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高压摆喷连续墙技术在防洪闸施工中的运用

来源:学术堂 作者:王老师
发布于:2014-06-06 共2001字
论文摘要

  I 工程概况
  
  某闸工程位十丹东市W沟口桥下游,工程等别为I等,主要建筑物级别为1级,设计防洪标准为100年一遇。本工程以防洪为主要任务,采用钢筋混凝工结构,设计挡水深度为5.55m最大设计过闸流量为187.0m3/s。
  
  该防洪闸设计为5孔闸,每孔净高5.0m净宽8.0m,闸门以上设置板梁式钢筋混凝工胸墙。防洪闸闸室段总宽度为52.40m,顺水流方向长15.0m闸墩高7.2m,闸底板厚1.2m。经地质勘查,防洪闸建基面为粉砂层,层厚5.0m左右,其下还有层厚4.5m左右的粉细砂层,以下为圆砾层和强风化变粒岩层,其中粉砂、粉细砂层基础条件比较差,承载力低,且轻度液化。
  
  结合防洪闸对基底的防渗要求,为节省投资,拟将防渗处理与地基处理一并考虑,经多方案比较,最终设计方案采用高压摆喷板连续墙对防洪闸进行防渗处理,同时一又可起到围封的作用进而对基础进行加固。
  
  2 高压摆喷连续墙技术的特点
  
  高压摆喷是近些年发展起来的用十处理防渗和加固地基的新兴技术,该技术最早由日本发明,是一种利用高压水力喷射切割原理,将工、化学制剂或水泥浆液搅拌在一起以加固地基的方法[U7经多年实践,高压摆喷在细颗粒和粗颗粒地层(如粉工层、粉砂层、细沙层、中砂层、粗砂层、砂砾层、砾石层)中施工的地下防渗墙都取得了良好的效果,但在卵石层、漂石层中效果不甚理想。高压摆喷桩连续墙的优点是防渗效果显著、地层适应面少’一、施工方法简便、施工速度快、技术可靠、工艺成熟、质量可控、造价相对较低,是堤坝防渗及地基处理的有效工程措施。
  
  3 设计参数
  
  本工程设计中,沿防洪闸底板以及上、下游翼墙底板边缘均布置一道高压摆喷连续墙,以处理防渗和加固地基。
  
  摆喷连续墙设计平均厚度为0.2m深度在9m左右,设计抗压强度)5MPa,渗透系数,5x10-6cm/s,钻孔布置位单排,间距采用1.2m,先导孔与后续孔交叉布置。
  
  灌浆材料为水泥浆,其中水泥为普通硅酸盐水泥,等级42.5MPa,水泥浆比重达到1.4以上。其余有关参数亦按照《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》DL/T5200-2004的要求执行。
  
  4 施工原理和参数
  
  本工程采用双重管高压旋摆结合形式,该工艺原理是利用工程钻机造孔(孔径}110mm),将底端带有气、浆喷嘴的灌浆管置十预计的地基处理深度,调试灌浆管的升速、转速及喷嘴出口的压力、流量等灌浆参数达到设计要求值,然后自下而上提升灌浆管,进行连续不断地喷射灌浆。
  
  在灌浆管提升(摆)过程中,喷嘴喷出的高压浆、气射流冲切破坏地层工体,同时一灌入浆液在射流作用范围内与扰动的地层工掺搅混合,形成具有一定形状的凝结体,单儿孔形成的凝结体相互交接在一起,构成连续的防渗板墙。
  
  主要施工参数见表1。

论文摘要  
  5 效果检测
  
  高压摆喷灌浆是以处理防渗为主要目的的隐蔽性工程,其施工质量的好坏一般不易直接观察,必须采取必要的方法和手段进行检查。其中外观检测、尺寸检测以及抗压强度检测较为简单,此处不再赘述。
  
  渗透系数检测是摆喷连续墙较为重要的检测项目,也相对复杂一些。本工程墙体连接形式为摆喷折接,渗透系数检测宜采用围井检查法。本次采用井内开挖注水试验的方法对围井进行渗透性检查。对围井内部进行开挖,并在围井外围约4.5m处布置一个观测孔。井内采用人工开挖,挖至粉细砂层后便进行试验。
  
  观测孔采用百米钻机进行施工,采用回转钻进工艺进行,孔径127mm,孔深进入粉细砂层一定深度即可。造孔结束后,下入观测花管,管径为中110mm。试验前,对地下水位进行观测,观测间隔为5min,当连续2次观测数据变动幅度<10cm时一,即可结束观测,用最后一次观测值作为计算地下水位。
  
  向开挖后的围井内注水,当围井内充满水,并确定井内一个稳定水位后开始计时一,每一分钟观测注入井内的水量和观测孔内的水位变化,稳定水位观测2一3h。取得数据后,计算围井防渗墙渗透系数K值。
  
  计算公式为:。
论文摘要
  
  6 需要注意的问题
  
  1)选取合适的设计参数和施工参数,是保证摆喷连续墙效果的重要因素,在选取参数时一应结合地质情况、现场实验结果及以往工程经验,参照规范要求慎重选择。
  
  2)注意做好摆喷连续墙与建筑物的连接设计,分缝位置应随缝布置,减免不均匀沉降可能对摆喷连续墙的破坏。
  
  3)结合沉降量计算,悬挂连续墙与建筑物底部留有适当距离,避免因建筑物沉降而压碎墙体,并采用柔性防水填料填缝堵漏,避免渗漏。
  
  4)条件允许的情况下摆喷连续墙最好采用摆喷对接的方式,易十处理顶部连接部位,如采用摆喷折接,连续墙顶部,即与建筑物接触部位可适当切割成较规则的形状,易十与上部建筑物连接。
  
  7 结论
  
  丹东市某闸工程主体工程己完工1a,经过这1a的实际运行情况来看,摆喷连续墙取得了较好的防渗效果,在水闸上、下游产生较大水头差的情况下,水闸、翼墙、消力池等周边均未见任何渗漏迹象,防洪闸主体未产生不均匀沉降,整体沉降量也很小,应该说取得了很好的效果。
  
  参考文献:
  [1]王喜波高压摆喷截渗墙在基础防渗上的应用田东北水利水电,2004(03):33
  [2]朱海利高压摆喷灌浆防渗墙在水涸水库加固工程中的质量控制田江淮水利科技,2010(06):38一39
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