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横泉水库塑性混凝土防渗墙施工中有关问题的处理

信息来源:hunningtu.biz  时间:2008-02-18  浏览次数:162

  [摘 要] 在复杂地质条件下的水利水电工程混凝土防渗墙施工中,会经常遇到槽孔坍塌、槽孔偏斜以及大孤石等严重影响工程施工的问题。本工程采取事先预防与现场处理相结合的方法较好地解决了以上问题。
  [关键词] 防渗墙 槽孔稳定 孔斜 卡钻 孤石处理
  1 概述
  横泉水库工程位于山西吕梁地区中部,为山西省在建的重点水利枢纽工程,建筑物主要包括大坝、泄洪洞、洪水发电洞和电站等。大坝坝基防渗采用塑性混凝土防渗墙与帷幕灌浆相结合的方案,坝基的上部分采用塑性混凝土防渗墙进行防渗处理。防渗墙设计墙厚0.80m,成墙深度28~42m,墙体嵌入风化基岩深度5m,混凝土抗压强度1.5~2.5MPa,设计渗透系数小于10-7cm/s。
  第Ⅷ标段位于桩号0+230~0+550部位,轴线总长320m,成墙总面积约为10177m2。工程于2005年8月4日开工,2006年5月3日完工,历时270余天。主体施工方案采用“钻凿法”、“两钻一抓法”钻孔成槽,“水下直升导管法” 浇筑混凝土。
  根据防渗墙施工的相关地质资料,地层条件自上而下可大致分为:
  1)人工堆积层:为旧坝体,分布于坝基左岸部位,为低液限粘土,厚度5~20m不等。
  2)砂卵砾石层:为卵石混合物土、混合土卵石、级配不良砾石及低液限粉土夹碎石层等,厚度15~30m。
  3)基岩层:主要为混合斜长片麻岩、混合花岗片麻岩、混合花岗岩。基岩层的上部为全风化体和强风化体,厚度15~40m不等。
  2 施工中遇到的主要技术难题
  1)槽段孔壁的失稳问题:在施工前期的钻孔过程中,多次发生孔壁不稳和大范围塌孔现象,处理工作量大,处理时间长,严重影响了工程进度。如在工程初期对部分槽段的成*槽统计中,塌孔处理时间占整个成槽时间的33%,占各类成槽事故的62.8%;
  2)施工中的孔斜控制问题:在施工前期的钻孔过程中,由于钻具、施工工艺和砂卵砾石层的地层等因素,导致多次发生孔斜问题,纠斜比较困难,成孔作业时间增长;
  3)施工下部的岩层“卡钻”处理:在施工至下部岩层时,多次出现钻头被卡在基岩面上,无法提起的事故;
  4)较大孤石对施工的影响:在施工中屡次遇到孤石的存在,如在35号槽钻进到12.0m深度时,遇到大孤石,冲击钻机无法继续钻进,钻具多次被打坏,进尺极慢。后经查看,孤石的尺寸长度达3.2m、厚度达2.5m,为一特大孤石,处理起来非常困难。
  3 解决方案
  3.1 事先预防
  1)槽孔墙壁的稳定措施研究
  槽孔稳定与地层情况、槽段长度、泥浆性能和人员操作等诸多因素有关,根据对导致塌孔的关键成因分析,在技术上从泥浆配制、槽段长度设计等方面采取措施预防塌孔。
  (1)泥浆性能的改进
  通过对槽壁稳定系数(坍塌安全系数)的计算,可得出造孔泥浆所需最小密度,计算公式如下:
  式中:N——条形基础的承载力系数。对于矩形沟槽,N=(L+B/L);
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