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堤防防滲墻施工工藝探討

來源:233網校 2010年1月26日

    河南黃河堤防加固工程,部分堤段采用了薄壁帷幕連續防滲墻施工方案與技術。它能有效地延長滲徑,降低滲透壓力;堵截堤身漏洞、裂縫、老口門等處滲流通道;杜絕貫穿漏洞的再次發生,消除管涌;且墻體具有一定的抗沖刷能力。它是提高堤防加固工程,增強大堤抗洪能力的有效措施之一,在堤防加固中占有重要地位。
    1997年以來,河南黃河堤防加固采用了幾種薄壁帷幕連續防滲墻施工技術,成功的施工工藝主要有:組合鉆機開槽法、多頭小直徑深層攪拌樁、液壓開槽機開槽法、射水開槽法、人工洛陽鏟開槽法。
    一、組合鉆機開槽法連續造墻施工技術
    1.組合鉆機開槽法的工作原理
    (1)組合鉆機
    組合鉆機是開槽成墻的主要機械,它由多頭鉆頭、支架、懸吊鋼絲繩、卷揚機、反循環系統、配電盤、砂石泵、控制臺、底盤等組成。它的工作原理是通過主機上的傳動裝置,帶動主機上并排組合在一起的8臺GZQ-800型潛水鉆機同時運轉,帶動各自的鉆頭旋轉,鉆頭向土層切削土體。兩個鉆頭間余下的土體由側刀靠組合鉆機自重切削。切削掉的泥沙由反循環砂石泵通過反循環軟管強行排出槽孔。連續不斷的鉆進切削,直到設計深度,即形成一定長度、寬度、深度的槽孔。
    (2)成墻工藝流程
    測量放線→導槽砌筑→鋼軌鋪設→安置調試組合鉆機→鉆機架定位→開槽→清槽→成孔→成槽→安置隔離體橡膠囊→安置導管→澆筑→拔除橡膠囊隔離體→轉入下一個循環工序。
    2.多頭小直徑深層攪拌樁連續造墻施工技術
    (1)多頭小直徑深層攪拌機工作原理
    多頭小直徑樁造墻防滲技術是運用多頭小直徑深層攪拌機通過主機上的動力傳動裝置,帶動主機上的3個并列的鉆桿轉動旋轉,推進力使鉆桿和鉆頭向土層內鉆進到設計深度,然后再提升攪拌至槽孔孔口。在作業工程中通過水泥漿泵將水泥漿經過高壓輸漿管、鉆桿、鉆頭噴入土體中。在鉆進和提升的同時,水泥漿液體和原地土充分拌和后,完成第一組的施工(一組一般為3~6棵樁)。當進行第二組樁施工時,主機向前移動,使第二組樁與第一組樁相割搭接之后(相割長度可按半孔)。重復上述第一組施工過程,照此進行第三組施工。三組樁施工完成后,即9~18棵樁連接成墻,為一個單元工程。
    (2)技術原理
    多頭小直徑深層攪拌樁是把水泥漿噴入土體并攪拌均勻形成水泥墻。這是用水泥土墻作為防滲墻達到截滲目的的一種施工工藝。水泥漿噴入土體后,經過一系列水化、離子交換與硬凝等物理化學反應,從而形成具有一定強度和抗滲能力的固結體。
    3.液壓開槽機開槽法連續造墻施工技術
    (1)YK160-3-40型開槽機工作原理
    開槽機也稱鋸槽機,行駛在兩條軌道上,它由底盤、液壓系統、工作裝置、排渣系統、起重設施和電器系統組成。由液壓缸產生動力,帶動裝有切削刀排的刀桿作上下往復運動,被切削掉的土體沉渣落入槽底后,由反循環排渣系統排出槽孔,施工中使用一定濃度的泥漿固壁,開槽機連續不斷地沿墻體軸線作業前移,直到墻體末端,從而形成一個規則連續的長形槽孔。根據工程設計與要求,使用不同長度、寬度的刀排,即可開出不同長度、寬度的槽孔。在槽內充填不同的墻體材料,即形成不同抗壓強度、抗滲系數的薄壁連續防滲墻,以達到防滲、封堵空洞、裂縫等隱患險點消除的目的。
    (2)成墻工藝流程
    測量放線→場地平整→鋼軌鋪設→鉆導槽井孔→開挖槽孔與支護槽板→安裝調試開槽機、清槽機→開槽(泥漿固壁)→清槽→安置隔離體→澆筑隔離體→澆筑墻體至完工。
    4.射水法連續造墻施工技術
    (1)射水法二代機組工作原理
    射水二代機組行駛在同一軌道上,它由造孔機、混凝土澆筑機等組成。它的工作原理是利用主機上的水泵和成型器中的高壓射水裝置形成高速射流破壞土體結構。通過正循環系統使泥沙混合體溢出地面,同時利用卷揚機操作成型器反復上下沖擊運動擠壓形成槽孔,成孔后采用常規水下混凝土澆筑法澆筑。
    5.人工洛陽鏟挖槽連續造墻技術
    (1)開槽施工設備
    半徑R110mm的大型洛陽鏟、機械成孔器(即卷揚機帶動自由下落的筒狀器械)、修槽成型器(即220mm寬的兩面平行平面鏟)。
    (2)人工洛陽鏟挖槽施工流程
    測量放線→洛陽鏟開槽→修孔→夯實孔底→安置模袋隔離體→模袋內下導管→澆筑隔離體→安置相鄰隔離體→下導管→澆筑隔離體→下導管→澆筑混凝土墻體。

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