钙基膨润土帷幕灌浆技术在土石围堰闭气中的应用与探讨

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1、钙基膨润土帷幕灌浆技术在土石围堰闭气中的应用与探讨摘要：湖南省大源渡船运枢纽工程二期上游围堰（以下简称二期工程上游围堰）在施工过程中，由于工期紧、施工工人人数不够，加之现有高喷灌浆机械仅有两台套，无法满足施工强度及工期要求。为确保围堰的闭气效果，减少堰体渗流量，同时缩短围堰闭气时间，根据工程实际情况将原设计的高喷灌浆闭气方案改为“钙基膨润土帷幕灌浆”施工方案。实践证明“钙基膨润土帷幕灌浆”技术对改善堰体的抗渗、抗滑、抗倾覆以及堰体的土体性质、形成防渗幕墙、闭气效果等方面效果显著。同时，不仅能保证围堰的闭气效果、降低施工成本，而且还大大地缩短

2、了施工工期，达到预期目的，为其它工程采用类似方法提供了一个良好的施工经验。关键词：钙基膨润土帷幕灌浆围堰闭气施工1．工程概况1.1地理位置及工程状况大源渡航运枢纽工程位于湘江下游、湖南省衡山县上游12km处，水路距衡阳市62km，下游距湖南省长沙市204km，坝址左岸属衡山县沙头镇永和村，右岸为衡东县霞流荆花港村，坝址下游2km处为湘江干流与支流洣河交汇处。大源渡二期工程由上游围堰、下游围堰及河中混凝土纵向挡水围堰三部分组成。河床建基面高程在38.0～39.0m之间。其中上游围堰距河中混凝土纵向挡水围堰135m。河中水流方向的深槽，贯穿整个

3、上游围堰，深度约1.5～2.0m。上游围堰堰顶高程49.9m。其中，在靠近河中混凝土纵向围堰50m范围内堰顶高程达50.0～51.5m左右。下游围堰堰顶高程48.0m。上游围堰堰体防渗中，44.0m马道以下采用“钙基膨润土帷幕灌浆”技术进行施工闭气，▽44.0m马道以上采用土工布置进行防渗处理。围堰平面布置及堰体结构断面型式如下：1.2围堰的形成过程二期工程围堰堰体主要采用一期工程上、下游围堰以及厂房混凝土纵向挡水围堰爆破拆除的土石方和混凝土块体进行堆筑而成，料源天然抗渗性较差。由于堰体在堆筑时采用自卸汽车自51.0～48.0m之间直接往下

4、卸料，大部分地方未按要求进行分层碾压，导致堰体密实性和土料间胶结力较差，加之堰体下部因填筑时自然筛分而形成的大颗粒石块、混凝土块体较多，致使堰体底部架空现象普遍、严重，堰体抗渗能力较差。二期上游围堰堰体截流施工程序如下图所示。1.3地质情况大源渡航运枢纽程二期基坑河床覆盖层为砂砾石层，覆盖厚度为1～2m。渗透系数达3×12-1×10-1cm/scc。基础岩石为前震五强溪级上段变质砂岩及砂质板岩，岩石风化现象严重，节理、裂隙极其发育。2．防渗方案的选择及施工布置2.1防渗方案的选择在二期上游围堰防渗方案的选择过程中，由于现有的高喷浆机械仅2台

5、套、工人人数仅45人（含管理人员）。如采用高喷灌浆，则一方面所需工期较长，另一方面施工机械均无法满足要求。故结合其它工程中的施工经验，以及考虑到施工工期、施工质量、施工成本等方面的要求，经取得业主及监理工程师的同意之后，决定将二上游围堰的施工闭气由原设计的高喷灌浆改为“钙基膨润土帷幕灌浆”。根据二期上游围堰的形成过程及特点，帷幕灌浆防渗处理的重点和难点为：44.0m马道以下堰体部分及砂砾石覆盖层部分。针对二期上游围堰的这种情况，决定将灌浆过程分成如下两个施工阶段加以进行，即：第一施工阶段：可称为“堵漏”阶段，主要是对漏失现象特别严重或较为严

6、重的部位采用水泥水玻璃砂浆进行封堵；第二施工阶段：可称为“帷幕”阶段，主要是对堰体进行钻孔、灌注水泥膨胀润土浆液等构筑防渗幕墙。2.2施工布置二期工程上游围堰总长约360m，从河中混凝土纵向挡水围堰到左岸约340m范围内需要进行灌浆闭气。根据工程进度的需要，自河中混凝土纵向挡水围堰向左将围堰分成三个施工工段进行，每段长约为120m。三个机组人员均实行两班工作制，每机组8人。每台班工作12小时，48小时不间断施工，并对每施工实行“各个击破”的施工策略。在靠近河中混凝土纵向挡水围堰一段的中部约50m平台布置水泥库和集中制浆站，灌浆泵及立式搅槽则

7、摆放在44.0m马道上。在施工用水、用电等分别沿工作面全线铺通。2.3主要施工机械材料2.3.1主要施工机械及数量钻机：采用SGZ—LIIA型回转钻机5台灌浆机：采用Bpa。在地表不冒浆、不抬动等现象的正常情况下，将灌浆压力尽量升高到0.2Mpa。3.4.7浆液变换要求开灌时浆液水灰比采用5.12：1，然后逐级由稀变浓。变换标准为：当注入量达450公升而压力和吸浆量均无改变时，可以变浓一级；当吸浆量大于30公升/min时可以越浓一级。3.4.8灌浆结束标准一序孔当最浓级浆液注入量达600公升时，可结束灌浆；二序孔，当最浓级浆液注入量达150

8、公升时可以结束灌浆；三序孔当最浓级浆液吸浆量达1升/min时，再持续灌浆10min后可以结束灌浆。3.4.9封孔要求封孔采用0.5：1浓浆及人工结合将孔口封堵密实。3.5特殊情况