深厚覆盖层基础100米级混凝土防渗墙施工材料与工艺研究

摘要

目前我国西部水电事业蓬勃发展，兴建了大大小小的许多水电工程，但西部地质条件复杂，许多水电站建设都要克服坝基的地基防渗问题。坝基的防渗分为水平防渗和垂直防渗，在垂直防渗中，用的最多的两种防渗技术为帷幕灌浆和防渗墙。在超过一百米的覆盖层上建设大坝，坝基防渗技术首选施工防渗墙。在国内，百米级的防渗墙施工尚为首例，要在深厚覆盖层中修建百米级的防渗墙，必须克服许多技术难题。包括浇灌防渗墙混凝土的特性、成孔成槽固壁泥浆的性能、成孔成槽的施工工艺及生产性试验等。
　　 防渗墙浇筑用混凝土拌合物要具有较好的和易性和流变性，同时具有较强的耐久性及力学性能。为满足上述混凝土的性能，根据工程经验优选了两种配合比进行混凝土的试验，结果塌落度、抗渗性及抗压强度均能满足坝基混凝土防渗墙的技术要求。然后通过试验比较，优选一组抗压强度低、水胶比大的配合比进行新拌混凝土的坍落度损失、凝结时间等性能指标试验，仍满足防渗墙的浇筑技术要求，因此选此组配合比为工程用配合比。
　　 在百米级的槽孔施工中，选用了一种固壁性能较好的泥浆-MMH正电胶泥浆。通过对正电胶泥浆的性能研究，研究结果发现MMH正电胶泥浆具有较好的流变性、较强的抗盐污染的性能，通过现场的试验验证具有较强的固壁性能。并且通过研究CMC对MMH正电胶泥浆性能的影响中发现，在低浓度时有降粘效应，在高浓度时有增粘效应。因此，这种配比的MMH正电胶泥浆能够满足固壁和携带岩粉的能力。
　　 在成孔成槽过程中，根据地层及孔深特点，选用联合施工法。就是在钻抓法（两钻一抓、三钻两抓）的基础上，分工序、分地层进行钻抓交替、钻劈交替及钻抓爆交替的有序高效施工方法。它结合了以上各种施工方法的优势，针对含有大的孤石、漂石以及胶结地层交互存在的超深砂卵石覆盖层的一种有效施工方法。
　　 利用上面防渗墙的材料及工艺对防渗墙进行生产性试验，顺利完成了100米级防渗墙的施工，并进行室内及现场成墙的质量检测满足防渗墙的技术要求。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 问题的提出

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究内容及创新点

1．4 研究总体思路和方法

第二章 覆盖层的防渗技术

2．1 覆盖层的防渗

2．1．1 水平防渗措施

2．1．2 垂直防渗措施

第三章 防渗墙材料和性能的研究

3．1 防渗墙原材料的选择

3．1．1 水泥

3．1．2 细骨料

3．1．3 粗骨料

3．1．4 外加剂

3．1．5 粉煤灰

3．1．5 水

3．2 混凝土的性能

3．2．1 流变性与和易性

3．2．2 耐久性

3．2．3 力学性能

3．3 配合比的确定

3．3．1 配制强度

3．3．2 配合比实验

第四章 固壁泥浆的配制和性能的研究

4．1 制浆材料的选择

4．1．1 膨润土

4．1．2 外加剂及水

4．1．3 MMH正电胶

4．2 MMH正电胶泥浆

4．2．1 正电胶泥浆性能试验

4．2．2 MMH正电胶钻井液的性能机理

4．3 正电胶泥浆的配合比

第五章 防渗墙施工工艺研究

5．1 槽段划分及参数确定

5．2 成槽方法

5．3 成槽质量控制

5．3．1 孔斜测量

5．3．2 槽孔深度控制

5．4 接头孔施工方法

5．5 气举反循环应用及改进

5．6 混凝土的浇筑

5．6．1 初浇量计算

5．6．2 开浇控制

5．6．3 液面测定及导管埋深控制

5．6 施工难点及对策研究

5．6．1 票卵石及孤石钻进的研究

5．6．2 漂卵石、孤石架空区堵漏的研究

5．6．3 高陡坡崁岩造孔方法的研究

5．6．4 槽壁失稳的研究

5．7 国内最深防渗墙施工

第六章 工程实例

6．1 工程概况

6．2 地质条件

6．2．1 地形地貌

6．2．1 地层岩性

6．3 生产性实验

6．3．1 实验目的

6．3．2 施工机具设备

6．3．3 槽段的划分

6．3．4 施工工艺及流程

6．3．5 槽孔施工工艺

6．3．6 清孔换浆

6．3．7 接头孔施工

6．3．8 钢筋笼及预埋件制作与下放

6．3．9 混凝土材料

6．3．10 防渗墙的浇筑

6．4 防渗墙成墙质量检测

6．4．1 混凝土的质量检测

6．4．2 防渗墙的检测

第七章 结论与建议

7．1 结论

7．2 建议

参考文献

致谢

攻读学位期间主要研究成果