旋挖施工工藝在水電站的運用
時間:2022-08-11 05:01:17
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甸尾3#承包商營地警務站位于云南省蘭坪縣營盤鎮甸尾村,下方的黃登水電站搶險加固工程處在瀾滄江流域范圍內,邊坡地形為斜坡地形,邊坡地表主要為殘破堆積層,孔隙較大,當遇到強降雨天氣時,積水滲入孔隙破壞堆積層,從而出現滑坡現象,圖1為邊坡典型剖面圖[1-2]。
1工程概況
經工程地質條件分析和現場勘查,采用旋挖施工工藝進行抗滑樁設計進行滑坡治理成為優選施工工程方案。搶險加固工程方案按照《水利水電工程施工組織設計手冊》實施。該工程主要施工項目包括截水溝、花管樁、掛網噴混凝土、排水孔、邊坡清理、抗滑樁、排水溝恢復、過濾塊石及石渣回填。相關工程量見表1。
2施工規劃
2.1通道及設備布置。根據該工程的工程情況,擬定主要施工通道有上部通道和下部通道。具體布置情況如下:上部通道:主要為3#營地籃球場,鑒于球場外側已經封閉,因此施工前,需將封閉欄桿割除,待施工完成后,再對其進行恢復,通道寬度不小于5m。下部通道:主要利用已有的營中公路進行材料、設備、人員等運輸。施工便道:在后期進行石渣回填施工時,需要在抗滑樁板墻外側回填一條施工便道,方便石渣運輸,便道寬5m,長度約20m,回填工程量約為140m3,施工結束后進行清除。設置安全提示:由于該工程的施工部位位于甸尾營中公路,將對交通有所影響,為了保證交通通暢,在進行抗滑樁施工前,需在施工區域外側場地進行平整。施工區域外側布置移動式標準欄桿,C25插筋固定,欄桿總長度約120m,施工區外側留4m寬單行車道。施工區域上下游布置“施工區域,注意安全”的警示牌,安排專職交通協管員,負責營中公路的交通指揮。辦公區域布置:在營地籃球場利用活動板房布置2個現場辦公室,分別為現場值班人員辦公室和現場監理辦公室,單個辦公室尺寸為4m×5m。泥漿池布置:根據現場場地情況,在抗滑樁造孔施工時,若由于積水較多等原因造成大面積塌孔,則需要進行泥漿護壁,以保證樁體成型。泥漿在泥漿池進行拌制,泥漿池布置于施工區域上游側。漿池結構采用漿砌石結構(20cm厚),尺寸為2.5m×2m×3m,漿池容量為15m3,漿站投入臥式2m3泥漿攪拌機1套。供漿管路為DN100鋼管,沿施工平臺坡腳鋪設,總長度約為60m,每10m開一個接口,閘閥控制,泥漿廢渣用20t自卸車運至布糾河棄渣場。2.2總體施工程序。該工程的主要項目施工程序和工期,擬定在邊坡清理完成后,上下同時進行作業,主要施工程序為:施工準備→截水天溝→掛網噴混凝土→花管施工(抗滑樁施工)→板墻澆筑→過濾塊石施工→清坡處理→石渣回填→排水孔施工→排水溝恢復→竣工驗收。根據設計圖紙,抗滑樁布置于營中公路現有排水溝內側,樁體為C30鋼筋混凝土,樁間距5m,鋼筋保護層厚度為50mm,樁體高25m,路面以上高度為2m,共布置12根(可根據后期條件進行適當增加,以設計文件為準),樁體直徑1.2m,板墻寬度為0.6m,總長度約為55m。2.3施工進度計劃。根據施工總體規劃以及現場施工條件,我部擬定甸尾3#承包商營地警務站下方搶險加固工程的施工進度計劃見表2。
3施工工藝
抗滑樁分為樁體和板墻兩部分進行施工,樁體施工工藝如下文所述:抗滑樁樁體施工:具體施工工藝流程為:場地準備→樁位定測→埋設護筒→鉆孔→中間檢查→終孔(驗收)→清孔→吊裝鋼筋骨架→安裝導管→灌筑混凝土→拆除護筒。場地準備:造孔前期需要完成泥漿池的布置,泥漿池利用M7.5漿砌石進行砌筑,開挖尺寸為2.9m×2.4m×3m(長×寬×高),漿池容量為15m3,M10砂漿抹面,施工時利用3PNL泥漿泵抽取泥漿,經管路至開挖孔進行固壁。相應工程量為6m3漿砌石,32m2砂漿抹面。為了保證泥漿正常的排至沉淀池,擬定利用C15混凝土在抗滑樁施工區域澆筑厚0.1m,寬1.5m的場地,場地外側開挖0.2m×0.2m的排水溝,M10砂漿抹面,混凝土及排水溝均按2%坡比進行施工,以保證泥漿的正常排出;相應工程量為混凝土12m3,砂漿抹面3.2m2。樁位定測:在進行樁位定測時,需要將樁位中心作為圓心,開挖一個深度大于樁徑40cm的基坑,并使用十字中心吊錘法將直徑為樁徑+18cm的護筒垂直固定在樁位處,達到標準后再進行埋設。護筒埋設:護筒由鋼板制成,其中心偏差應小于5mm,傾斜度應小于1%,并且應高于地面50cm。通常情況下,護筒基坑深1.5m,同時需要保證基坑內沒有雜物。校正完成后使用粘土將護筒周圍埋實,保證護筒在鉆進過程中不會出現泥漿漏失以及位移現象。鉆孔:樁體開挖采用TR280DS旋挖鉆機進行造孔施工,起拔力為430kN,最大鉆孔直徑2.5m,最大鉆孔深度85m。自上游至下游跳孔進行作業。當鉆孔作業進行時,鉆機需要保持穩定,鉆桿需要保持垂直,當鉆頭下沉到指定深度時,旋轉鉆斗并對其施加壓力,將土擠壓至鉆斗中,儀表顯示筒滿時,關閉鉆斗底部,將鉆斗拉出,并將土堆放在指定位置。施工過程包括鉆斗的旋轉、削土、提拉、卸土。除此之外,在鉆孔時還需要注意以下幾點。旋挖鉆機鉆進時需要控制鉆進速度,避免鉆進尺度過大導致埋鉆事故的發生,鉆斗升降速度應保持在0.80m/s,當鉆到粉或亞砂時,需要放慢升降速度。在鉆進過程中需要保留鉆渣樣品,并查明土類同時進行記錄,便于與設計資料進行核對。當遇到地質情況與設計差異較大時,需要及時報請監理人員以及設計人員,研究處理方式后再進行鉆孔。鉆孔完成后需要從孔口撤出鉆機,防止壓塌樁孔。鉆口應使用木板等蓋好,防止人員或雜物墜落造成安全隱患。為了使下道工序能夠正常進行,鉆孔完成后應使用鏟車將孔口渣土運送到指定位置,場地需要保持干凈,為后續施工打下良好基礎。單個鉆孔深度均需進行檢查驗收,現場確定造孔深度后,方可停止鉆孔施工。成孔檢查:當鉆孔完成后,需要對孔徑、豎直度以及孔型進行檢查。孔徑檢測工作是在成孔后并且下入鋼筋籠前進行,使用準20的鋼筋制成的籠式探孔器插入孔內進行檢測。在檢測時,需要將探孔器吊起,孔中心需要與起吊鋼絲保持一致,探孔器下降時需要保持緩慢,上下通暢無阻則表示孔徑、豎直度以及孔型符合標準。孔深以及孔底雜質使用標準測繩進行檢測,測繩應經校驗過的鋼尺進行校正。測法如下:將符合灌注樁高度的測錘緩慢沉入孔中,通過人的手感探測沉渣頂面的位置,施工孔深與測量孔深之間的差即是沉渣厚度。清孔:當鉆孔達到設計標準并檢查合格后,需要進行清孔工作。清孔工作的主要目的是使孔底沉渣厚度符合設計標準,清孔完成后需要及時進行下道工序,避免孔形成后拖延時間較長導致坍孔的現象發生。吊裝鋼筋骨架:鋼筋材料在鋼筋場進行制作,利用5t載重汽車將鋼筋運至工作面,現場焊接制作鋼筋籠,25t吊車吊裝至抗滑樁,20t汽車吊配合,使鋼筋籠就位。安裝導管:導管由壁厚6mm無縫鋼管制成。導管的直徑取決于每小時澆灌的混凝土量以及樁徑,初步選擇為200cm,施工時,可根據施工條件進行調整;導管的分節長度需要按照標準進行設計,通常情況下為3m,導管上端使用0.5m的幾節短管對導管的長度機型調節,管底距孔底30cm,導管連接方式主要使用法蘭盤、活接頭螺母等;使用橡膠“O”型密封圈或厚度為4~5mm的橡膠墊圈進行密封,防止漏水或漏氣的現象發生。拌制泥漿:質量良好的泥漿能夠提高成槽時孔壁的穩定性,同時能夠影響混凝土澆筑質量。在抗滑樁的狀體開挖及混凝土澆筑施工中,采用粘土或膨潤土泥漿護壁。該工程采用2.5m3臥式攪拌機按試驗確定的泥漿配比進行泥漿的制備,配制泥漿時根據現場實際的需要,添加適量泥漿處理劑,粘土(膨潤土)泥漿配比及性能要求參照相關規范。灌注混凝土:該工程主要使用導管灌注法進行混凝土灌注,即使用封閉連接的導管作為混凝土輸送通道,導管下部埋入混凝土適當深度中,使混凝土能夠從下向上連續進行灌入,逐步形成樁身。在進行首批混凝土灌注作業時,導管埋入混凝土深度應大于1.5m。首批混凝土灌注正常后,應連續不斷的進行混凝土灌注,灌注期間不能停工,同時兩次混凝土灌注間隔應小于30min。在進行混凝土灌注作業時,需要使用測錘對混凝土上升的高度進行探測,并適時的進行導管拆卸以及提升工作,合理保持導管的深度。通常情況下,探測次數不應少于所使用的導管節數,并在導管每次起升前探測一次管內外混凝土面高度。當出現縮徑以及局部超徑嚴重等特殊情況時,需要增加探測次數。另外,混凝土灌注的上升速度應保持在2m/h以上。灌注時間應保持在埋入導管中的混凝土不失去流動性的時間之內,當流動性較低時可摻入適量的緩凝劑。在進行灌注時,當導管內混凝土中含有空氣時,后續的混凝土應使用溜槽緩慢灌入漏斗以及導管中,不能將混凝土從漏斗上直接灌入管中。檢查驗收:在抗滑樁狀體混凝土澆筑完成后,為了保證混凝土的澆筑強度,對施工狀體進行強度檢測,檢測采用SET-CWW-01無線非金屬超聲波檢測儀進行,檢測數量為10%。檢測需提前聯系監理現場進行作業,并做好檢測數據,上報監理。
4結語
本文針對復雜滑移地質結構采用旋挖施工抗滑樁的施工工藝、方法進行了介紹,通過本文研究說明采用旋挖鉆孔機施工抗滑樁具有施工效率快、成樁速度快、施工簡單等優點,使施工質量達到了優良標準,并為類似工程施工提供了技術指導。
參考文獻
[1]婁詩建,賀宏濤.石壩河水庫下游邊坡抗滑樁支護加固方案研究[J].水利建設與管理,2020,40(3):29-33.
[2]韓亞東.抗滑樁技術在新疆某水電站邊坡支護加固中的應用[J].水利技術監督,2017,25(4):119-121.
作者:張鎮平 單位:昆明華正工程管理有限公司
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