定深度，以實(shí)現(xiàn)全面截斷滲流的目的懸掛式：墻體只深入地層一定深度，僅能加長滲徑，無法完全封閉滲流第三章防滲墻施工3.2防滲墻材料按其抗壓強(qiáng)度和彈性模量，一般可分為剛性材料和柔性材料。剛性材料包括普通混凝土、粘土混凝土和摻粉煤灰混凝土等，其抗壓強(qiáng)度大于5MPa，彈性模量大于10GPa柔性材料的抗壓強(qiáng)度則小于5MPa，彈性模量小于10GPa，包括塑性混凝土、自凝灰漿和固化灰漿等有些工程使用強(qiáng)度大于25MPa的高強(qiáng)混凝土，以適應(yīng)高壩深基礎(chǔ)對防滲墻的技術(shù)要求第三章防滲墻施工普通混凝土強(qiáng)度在7.5~20MPa，不加其它摻合料的高流動性混凝土；在泥漿下澆筑，故要求混凝土能在自重下自行流動，并有抗離析與保持水分的性能塌落度一般為18~22cm，擴(kuò)散度為34~38cm。粘土混凝土強(qiáng)度在10MPa左右，在混凝土中摻入一定量的粘土（一般為總量的12%~20%）節(jié)省水泥，降低混凝土的彈性模量，改變其變形性能，增加其和易性，改善其易堵性抗?jié)B性相對普通混凝土要差第三章防滲墻施工粉煤灰混凝土摻加一定比例的粉煤灰改善混凝土的和易性，降低混凝土發(fā)熱量，提高混凝土密實(shí)性和抗侵蝕性，并具有較高的后期強(qiáng)度塑性混凝土以粘土和（或）膨潤土取代普通混凝土中的大部分水泥所形成的一種柔性墻體材料。其抗壓強(qiáng)度不高，一般為0.5~2MPa，彈性模量為0.1~0.5GPa，滲透系數(shù)10-6~10-7cm/s第三章防滲墻施工塑性混凝土的水泥用量僅為80~100kg/m3，使得其強(qiáng)度低，特別是彈性模量值低到與周圍介質(zhì)（基礎(chǔ)）相接近，墻體適應(yīng)變形的能力大大提高，幾乎不產(chǎn)生拉應(yīng)力，減少了墻體出現(xiàn)開裂現(xiàn)象的可能性我國1990年首次在水口水電站圍堰中成功運(yùn)用其后在其它水電工程建設(shè)中迅速普及十三陵抽蓄電站、小浪底工程、三峽工程等圍堰防滲墻的墻體材料均采用了塑性混凝土第三章防滲墻施工自凝灰漿

在固壁漿液（以膨潤土為主）中加入水泥和緩凝劑所制成的一種灰漿；凝固前作為造孔用的固壁泥漿，槽孔造成后則自行凝固成墻自凝灰漿是1969年由法國地基公司首先采用其強(qiáng)度、變形模量與土層和砂礫石層比較接近，可以很好地適應(yīng)墻后介質(zhì)的變形，墻身不易開裂自凝灰漿減少了墻澆筑工序，建造速度加快、成本降低在水頭不大的堤壩基礎(chǔ)及圍堰工程中使用較多第三章防滲墻施工固化灰漿在槽段造孔完成后，向固壁的泥漿中加入水泥等固化材料，砂子、粉煤灰等摻合料，水玻璃等外加劑等，經(jīng)機(jī)械或壓縮空氣攪拌后凝固成墻體以固化灰漿作墻體材料，省去了導(dǎo)管法混凝土澆筑工序，提高了造接頭孔的工效，減少了泥漿廢棄，并減輕了勞動強(qiáng)度，加快了施工進(jìn)度在四川銅街子、漢江王甫洲等水電工程中得到應(yīng)用第三章防滲墻施工2.3施工工藝槽孔（板）型的防滲墻由一段段槽孔套接而成的地下墻施工程序與工藝造孔前的準(zhǔn)備工作泥漿固壁與造孔成槽終孔驗(yàn)收與清孔換漿混凝土澆筑全墻質(zhì)量驗(yàn)收第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工固壁泥漿和泥漿系統(tǒng)泥漿固壁是維持槽孔孔壁的穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)之一。泥漿固壁原理形成泥皮→隔開泥漿與地層→側(cè)壓力通過泥皮作用在孔壁上，就保證了槽壁的穩(wěn)定孔壁任一點(diǎn)土體P側(cè)向穩(wěn)定的極限平衡條件

P1=P2第三章防滲墻施工造孔成槽造孔成槽工序約占防滲墻工期的一半開挖槽孔的機(jī)具，主要有沖擊鉆機(jī)、回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、鋼繩抓斗及液壓銑槽機(jī)進(jìn)行造孔挖槽時，為了提高工效，通常要先劃分槽段，然后在一個槽段內(nèi)，劃分主孔和副孔，采用鉆劈法、鉆抓法或分層鉆進(jìn)等方法成槽第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工終孔驗(yàn)收和清孔換漿驗(yàn)收合格方準(zhǔn)進(jìn)行清孔換漿清孔換漿的目的，清除孔底沉碴進(jìn)行，換上新鮮泥漿，以保證混凝土和不透水地層連接的質(zhì)量清孔換漿應(yīng)該達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)是經(jīng)過1h后，孔底淤積厚度不大于10cm，孔內(nèi)泥漿密度不大于1.3，粘度不大于30s，含砂量不大于10%一般要求清孔換漿以后4h內(nèi)開始澆筑混凝土；如果不能按時澆筑，應(yīng)采取措施，防止落淤，否則，在澆筑前要重新清孔換漿第三章防滲墻施工混凝土澆筑特點(diǎn)在泥漿液面下進(jìn)行不允許泥漿與混凝土摻混形成泥漿夾層確?；炷僚c基礎(chǔ)以及一、二期混凝土之間的結(jié)合連續(xù)澆筑，一氣呵成澆筑方法泥漿下澆筑混凝土常用直升導(dǎo)管法槽孔澆筑應(yīng)嚴(yán)格遵循先深后淺的順序，從最深的導(dǎo)管開始，由深到淺一個一個導(dǎo)管依次開澆，待全槽混凝土面澆平以后，再全槽均衡上升第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工防滲墻質(zhì)量檢查槽孔的檢查，包括幾何尺寸和位置、鉆孔偏斜、入巖深度等；清孔檢查，包括槽段接頭、孔底淤積厚度、清孔質(zhì)量等；混凝土質(zhì)量的檢查，包括原材料、新拌料的性能、硬化后的物理力學(xué)性能等；墻體的質(zhì)量檢測，主要通過鉆孔取芯、超聲波及地震透射層析成像（CT）技術(shù)等方法全面檢查墻體的質(zhì)量第三章防滲墻施工☆

☆CaseStudy☆☆三峽工程二期高土石圍堰防滲墻施工

工程概況堰長1439.59m，最大堰高82.5m,防滲墻最大墻高73.5m，上下游防滲墻面積9.6萬m2

防滲型式：低雙墻上接土工合成材料、墻底帷幕灌漿地質(zhì)條件：穿過回填風(fēng)化砂層、礫石及石渣塊石層、平拋砂卵石層、覆蓋層和基巖等,防第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工施工程序分為兩期施工,先施工一期槽孔,后施工二期槽孔在同一槽孔內(nèi),先施工主孔,后施工副孔成槽設(shè)備有沖擊式鉆機(jī)、沖擊式反循環(huán)鉆機(jī)、回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)、抓斗挖槽機(jī)和液壓銑槽機(jī)成槽方法造孔成槽沖擊式鉆機(jī)造孔成槽抓斗挖槽兩鉆一抓第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工槽段劃分與連接銑削法連接.

用于液壓銑成槽，一期槽孔長度7m,二期槽孔采用單銑一刀,槽長均為2.8m.雙反弧接頭槽連接.

槽孔長度一般為6m,副孔寬度1.5m,二期槽孔為雙反弧接頭槽孔,槽長為1.1m.鉆鑿套接法連接.

一期槽孔長度一般為6.5m,二期槽孔長度為6.6m。此種槽長考慮了液壓銑和抓斗作業(yè),也兼顧了沖擊鉆的副孔基巖鉆進(jìn).第三章防滲墻施工鉆鑿套接法連接第三章防滲墻施工雙反弧接頭槽連接第三章防滲墻施工銑削法連接第三章防滲墻施工第三章防滲墻施工

墻體材料澆筑采用泥漿下直升導(dǎo)管法澆筑，采用壓球滿管法開澆，自低處至高處逐管進(jìn)行嚴(yán)格控制槽內(nèi)混凝土面高差和導(dǎo)管埋深,以防混漿和夾泥,控制好進(jìn)料速度混凝土面上升速度在2～4m/h之間,防止產(chǎn)生壓氣現(xiàn)象各導(dǎo)管應(yīng)均勻進(jìn)料,保持槽內(nèi)混凝土面高差不大于0.5m,導(dǎo)管埋深1～6m.第三章防滲墻施工克服施工難點(diǎn)的技術(shù)措施嚴(yán)重漏失地層處理措施

投入堵漏材料投入堵漏材料,如粘土、風(fēng)化砂(鉆渣)和小石,平推鉆機(jī)沿槽長方向用鉆頭沖擊擠密,改變地層結(jié)構(gòu)

漏漿速度很快時,可迅速向槽內(nèi)投入水泥、膨潤土或膨脹粉,以及鋸末、稻草等,快速進(jìn)行堵漏,并及時補(bǔ)漿,待漿面上升穩(wěn)定后方可恢復(fù)生產(chǎn)

采用膨潤土泥漿造孔,泥漿性能指標(biāo)不合格時,應(yīng)廢棄更換,注入新漿

漏失地層預(yù)灌濃漿第三章防滲墻施工

塊球體與硬巖層鉆進(jìn)措施

聚能爆破

用5t或10t重錘沖砸.當(dāng)塊球體或硬巖經(jīng)爆破炸裂后,塊度不大時采用重錘沖砸,可明顯提高鉆進(jìn)工效

用耐磨沖擊高強(qiáng)合金鉆頭或重錘的沖擊刃沖砸,可增強(qiáng)破巖效果,減小鉆頭磨損第三章防滲墻施工陡坡段防滲墻成槽措施先施工端孔,用沖擊反循環(huán)鉆機(jī)鉆進(jìn),穿過堰體和覆蓋層至基巖陡坡最高點(diǎn)后,改換十字鉆頭,用全液壓工程鉆機(jī)鉆爆破孔,然后下置爆破筒,提升定位管和定位器進(jìn)行爆破

中間部位的堰體和覆蓋層可由液壓銑和抓斗施工,至基巖陡坡最高點(diǎn)改由沖擊鉆施工,自左至右(即自陡坡由高至低)平推鉆機(jī),移距015m(半鉆),按上述鉆爆結(jié)合方法施工

由于坡陡巖硬,鉆孔極易順坡溜鉆偏斜,除采用回填塊石修孔外,也采取了定向聚能爆破糾偏措施,即將多個聚能爆破筒焊在定位架上,下至偏斜深度位置,爆破筒方向?qū)?zhǔn)斜坡起爆,效果十分顯著.第三章防滲墻施工槽孔施工安全措施調(diào)整槽孔長度.原設(shè)計的施工方案是短槽孔(槽長2.8m或3.5m),二期槽孔太短易被一期槽孔施工時擊穿而互相串通,從而增加施工難度,并危及槽孔安全,為此調(diào)整陡坡段的槽孔長度,為大于6m,從而保證了上游防滲墻