膏浆技术在桥墩围堰防渗工程中的运用研究.pdfVIP

膏浆技术在桥墩围堰防渗工程中的运用 符平 杨锋张金接赵卫全 (中国水利水电科学研究院工程安全监测中心) ‘●··“●·…●¨·■T．“●…·●·．-’00·-04p-o‘●…·●…_●…·●，J’●·”啼…JOoo”●…·●…’●…’●·…●¨·’●·…●··¨●···‘●¨．’●…’●…。●‘· [摘 要] 在浇筑桥墩的混凝土承台和桩基时，为保证混凝土浇筑质量和减少 缺陷，通常需要提供无水的干浇环境。在河流中间筑岛并设置围堰是最常用的办 法，受施工和水流条件的影响，围堰地层一般都是动水条件下的架空地层。本文 介绍了速凝膏浆结合稳定性浆技术在鱼洞长江大桥中的运用情况，说明该技术是 适合于桥墩围堰防渗帷幕的有效手段之一。 [关键词]，．速凝膏浆桥墩防渗架空地层动水条件 1 工程概况 重庆鱼洞长江大桥15号桥墩围堰采用沉井方案，由于河床基岩存在一定的起伏，导 致沉井部分已入岩，部分仍处在砂砾石层中，且不能继续下沉。砂砾石层透水性较强，达 沉井内无法进行正常的混凝土承台和桩基的施工。根据勘探资料，砂砾石层厚度大约为4 已经过一次洪水期，因此砂砾石层不排除有被淘空的可能，出现较大的渗流通道，且从现 场沉井内涌水量和涌水型式来看，砂砾石层存在较大的渗漏通道。为在沉井内进行混凝土 承台施工，拟在未入岩沉井部分外设防渗帷幕。 2方案选择 对有流速的动水条件下的大孔隙地层灌浆，已有的工程经验和研究表明，速凝水泥膏 浆技术是行之有效的手段之一。水泥膏浆通常指的是在水泥浆中掺人大量的粘土、膨润 土、粉煤灰等掺合料及少量外加剂而构成的低水灰比的膏状浆液。其基本特征是膏浆的剪 切屈服强度值大于其本身重力的影响。速凝膏浆有4个主要特点：①整体抗冲能力和抗水 稀释能力；②水泥膏浆具有触变性质；③独特的流动特性和扩散特性；④凝结时间可控。 速凝膏浆也有其局限性，其对细小裂隙、小通道的灌注效果受到一定的限制，因此在 膏浆灌注完成后采用稳定性水泥浆液进行补灌，或采用稳定性水泥浆液进行开灌，可使微 小裂隙得到良好的灌注，稳定性浆液在通过压力挤入地层后，浆体不会流失太远，材料利 用率高；压力析水时间短，析水少，充填效果好，灌浆结石密实性好，强度高，灌浆后水 泥结石耐久性好。 一 746 3稳定性验算 3．1渗流计算 。 为3×10～cm／s，帷幕灌浆的幕体渗透系数为5×10一cm／s。计算剖面图如图1所示。 3．2渗流稳定性计算 根据渗流计算结果分析，灌浆体将承 受85％以上的水头比降，因此幕体承受的 水头比降最大不会超过4，根据水利水电 设计规范，幕体本身不会产生渗透破坏。 砂砾石层由于承担的水头不到20％，因此 其承受的最大水头比降不超过0．4，根据 规范，砂砾石层本身的渗透稳定性没有 问题。 ： 图1渗流计算剖面图 3．3刃脚下砂砾石层稳定性计算 ’ 假设幕体的厚度为3m，砂砾石层与岩层的接触面向上游倾斜6。。根据土体极限平衡 理论，计算出稳定性安全系数为1．02，不能满足安全要求。为保证承台开挖基坑的稳定 性，可在沉井底板上浇筑混凝土，并设置抗拉锚杆。 。 4灌浆施工工艺 本工程拟采用的灌浆方法可以概括为：小口径、孔口封闭纯压式、分段分序灌筑(见 图2)。 ． ， ． 卜盟一嚣L————业L——二4 图2地层及灌浆剖面图 (1)布孔：根据渗流计算结果和稳定性分析，为保证防渗效果和砂砾石层在水土压力 下的自身稳定，沿着沉井周边外侧共布置3排孔，排距lm，梅花形布置，内排孔距离沉 】47 井边缘0．5m，中间孔距离沉井边缘1．5m，外排孔距离沉井边缘2．5m；在沉井需要开