[12-11 16:59:19] 来源：http://www.tmgc8.com 水利水电 阅读：3468次
1. 概述
莱芜市地处鲁中山区,位于泰山东麓,座落在汶水西流的源头,是一座新兴的工业城市。全市人均占有水资源量为471立方米,是世界人均占有量的1/18,属于严重缺水城市。本着开源节流和巩固挖潜的原则,经过论证分析,位于市区东10km,牟汶河上游辛庄河与盘龙河交汇处的鹏山水源地供水能力具有深挖潜力。该水源地含水层分为两大部分:一是第四系砂层的潜水;二是上寒武系奥陶裂隙岩溶水。
该水源地主要是利用建在砂层中的浅井取水,正常年景出水量可达5万m3/d。莱芜市委、市政府先后几次投资在鹏山水源地建造地下水库以保护和开发该水源地。先后采用过静压灌浆和高压喷射灌浆技术进行截潜坝的建设,在运行过程中截潜效果很不理想,鹏山水源地枯水季节出水量还达不到1.5万m3/d。
接受以往工程的经验教训,此项工程设计中,既要考虑保证截潜效果,又必须使截潜墙具有足够的强度。通过认真分析比对,决定采用桩墙结合技术建造地下水库。即在主河道中按一定间距布设钢筋混凝土灌注桩,中间用高喷板墙连接,形成截潜坝。该方案综合利用了灌注桩的支护能力和高喷板墙截潜效果好的特点,同时解决了静压灌浆和高压喷射灌浆技术建造地下水库截潜坝承受水土压力能力差的问题,且造价适宜。
2. 技术应用
2.1 施工工艺:灌注桩施工采用SPJ-300型回旋钻机成孔,导管法灌注混凝土。采用127mm合金钻头,泥浆固壁,旋转钻进施工,主要要求为:(1)钻孔间距3.6m,孔位偏差<5cm。(2)防止斜孔,保证孔斜率<1%。(3)护壁泥浆比重应控制在1.2～1.3,粘度22～25s,胶体率>97%,孔内泥浆面控制在离孔口50cm以内。当出现循环固壁泥浆漏失时,应立即采取充填级配料等措施进行处理,直至泥浆循环正常为止。
高喷板墙采用三管法施工,100型地质钻机造孔。下喷射管前进行地面试喷,密封水嘴和气嘴,以防被堵。同时输送泥浆泵或清水,保证浆管的畅通;浆液材料采用32.5MPa普通硅酸盐水泥,经常对水泥浆液比重进行测定,以保证g≥1.65;不同颗粒级配的地层,应采用相应的提升速度,分为6cm/min,7cm/min,8cm/min三个级别,以保证墙体的均匀性。
2.2 施工质量控制
2.2.1 灌注桩质量控制
灌注桩的施工质量控制包括成孔质量控制和成桩质量控制。成孔的质量决定灌柱成型的质量,也是保证灌注桩质量的基础,成孔质量控制主要为桩孔垂直度和深度。
2.2.1.1 成孔质量控制
(1)垂直度控制:桩的垂直度必须小于1%,否则有可能导致桩墙下部开叉而漏水,达不到截潜效果。首先,钻机在就位和开钻之前必须安装使钻机平稳的支架柱,使钻机保持一个整体机构,确保孔位准确成孔垂直、钻机平整稳固。其次,钻进中要经常检查主动钻杆是否垂直,采用减压钻进。造孔时随时观察孔内泥浆的变化情况,特别要预防的是护壁管进入大卵石层后出现护壁管位移,导致孔斜。
(2)深度控制:为确保桩墙的挡土能力,要保证入岩深度达到4m,以防因下游挖沙使墙体出漏后遭到破坏。在钻进过程中及时收集捞砂筒捞出的岩样,随时了解孔内情况,确定基岩面的高程,每棵桩都取岩芯检查,按设计要求达到预定的钻孔深度后方可终孔灌注混凝土。
2.2.1.2 成桩质量控制:成桩质量控制主要包括混凝土质量控制、钢筋笼的质量控制和施工过程中的质量控制。
(1)混凝土质量控制:由于水下混凝土施工条件、施工方法不同于水上施工混凝土工程,不能靠外力振捣密实,只能靠自身重力作用径向流动达到自密状态,灌注过程要连续不间断,还要严格控制原材料诸如水泥、砂、石、水、外加剂等以及混凝土配合比、搅拌等方面以保证混凝土质量。
(2)钢筋笼的质量控制:钢筋笼的质量主要从钢筋和制作两方面加以控制。对进场的钢筋检查是否有出厂证明书或试验报告单,钢筋表面是否有标志,并按直径分批检验;钢筋笼制作方面,应检查接头质量,并对主筋间距、箍筋间距、钢筋笼直径、长度等方面按规范检查其允许偏差。
(3)施工过程中的质量控制:施工过程中的质量控制主要分为施工准备阶段质量控制和施工中质量控制。施工准备阶段,首先进行桩位的复核工作。钻机就位后,应再次检查钻具中心与桩位中心偏差是否符合要求。施工中质量控制主要包括泥浆的质量控制、终孔深度的确定、钢筋笼的吊放、清孔的控制、灌注过程的质量控制等等。
2.2.2 高喷板墙质量控制:高喷板墙的主要作用是截潜,要保证截潜效果,一要做好墙与墙、墙与桩的连接;二要做好墙底与基岩的连接。www.tmgc8.com
(1)墙、桩连接:板墙、灌注桩分两道工序施工。为确保板墙连接效果,板墙采用折线连接,高喷孔垂直度应小于1%。施工中要先试喷,喷射方向正确后才能下管,以确保板墙呈折线连接和呈拱形支撑在桩身上。
(2)墙底与基岩的连接:墙底与基岩连接不好就会从墙底大量漏水。采取的主要措施,一是高喷孔必须入岩1m;二是喷嘴稍下倾;三是在喷至基岩时喷嘴停止提升约1min。这样高压水可对基岩面进行充分冲刷,使水泥砂浆与基岩面紧密胶结,保证截潜效果。
(3)施工参数:施工参数关系到高喷板墙的施工质量,如墙厚与摆角有关,喷射距离与提速和水压有关。为保证施工质量,通常开工前都要进行试验,确定合理的施工参数。一般情况水压:35~38Mpa,流量:75L/min;气压:0.7MPa;浆压:0~0.3 Mpa,流量:60~80L/min,密度:1.5~1.6g/cm3;摆角:30度;提速:卵石层5cm/min,砾石层8 cm/min,中粗砂层12 cm/min;摆速:8~10 r/min。
2.2.3 冠梁质量控制:冠梁必须与其下部的桩和墙紧密连接,施工前应先将桩、墙顶的浮浆凿除,并冲洗干净,方可浇筑冠梁混凝土。冠梁断面尺寸为400×800mm,混凝土强度等级C25,主筋8Φ16,箍筋Φ6.5@250。
2.3 效果检验:工程施工前可以沿坝轴线在上下游布设几组观测井,以便根据上下游水位差的变化情况,随时分析截潜效果。
3. 结语
2002年4月在莱芜市鹏山水源地采用板墙结合截潜技术建造了地下水库后,当年即发挥了效益,在最枯水季节未发生吊泵现象,取水量3.5万m3/d以上。特别是在2003年3~5月份,上游乔店水库水位降至死水位以下,已不能向莱城正常供水,鹏山水源地取水量仍能保证在3万m3/d以上,为保证莱城生活用水做出了巨大贡献。往年在枯水季节干涸的两岸农业用井,在工程实施后仍能正常取水,保证了两岸农业生产。在2002年8月份的一场洪水中,截潜坝下游冲深达两米多,墙体依然完好无损。至今仍运行正常。
实践证明,桩墙结合截潜技术建造地下水库是成功的。建议在今后的设计和施工中,进一步深入探讨桩墙结构应力应变等问题的分析,使此项技术更趋于成熟、设计更合理。在使用运行中,要加强河道及污染源管理,严格控制排污,以防污水滞留在截潜墙上游,造成地下水的污染,严重影响当地水资源的可持续利用,给当地经济发展带来灾难性后果。
【文章编号】1006-9224(2010)08-0069-02
