一種敞挖逆筑法混凝土防滲墻建造施工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種敞挖逆筑法混凝土防滲墻建造施工工藝。包括構(gòu)筑導(dǎo)向槽和施工平臺(tái)，自上向下分段構(gòu)筑襯砌墻，自下而上澆筑防滲墻步驟；本發(fā)明工藝方法適應(yīng)超長(zhǎng)、超深、大斷面防滲墻構(gòu)造的垂直開挖；與常規(guī)方法施工的混凝土防滲墻相比，敞挖逆筑法成槽工藝施工的槽孔在混凝土防滲墻澆筑過程中，高流態(tài)的混凝土對(duì)兩側(cè)襯砌墻及土體具有較大的擠密壓實(shí)作用，從而改變了兩側(cè)土體應(yīng)力松弛狀況，對(duì)混凝土防滲墻滲透邊界條件改變不大；采用敞挖逆筑法施工的混凝土防滲墻施工，工程質(zhì)量看得見、摸得著，工序及工藝控制有保證，從而解決了松散松散砂卵石層混凝土防滲墻施工中槽孔易塌孔、成槽工效低的難題，保證了混凝土防滲墻的接頭質(zhì)量。
【專利說明】一種敞挖逆筑法混凝土防滲墻建造施工工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水利水電建設(shè)設(shè)計(jì)施工【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其屬于防滲墻建造施工利用，特別涉及一種敞挖逆筑法混凝土防滲墻建造施工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]防滲墻是一種地下連續(xù)墻，是一種在地面施工、用特種的挖槽機(jī)械，在泥漿或稱穩(wěn)定液、觸變泥漿、安定液護(hù)壁的情況下，通過造孔或槽，再回填墻體材料，逐段建造，最終在地下形成具有一定防滲能力的連續(xù)墻體。
[0003]混凝土防滲墻是在松散透水地基或土石壩(堰)壩體中以泥漿固壁連續(xù)造孔，在泥漿下澆筑混凝土或回填其它防滲材料筑成的，起防滲作用的地下連續(xù)墻。
[0004]水利水電工程防滲墻的厚度一般只有60cm?100 Cm,與大壩相比十分單薄。但由于它深埋于地基中，水平荷載主要由墻后地基承擔(dān)，相當(dāng)于彈性地基上的薄板，所以降低墻體材料的彈性模量與強(qiáng)度的比值，有利于改善墻體的應(yīng)力狀態(tài)。壩基和壩體防滲墻雖然也屬于地下連續(xù)墻的范疇，但其工作條件與一般起承重、擋土作用的地下連續(xù)墻是不同的，故對(duì)墻體材料的要求也不同。防滲墻的底部一般要求嵌入基巖或不透水層中一定深度(0.5m?1.0m)，其頂部則需要與壩體防滲設(shè)施連接。
[0005]水利水電工程混凝土防滲墻的類型可按墻體結(jié)構(gòu)形式、墻體材料、布置方式和成槽方法分類:
[0006]按墻體結(jié)構(gòu)形式分:可分為樁柱型防滲墻、槽孔型防滲墻和混合型防滲墻三類。槽孔型防滲墻使用更為廣泛。
[0007]按墻體材料分:主要有普通混凝土防滲墻、鋼筋混凝土防滲墻、粘土混凝土防滲墻、塑性混凝土防滲墻和灰漿防滲墻。
[0008]按布置方式分:可分為嵌固式防滲墻、懸掛式防滲墻和組合式防滲墻。
[0009]按成槽方法分:主要有鉆挖成槽防滲墻、射水成槽防滲墻、鏈斗成槽防滲墻和鋸槽防滲墻。
[0010]按成槽工藝現(xiàn)有方法包括鉆劈法、反循環(huán)、抓斗法施工，其均存在槽孔易垮塌、漏漿嚴(yán)重、工效低的難題。如常用的鉆劈法存在如下問題:導(dǎo)墻變形破壞，槽壁易坍塌，易漏漿，易造成孔斜，易卡鉆。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足公開了一種敞挖逆筑法混凝土防滲墻建造施工工藝。本發(fā)明要解決的問題是提供一種施工簡(jiǎn)單、速度快、噪聲小，自上而下逆筑，支撐體系剛度大，施工環(huán)境相對(duì)安全的超長(zhǎng)、超深、大斷面垂直開挖技術(shù)。
[0012]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0013]敞挖逆筑法混凝土防滲墻建造施工工藝，包括以下工藝步驟:構(gòu)筑導(dǎo)向槽和施工平臺(tái)，自上向下分段構(gòu)筑襯砌墻，自下而上澆筑防滲墻。[0014]具體工藝步驟是:
[0015]澆筑導(dǎo)向槽和施工平臺(tái):沿防滲墻軸線兩側(cè)構(gòu)筑導(dǎo)墻和施工平臺(tái)，導(dǎo)墻形成的導(dǎo)向槽軸線與防滲墻軸線重合；
[0016]自上向下分段構(gòu)筑襯砌墻:襯砌墻沿導(dǎo)向槽分大段間隔構(gòu)筑，大段長(zhǎng)度20?30米；構(gòu)筑每大段襯砌墻時(shí)，橫向間隔分多小段，縱向自上向下分層，導(dǎo)向槽相對(duì)兩面同時(shí)進(jìn)行單元構(gòu)筑；相對(duì)兩面襯砌墻單元均完成襯砌墻開挖、襯砌墻澆筑、襯砌墻支撐后再進(jìn)行另一單元襯砌墻構(gòu)筑，至間隔的每大段完成；
[0017]襯砌墻開挖每單元開挖深度1.1?1.7米，長(zhǎng)度2?6米，寬大于防滲墻厚度2X 10?2X 15厘米；襯砌墻澆筑包括掛鋼筋網(wǎng)及預(yù)埋、立模、澆筑及拆模；襯砌墻支撐包括采用支撐桁架支撐相對(duì)的襯砌墻；
[0018]自下而上澆筑防滲墻:完成間隔的大段襯砌墻后對(duì)襯砌墻之間形成的防滲墻槽孔進(jìn)行自下而上的澆筑；
[0019]重復(fù)自上向下分段構(gòu)筑襯砌墻和自下而上澆筑防滲墻工藝步驟，完成余下間隔大段的防滲墻構(gòu)筑。
[0020]上述防滲墻分段之間的結(jié)合部采用圓弧結(jié)合。
[0021]上述預(yù)埋是在鋼筋網(wǎng)上預(yù)焊接用于支撐桁架固定的支撐鋼板，支撐鋼板平面緊靠立模模板內(nèi)側(cè)。
[0022]上述襯砌墻澆筑在每單元澆筑時(shí)，單元之間上下結(jié)合部采用斜模澆筑。
[0023]上述導(dǎo)墻高度為1.5?2.5米，厚0.8?1.0米，頂部高出地面不小于5厘米。
[0024]本發(fā)明有益性:本發(fā)明敞挖逆筑法施工簡(jiǎn)單、速度快、噪聲小，自上而下的逆筑，支撐體系剛度大，施工作業(yè)環(huán)境相對(duì)安全；對(duì)地面建筑物密集、交通運(yùn)輸繁忙、地下管線密布易保證工程質(zhì)量、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)、不污染環(huán)境、不受季節(jié)影響、無冬期施工要求，低噪聲、擾民少；設(shè)備簡(jiǎn)單、不需大型設(shè)備，操作環(huán)境相對(duì)較好。本發(fā)明工藝方法適應(yīng)超長(zhǎng)、超深、大斷面防滲墻構(gòu)造的垂直開挖；與常規(guī)方法施工的混凝土防滲墻相比，敞挖逆筑法成槽工藝施工的槽孔在混凝土防滲墻澆筑過程中，高流態(tài)的混凝土對(duì)兩側(cè)襯砌墻及土體具有較大的擠密壓實(shí)作用，從而改變了兩側(cè)土體應(yīng)力松弛狀況，對(duì)混凝土防滲墻滲透邊界條件改變不大；采用敞挖逆筑法施工的混凝土防滲墻施工，工程質(zhì)量看得見、摸得著，工序及工藝控制有保證，從而解決了松散松散砂卵石層混凝土防滲墻施工中槽孔易塌孔、成槽工效低的難題，保證了混凝土防滲墻的接頭質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明混凝土防滲墻施工成槽結(jié)構(gòu)橫截面示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明混凝土防滲墻施工成槽結(jié)構(gòu)橫向剖面示意圖；
[0027]圖3是本發(fā)明混凝土防滲墻施工導(dǎo)墻和施工平臺(tái)結(jié)構(gòu)布置橫截面示意圖；
[0028]圖4是本發(fā)明混凝土防滲墻俯視局部示意圖；
[0029]圖5是本發(fā)明混凝土防滲墻襯砌墻構(gòu)筑示意圖；
[0030]圖6是本發(fā)明混凝土防滲墻襯砌墻局部剖視示意圖。
[0031 ] 圖中，I是導(dǎo)墻，11是鋼筋網(wǎng)，2是施工平臺(tái)，21是排水溝，22是斜面施工平臺(tái)，3是砂石層，4是襯砌墻，41是上層襯砌墻，42是下層襯砌墻，5是待開挖襯砌墻，6是支撐桁架，7是支撐鋼板，8是防滲墻，81是防滲墻弧形結(jié)合部，9是模板，91是斜模，A是混凝土澆筑口?！揪唧w實(shí)施方式】
[0032]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，本實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整也屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033]結(jié)合圖1至圖6。
[0034]本發(fā)明工藝方法在西藏某水電站混凝土防滲墻施工中具體應(yīng)用，該水電站混凝土防滲墻構(gòu)筑在松散砂卵石地層中，采用本發(fā)明新型超長(zhǎng)、超深、零擴(kuò)孔系數(shù)的敞挖逆筑法的成槽方式，能綜合、高效的復(fù)合成槽，這種復(fù)合成槽方式在地面以下進(jìn)行，施工質(zhì)量看得見、可直觀檢驗(yàn)，它在混凝土防滲墻成槽施工中的首次探索，并通過三維應(yīng)力模擬、滲透施工和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)施工，取得了突破性的發(fā)展，為混凝土防滲墻成槽孔技術(shù)發(fā)展提供了一種新的工藝方法，施工應(yīng)用獲得了成功。
[0035]施工工藝方法包括以下具體工藝步驟:
[0036]施工前期臨建
[0037]施工前期做好施工段的地表排水、槽口防護(hù)欄、安設(shè)安全警示牌及上下槽孔的爬梯等臨建設(shè)施。
[0038]施工工藝
[0039]一、澆筑導(dǎo)向槽和施工平臺(tái)
[0040]防滲墻施工平臺(tái)應(yīng)堅(jiān)固平整、適合重型設(shè)備及運(yùn)輸車輛行走，寬度滿足施工要求，綜合考慮下列因素:
[0041](I)施工平臺(tái)應(yīng)高出地下水位1.5m以上；
[0042](2)施工期水位；
[0043](3)能順暢排除廢水、廢渣、廢漿；
[0044](4)減少施工平臺(tái)挖填方量。
[0045]導(dǎo)墻應(yīng)建造在堅(jiān)實(shí)地基上，如需建立在地基土較松散或較弱時(shí)，修建導(dǎo)墻前應(yīng)采取加固措施。導(dǎo)墻一般高度在1.5?2.5m，頂部高出地面應(yīng)不小于5cm ;導(dǎo)墻中心線應(yīng)與防滲墻軸線重合，導(dǎo)墻內(nèi)側(cè)間距應(yīng)比防滲墻墻厚大4?IOcm ;導(dǎo)墻外側(cè)應(yīng)填土夯實(shí)，在填土夯實(shí)時(shí)，應(yīng)采取措施防止導(dǎo)墻傾覆或位移。另外，導(dǎo)墻軸線應(yīng)與防滲墻軸線平行，允許偏差為±15mm ;導(dǎo)墻內(nèi)側(cè)墻面應(yīng)平整豎直，其墻頂高程允許偏差±20mm。
[0046]二、襯砌墻構(gòu)筑
[0047]襯砌墻沿導(dǎo)向槽分大段間隔構(gòu)筑，大段長(zhǎng)度20?30米；構(gòu)筑每大段襯砌墻時(shí)，橫向間隔分多小段，縱向自上向下分層，導(dǎo)向槽相對(duì)兩面同時(shí)進(jìn)行；相對(duì)兩面襯砌墻單元均完成襯砌墻開挖、襯砌墻澆筑、襯砌墻支撐后再進(jìn)行另一單元襯砌墻構(gòu)筑，至間隔的每大段完成。
[0048]襯砌墻開挖采用人工分層分段間隔開挖，槽孔兩邊同時(shí)開挖，同時(shí)襯砌，同時(shí)對(duì)稱支護(hù)。單元開挖深度1.1?1.7米，長(zhǎng)度2?6米，寬大于防滲墻厚度2X10?2X15厘米，即開挖襯砌墻形成的導(dǎo)向槽寬度應(yīng)大于防滲墻厚度兩邊各10?15厘米。
[0049]襯砌墻澆筑包括掛鋼筋網(wǎng)及預(yù)埋、立模、澆筑及拆模。掛鋼筋網(wǎng)的水平筋為08@150、豎向筋為08@150，與四周的預(yù)留錨筋牢固焊接；預(yù)埋支撐鋼板固定在鋼筋網(wǎng)上，支撐鋼板平面緊靠模板內(nèi)側(cè)，即襯砌墻澆筑完畢后支撐鋼板位于襯砌墻表面便于連接支撐桁架。立模要保證模板的垂直度，控制槽孔凈寬度，并用木板封堵立模的兩端，以免混凝土流出，同時(shí)上、下層襯砌墻結(jié)合部的模板的采用立斜模，保證混凝土的注入和搭接質(zhì)量。襯砌墻混凝土燒筑完后3天拆模。燒筑完拆模后進(jìn)行襯砌墻支撐，將橫向支撐祐1架和斜向交叉祐1架固定在兩側(cè)襯砌墻之間并與預(yù)留的支撐鋼板固定，所述橫向支撐祐1架和斜向交叉祐1架是垂直于襯砌墻的支撐桁架和交叉傾斜設(shè)置的支撐桁架，支撐桁架數(shù)量根據(jù)支撐強(qiáng)度和變形數(shù)據(jù)設(shè)置，通常至少每平6方米可以設(shè)置一組。
[0050]相對(duì)兩面襯砌墻單元均完成襯砌墻開挖、襯砌墻澆筑、襯砌墻支撐后再進(jìn)行另一單元襯砌墻構(gòu)筑，至間隔的每大段完成。
[0051]三、燒筑防滲墻
[0052]完成間隔的大段襯砌墻后對(duì)襯砌墻之間形成的防滲墻槽孔進(jìn)行自下而上的澆筑；可采用導(dǎo)管將混凝土注入完成的防滲墻槽孔由底部向上進(jìn)行混凝土澆筑。
[0053]重復(fù)所述步驟二構(gòu)筑襯砌墻和步驟三澆筑防滲墻，完成余下間隔大段的防滲墻構(gòu)
Λ-Α-鞏。
[0054]在施工中還可調(diào)整工藝參數(shù)如下:
[0055]對(duì)砂層的處理，當(dāng)襯砌墻開挖過程中遇到砂層時(shí)，立即減小單元襯砌槽開挖尺寸，開挖厚度可加寬至0.5米左右，并及時(shí)對(duì)內(nèi)部回填漿砌石，然后再澆筑襯砌墻。
[0056]對(duì)架空層的處理，當(dāng)襯砌墻開挖過程中遇大的架空層時(shí)，處理方式同砂層，必要時(shí)可回填流動(dòng)性好的水泥砂漿。
[0057]當(dāng)變形觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)襯砌墻有變形時(shí)，及時(shí)加密支撐。
[0058]開挖過程中遇到暴雨時(shí)，人員全部撤離，在槽內(nèi)采用挖集水坑，用潛水泵排水，待周邊排水孔不再排水后12小時(shí)再進(jìn)行作業(yè)。
[0059]當(dāng)下層開挖過程中發(fā)現(xiàn)上部襯砌墻移位時(shí)，立即增加垂直向支撐，并縮小開挖單元尺寸，減小變形。
[0060]如遇有大探頭石，挖出時(shí)可能危及更大范圍內(nèi)的開挖時(shí)，可把它澆入襯砌里，如有大孤石，直徑超過80cm時(shí)，可根據(jù)石頭紋理進(jìn)行處理，必要時(shí)用風(fēng)鉆施工，嚴(yán)禁放炮。
[0061]開挖槽段的地下水位，一般低于開挖槽段的底高程50cm，如開挖槽段的地下水位高于開挖槽段底高程，可采用降水方法降低開挖部位的地下水位；當(dāng)?shù)叵滤灰韵碌某刹凵疃容^大時(shí)，改用沖擊鉆繼續(xù)完成地下水位以下的成槽作業(yè)，以12?13m為一個(gè)槽段。
[0062]如圖1是本發(fā)明混凝土防滲墻施工成槽結(jié)構(gòu)橫截面示意圖，圖3是本發(fā)明混凝土防滲墻施工導(dǎo)墻和施工平臺(tái)結(jié)構(gòu)布置橫截面示意圖。如圖所示，構(gòu)筑混凝土防滲墻時(shí)，首先進(jìn)行導(dǎo)向槽和施工平臺(tái)2構(gòu)筑，導(dǎo)向槽由兩側(cè)導(dǎo)墻I形成，導(dǎo)墻I外緣構(gòu)筑施工平臺(tái)2，可以在一側(cè)構(gòu)筑安放施工設(shè)備的水平施工平臺(tái)2，在另一側(cè)構(gòu)筑傾斜的斜面施工平臺(tái)22，并在末端設(shè)置排水溝21。構(gòu)筑好導(dǎo)向槽和施工平臺(tái)2后進(jìn)行襯砌墻構(gòu)筑施工。
[0063]結(jié)合圖2，圖2是本發(fā)明混凝土防滲墻施工成槽結(jié)構(gòu)橫向剖面示意圖。防滲墻通常較長(zhǎng)，導(dǎo)向槽構(gòu)筑完成后襯砌墻橫向分段施工，每段內(nèi)分單元施工，如圖2所示，襯砌墻4大段間隔施工，每大段內(nèi)橫向間隔分小段，縱向自上向下分層，導(dǎo)向槽相對(duì)兩面同時(shí)進(jìn)行單元構(gòu)筑；相對(duì)兩面襯砌墻單元均完成襯砌墻開挖、襯砌墻澆筑、襯砌墻支撐后再進(jìn)行另一單元襯砌墻構(gòu)筑，至間隔的每大段完成。
[0064]圖4是本發(fā)明混凝土防滲墻俯視局部示意圖，圖中導(dǎo)墻I和防滲墻8已完成，81是防滲墻弧形結(jié)合部，本發(fā)明防滲墻分段之間的結(jié)合部采用圓弧可以更好防止?jié)B漏。
[0065]圖5是本發(fā)明混凝土防滲墻襯砌墻構(gòu)筑示意圖；如圖所示，襯砌墻澆筑在每單元澆筑時(shí)，單元之間上下結(jié)合部采用斜模91澆筑，保證混凝土的注入和搭接質(zhì)量。
[0066]圖6是本發(fā)明混凝土防滲墻襯砌墻局部剖視示意圖；如圖所示，為了表示支撐鋼板7結(jié)構(gòu)，圖中襯砌墻局部剖視，預(yù)埋是在鋼筋網(wǎng)11上預(yù)焊接支撐鋼板7，支撐鋼板7平面緊靠立模模板內(nèi)側(cè)，襯砌墻I澆筑完畢后支撐鋼板7位于襯砌墻I表面便于連接支撐桁架6。
[0067]經(jīng)實(shí)踐比較，本發(fā)明敞挖逆筑法與鉆劈法對(duì)比比較如下表1。
[0068]
【權(quán)利要求】
1.一種敞挖逆筑法混凝土防滲墻建造施工工藝，其特征是包括以下工藝步驟:構(gòu)筑導(dǎo)向槽和施工平臺(tái)，自上向下分段構(gòu)筑襯砌墻，自下而上澆筑防滲墻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敞挖逆筑法混凝土防滲墻建造施工工藝，其特征是: 所述澆筑導(dǎo)向槽和施工平臺(tái)是:沿防滲墻軸線兩側(cè)構(gòu)筑導(dǎo)墻和施工平臺(tái)，導(dǎo)墻形成的導(dǎo)向槽軸線與防滲墻軸線重合； 所述自上向下分段構(gòu)筑襯砌墻是:襯砌墻沿導(dǎo)向槽分大段間隔構(gòu)筑，大段長(zhǎng)度20?30米；構(gòu)筑每大段襯砌墻時(shí)，橫向間隔分小段，縱向自上向下分層，導(dǎo)向槽相對(duì)兩面同時(shí)進(jìn)行單元構(gòu)筑；相對(duì)兩面襯砌墻單元均完成襯砌墻開挖、襯砌墻澆筑、襯砌墻支撐后再進(jìn)行另一單元襯砌墻構(gòu)筑，至間隔的每大段完成； 襯砌墻開挖每單元開挖深度1.1?1.7米，長(zhǎng)度2?6米，寬大于防滲墻厚度2 X 10?2X15厘米；襯砌墻澆筑包括掛鋼筋網(wǎng)及預(yù)埋、立模、澆筑及拆模；襯砌墻支撐包括采用支撐桁架支撐相對(duì)的襯砌墻； 所述自下而上澆筑防滲墻是:完成間隔的大段襯砌墻后對(duì)襯砌墻之間形成的防滲墻槽孔進(jìn)行自下而上的澆筑； 重復(fù)自上向下分段構(gòu)筑襯砌墻和自下而上澆筑防滲墻工藝步驟，完成余下間隔大段的防滲墻構(gòu)筑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的敞挖逆筑法混凝土防滲墻建造施工工藝，其特征是:所述防滲墻分段之間的結(jié)合部采用圓弧結(jié)合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的敞挖逆筑法混凝土防滲墻建造施工工藝，其特征是:所述預(yù)埋是在鋼筋網(wǎng)上預(yù)焊接用于支撐桁架固定的支撐鋼板，支撐鋼板平面緊靠立模模板內(nèi)側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的敞挖逆筑法混凝土防滲墻建造施工工藝，其特征是:所述襯砌墻澆筑在每單元澆筑時(shí)，單元之間上下結(jié)合部采用斜模澆筑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的敞挖逆筑法混凝土防滲墻建造施工工藝，其特征是:所述導(dǎo)墻高度為1.5?2.5米，厚0.5?1.0米，頂部高出地面不小于5厘米。
【文檔編號(hào)】E02D29/02GK103866787SQ201410057333
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】牟興華, 蔡海燕, 殷國權(quán), 閻根聚, 劉擁軍, 程志剛, 楊軍, 林軍 申請(qǐng)人:中國水利水電第七工程局成都水電建設(shè)工程有限公司