摘要:在防渗墙与心墙基座之间增设二期混凝土进行找平,二期混凝土与心墙基座之间采用止水铜片进行防渗,防渗墙与二期混凝土之间采用涂刷丙乳砂浆进行连接。丙乳砂浆在混凝土施工中的应用。一、二期混凝土外露垂直壁面及丙乳层间结合面均无渗漏痕迹,说明丙乳层间结合面的抗渗强度不低于C25混凝土的抗渗强度,层间结合紧密。
关键字:二期混凝土,防渗,丙乳砂浆
1 工程概况
新疆下坂地水利枢纽工程位于新疆塔里木河水西叶尔羌河中上游的主要支流塔什库尔干河上。枢纽工程地处喀什地区塔什库尔干塔吉克自治县班迪尔乡境内,距离乌鲁木齐市1815公里,距喀什市315公里,距塔什库尔干塔吉克自治县45公里。喀什到塔什库尔干塔吉克自治县为314国道,从工程坝址至314国道(公路里程1754公里处)为简易的乡村公路,长约35公里。
该工程是塔里木河流域近期综合治理中唯一重点山区水库工程,是以生态补水和春旱供水为主,结合发电的综合性水利枢纽工程。该工程同时又是叶尔羌河流域规划中首推的山区水库工程,是喀什库尔干河梯级开发的龙头水库。水库总库容8.67亿m3,调节库容6.93亿m3。电站总装机150MW,保证出力35.9MW,年发电量4.64亿kW·h。
新疆下坂地水利枢纽工程为Ⅱ等大(2)型工程,主要建筑物由拦河坝、导流泄洪洞、引水发电洞和电站厂房四部分组成。拦河坝为2级建筑物,坝型为沥青混凝土心墙砂砾石坝,坝项高程2966m,最大坝高78m,设计洪水标准为100年一遇,相应洪峰流量为750m3/s,校核洪水标准为5000年一遇,相应洪峰流量为1310m3/s。水库正常蓄水位2960.0m,死水位2915.0m,设计洪水位2963.2m,校核洪水位2964.6m。
坝址库区河床表层冲洪积层下广泛分布两层湖相沉积的软土夹层,上层为淤泥质粘土,厚2~6 m,下层为软粘土,厚20 m 左右。两层相对隔水层的存在可有效阻止减缓垂直渗透速度,对减小砂砾石的渗漏具有一定的作用。库区河床两层软土夹层是古水库沉积的产物,从古水库遗留的水痕线分析,在经受了长时间的高水头作用下,下坂地库区河床各岩组岩性相对渗透稳定性较好,对设置水平铺盖提供了有利条件。水平铺盖防渗设计由软土夹层、人工填土铺盖、大坝防渗斜墙组成防渗系统,人工铺盖和软土夹层的衔接是用围堰混凝土防渗墙连接起来。
2 心墙基座变更
拦河坝采用沥青混凝土心墙接防渗墙(帷幕灌浆)的防渗体系。防渗墙与沥青混凝土心墙之间按设计图纸采用心墙基座进行连接。
但因防渗墙设计墙顶高程远低于施工平台,在防渗墙施工过程中,难以确保成墙质量。在大坝标进行心墙基座开挖施工过程中揭示,存在以下问题:
⑴心墙顶部局部找平用丙乳砂浆回填,只能形成小面积局部回填,其整体性差,抗压、防渗效果不能保证。
⑵因一期混凝土上下游两侧面不平整,心墙盖帽混凝土浇筑后,受力不均匀,可能对心墙结构造成一定的影响。
⑶止水坑凿槽开挖工程量大,施工非常困难,混凝土人工凿除进度缓慢,机械凿除时有可能伤及止水坑下部混凝土。
为确保心墙基座的施工质量与最终的防渗效果,通过与设计沟通,在防渗墙与心墙基座之间增设二期混凝土进行找平,二期混凝土与心墙基座之间采用止水铜片进行防渗,防渗墙与二期混凝土之间采用涂刷丙乳砂浆进行连接。为验证防渗墙与二期混凝土之间的连接效果,进行试验段施工。
3 二期混凝土试验段施工
3.1 施工概况
试验部位桩号为坝0+132.930~坝0+142.030,长9.1m,宽1m,一期混凝土顶面最低高程2896.330m,最高2896.809m。一、二期混凝土间采用1mm~2mm丙乳净浆,1cm~2cm丙乳砂浆进行粘结,二期混凝土收仓面高程为2897.5m。一、二期混凝土间用Φ25锚筋锚固,锚筋间距30cm,排距60cm,锚筋共58根,总长度104.4m,计402.6kg;锚筋采用手风钻钻孔,孔径φ40mm,孔深1m;用M25砂浆,采用先灌浆后插筋的方法施工,以确保砂浆灌注密实。试验仓Φ25结构钢筋共450.45kg,C25二期混凝土方量共7.7m3。
二期混凝土于10月10日13:10时开仓浇筑,14:20时收仓。二期混凝土采用白天洒水进行养护。
3.2 丙乳砂浆的施工配合比及施工工艺
本试验使用的丙乳生产厂家为:北京互益新疆乌鲁木齐道明化工有限公司,型号DM800A,批号F20080920AD。
(1)配合比的选定
根据厂家提供的丙乳砂浆配合比,灰砂比1:1~1:2,灰乳比1:0.15~1:0.3,水灰比40%左右。因试验段为大坝防渗心墙混凝土,试验时采用上限配合比,即灰砂比1:1,灰乳比1:0.3,水灰比40%。丙乳净浆配合比为1kg丙乳加2kg水泥搅拌成浆。
(2)丙乳砂浆的施工工艺
1)基础面处理
二期混凝土浇筑前,对一期混凝土面进行了处理,将表面污物、松散块体进行凿除,结合面进行人工打毛,并用水冲洗干净,二期混凝土浇筑前洒水湿润。
2)丙乳净浆和砂浆的制备
丙乳净浆和砂浆均采用现场人工拌和。丙乳砂浆拌制时,经衡量后,先将水泥和砂搅拌均匀,加入丙乳和水,拌和5~8分钟,停止静止1分钟后继续拌和至充分均匀。每次拌和的丙乳砂浆要求在30~45分钟内使用完。根据现场的搅制情况,水灰比40%可降低,但不能增加。
仓内铺筑丙乳砂浆前,先将一期混凝土面湿润并要求无积水,用毛刷将1mm~2mm厚的净浆均匀涂刷在一期混凝土面上,再铺设1cm~2cm厚的丙乳砂浆,然后浇筑二期混凝土,涂抹丙乳砂浆与混凝土应同时进行。二期混凝土配合比应选用一期混凝土的配合比,以保证两期混凝土的同一性,混凝土坍落度适当降低,控制在12~14cm,浇筑采用混凝土搅拌运输车运输并下料。
3.3 丙乳材料用量情况
试验仓仓面面积为9.1m2。
(1)试验段丙乳净浆材料用量
试验仓净浆使用丙乳16.8kg,水泥33.6kg。
(2)试验段丙乳砂浆材料用量
试验仓共用丙乳15kg,水泥和砂各50kg,水20kg(根据试验情况用水量还可降低)。
(3)混凝土心墙采用二期浇筑方法各材料用量情况
二期混凝土心墙从桩号坝0+067.54~坝0+374.500,共计长度为306.96m,总面积为306.96m2。以试验仓材料用量计算,各种材料用量见下表(单位:kg):
4 试验段压水试验情况
2008年10月16日11:20时开始对试验段进行了现场压水试验,二期混凝土龄期为6天。
压水孔共布置4个,压水孔孔径φ40mm,深入一期混凝土内20cm。压水前对压水孔用风吹孔,待钻孔粉尘吹干净后,再用压力水洗孔。压水采用孔口封堵方式进行。1、2#孔采用分级加压的方法进行,分级压力分别为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5MPa,各级加压至相应压力后,稳压5分钟,测量漏水率。3、4#孔采用一次加压至0.5MPa,稳压5分钟,测量漏水率。
各孔压水记录见下表:
5 结论与建议
根据现场压水情况分析:一、二期混凝土外露垂直壁面及丙乳层间结合面,在最小50cm的渗径下,均无渗漏痕迹,说明丙乳层间结合面的抗渗强度不低于C25混凝土的抗渗强度,层间结合紧密。
故根据试验段的试验结果设计最终确定了防渗墙二期混凝土及心墙基座的施工方案, 具体结构型式见下图: