CN104099902B - 一种土石坝高塑性粘土填筑中砼盖板基面泥浆喷涂工艺方法 - Google Patents
一种土石坝高塑性粘土填筑中砼盖板基面泥浆喷涂工艺方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种土石坝高塑性粘土填筑中砼盖板基面泥浆喷涂工艺方法，包括泥浆制备、砼基面湿润、泥浆喷涂与填土；所述泥浆制备包括配制泥浆浓度土、水比例为1:0.8～1:1，浸泡8小时，搅拌均匀后取样，筛网过滤，泥浆比重为1.43～1.52；所述砼基面湿润包括泥浆喷涂施工前，施工人员采用喷涂设备对要进行喷涂的砼基面多次进行喷涂净水，使砼面湿润同时也使喷涂设备喷射机及喷射管湿润；所述泥浆喷涂与填土包括喷涂施工时空压机工作压力保持6～7kg/cm3，喷射机工作压力保持4.5～5kg/cm3，泥浆喷涂完成后，在泥浆干涸前30min～50min内及时将泥浆喷效果检验合格的砼基面回填高塑性粘土。本发明解决了人工涂刷施工工艺泥浆涂刷厚度不均匀而且厚度不能达到设计要求的难题。
Description
技术领域
本发明涉及水利水电工程施工中一种施工工艺方法，特别是一种土石坝高塑性粘土填筑中砼盖板基面泥浆喷涂工艺方法。
背景技术
土石坝是利用当地材料建造的重力坝，有良好的安全性、适用性和经济性，广泛应用于世界各个地区。砾石土心墙是土石坝最常采用的一种防渗形式，砾石土心墙坝施工中为了防止坝体开裂，在砾石土心墙与两岸基岩(又称混凝土盖板)接触面上常设一定宽度的高塑性粘土。为保证高塑性粘土与砼盖板的更好结合，两岸高塑性粘土填筑前需要在结合的砼表面涂刷一层浓泥浆，而且泥浆厚度应符合规范和设计要求。因此泥浆对结合部位的质量显得尤为关键，若施工工艺达不到要求很可能会在混凝土结构与土料之间形成渗透通道。发明人所在的长河坝水电站大坝工程设计泥浆涂刷厚度3～5mm，粘土浆配比(干土：水)1：2，粘土浆涂刷高度与铺土厚度需保持一致并与下部涂层衔接，高塑性粘土应在泥浆刷完的半小时内填筑碾压，严禁粘土浆干涸后再铺土和压实。但是在类似工程中，粘土浆一般采用人工滚筒涂刷工艺。发明人在长河坝大坝工程对粘土浆做了大量人工涂刷试验，试验结果表明人工涂刷泥浆厚度极为不均匀，效果较差，质量控制难度较大，常规的施工工艺泥浆人工涂刷施工效率低，存在施工工艺上的技术缺陷。文献检索发现与本发明最接近的现有专利是专利号200680003959.4名为“高产出量喷涂工艺”的中国专利。该专利的发明目的是“提供一种注入和监控促凝剂的方法和设备，对其实际注入到泥浆中的促凝剂量实施精确控制”；显然，其目的与技术方案与本发明是有所不同的。
发明内容
本发明的目的是提供一种土石坝高塑性粘土填筑中砼盖板基面泥浆喷涂工艺方法，以克服常规的人工涂刷工艺泥浆涂刷厚度不均匀而且厚度不能达到设计要求的问题。
达到本发明目的之技术解决方案是这样实现的：一种土石坝高塑性粘土填筑中砼盖板基面泥浆喷涂工艺方法，包括与之配套的喷涂设备泥浆喷射机、空压机、喷射管、电源；所述泥浆喷涂工艺包括泥浆制备、砼基面湿润、泥浆喷涂与填土；所述泥浆制备包括配制泥浆浓度土、水比例为1:0.8～1:1，浸泡8小时，搅拌均匀后取样，筛网过滤，泥浆比重为1.43～1.52；所述砼基面湿润包括泥浆喷涂施工前，施工人员采用喷涂设备对要进行喷涂的砼基面多次进行喷涂净水，使砼面湿润同时也使喷涂设备喷射机及喷射管湿润以防止管路堵塞；所述泥浆喷涂与填土包括喷涂施工时空压机工作压力保持6～7kg/cm3，喷射机工作压力保持4.5～5kg/cm3；泥浆喷涂完成后，在泥浆干涸前30min～50min内及时对泥浆喷效果检验合格的砼基面回填高塑性粘土。
所述泥浆搅拌均匀后取样是指采用泥浆比重计称量其比重，使其比重在规定的范围内，若不满足则调整泥浆配比，使其满足要求。
所述搅拌均匀后筛网过滤是将拌制好的泥浆浆液倒入喷射机的料斗内之前，采用0.25mm的筛网过滤，将大于0.25mm的颗粒剔除掉。
所述泥浆喷涂是指其泥浆喷涂范围上下方向须大于30cm，在需在要喷射的范围即30cm上部采用遮挡物遮挡，以保证每次泥浆喷射的范围凝固一层填土厚度；试喷完成后用喷头在需要喷射的部位匀速来回喷射三遍，即可达到3～5mm而且分散均匀，符合设计规范要求的填土厚度。
与本领域的人工涂刷施工工艺比较，本发明具有显著的效果：
1、解决了常规的施工工艺泥浆涂刷厚度及涂刷均匀度难以保证，存在施工工艺上隐患的技术难题。
2、试验结果表明，确定了能够满足泥浆设计涂刷厚度要求的施工控制参数。
3、本施工工艺是土石坝高塑性粘土填筑中砼盖板基面泥浆涂刷传统工艺的革新，机械喷涂施工效果较人工涂刷提高了2倍，实施工艺施工效率高、喷涂质量效果好。
具体实施方式
实施例1
一种土石坝高塑性粘土填筑中砼盖板基面泥浆喷涂工艺方法，包括实施本工艺的与之配套的喷涂设备泥浆喷射机、空压机、喷射管、电源，见表1表2：
表1泥浆配制及喷涂试验设备
| 序号 | 设备名称 | 型号 | 单位 | 数量 | 备注 |
| 1 | 搅拌桶 | 1.5m3 | 个 | 1 | |
| 2 | 倒料桶 | 0.5m3 | 个 | 2 | |
| 3 | 筛子 | 0.25mm | 1 | ||
| 4 | 电动手持搅拌器 | 1 | |||
| 5 | 喷涂机 | 套 | 1 |
| 6 | 空压机 | 1m3 | 1 | ||
| 7 | 泥浆比重计 | NB-1 | 1 |
表2喷涂机型号参数
尤其是泥浆喷涂工艺包括泥浆制备、砼基面湿润、泥浆喷涂与填土；所述的泥浆制备包括配制泥浆浓度为土、水比例为1:0.8～1:1，浸泡8小时，搅拌均匀后取样筛网过滤，泥浆比重为1.43～1.52；本工艺实施例中采用一个1.5m3的铁皮桶，尺寸为1.5×1×1m(长×宽×高)，用于泡土，泡土时水能淹住土即可，至少泡8h，将泡好的土用铁锹铲至用油桶制成的小桶内，加水后采用电动手持式搅拌器搅拌，配制泥浆浓度为1:1～1:0.8，搅拌均匀后，采用小瓶或小勺取出一小部分做试样，采用泥浆比重计称量其比重，使其比重在要求的范围内，若不满足则调整泥浆配比，使其满足要求。本实施例试验测定配制泥浆浓度为土：水＝1:0.8～1:1时喷出来的泥浆厚度满足设计要求的3～5mm厚度，且分布均匀，对应要求的泥浆比重为1.43～1.52。
为保证粘土浆更好的与砼面结合，在进行正式泥浆喷涂施工前，施工人员采用泥浆喷涂机，将空压机、电源接好后，对要进行喷涂的砼基面再次进行喷涂净水，使砼面湿润同时也可达到将喷射机及喷射管湿润作用，防止管路堵塞。即所述的砼基面湿润包括泥浆喷涂施工前，施工人员采用喷涂设备对要进行喷涂的砼基面多次进行喷涂净水，使砼面湿润同时也使喷涂设备喷射机及喷射管湿润。
泥浆配制完后，直观泥浆为胶结一体状态，无透明，离近观测有细小颗粒悬浮，放置长时间表面会悬浮一层清水，大约两到1cm厚，若搁置时间超过30min，使用前采用搅拌器搅拌均匀。然后将拌制好的浆液倒入喷射机的料斗内，在料斗外采用0.25mm的筛网过滤，将大于0.25mm的颗粒剔除掉。达到所述泥浆搅拌均匀后取样，采用泥浆比重计称量其比重，使其比重在1.43～1.52范围内，若不满足则调整泥浆配比，使其符合要求。然后按照喷涂试验确定的压力即喷浆时空压机工作压力保持6～7kg/cm3，喷射机工作压力保持4.5～5kg/cm3，首先试喷以调整喷嘴压力和喷射范围。调好喷头的喷嘴，不能喷洒的范围过大若喷射范围偏大，浪费泥浆，也不能过小，若压力大时，喷嘴范围过小，先喷出的泥浆被冲开，不易保证喷射厚度。进入正常喷射时，一次性喷射的泥浆范围上下方向需要大于30cm，所以需在要喷射的范围即30cm上部采用遮挡物铁皮遮挡，以保证每次泥浆喷射的范围凝固一层填土厚度。试喷完成后用喷头在需要喷射的部位匀速来回喷射三遍，泥浆厚度即可达到3～5mm，且分散均匀，符合设计要求的厚度。根据试验得知，需及时对泥浆喷效果检验，泥浆干涸时间为：30min～50min，在泥浆干涸前及时采用装载机或小型液压反铲对泥浆喷涂完成的砼基结合面回填高塑性粘土，以保证高塑性粘土与砼盖板的高度结合。
实施例2
本发明所述参数获取的筛选试验及其与传统方法的对比试验如下：
为了使泥浆质量达到设计要求，更好的模拟大坝现场施工实际情况，在某江咀碾压场专门设计浇筑了一块20m*4m长方形混凝土盖板，设置与之配套的喷涂设备泥浆喷射机、空压机、喷射管、电源。针对泥浆制备及涂刷方法做了相应的工艺试验。拟达到在混凝土盖板表面涂刷3～5mm泥浆厚度的设计以及规范要求。在工艺试验前期，先确定制备泥浆所用时间，按不同时间段不同涂刷遍数进行检测泥浆的溶合程度、比重及泥浆里面粗颗粒的含量，并通过泥浆喷涂设备进行机械泥浆喷涂与并采用传统人工滚筒涂刷泥浆进行了试验，具体如下：
表11:0.6(土：水)比例浓度泥浆喷涂试验
效果说明：现场试验过程中，该比例配置的泥浆，较稠，泥浆喷涂厚度易于保证，但喷涂过程易出现管路堵塞，且泥浆喷涂后15分钟左右泥浆干涸，因此，要求高塑性粘土在这么短的时间内完成回填，施工难度较大。
表21:0.8(土：水)比例浓度泥浆喷涂试验
效果说明：此泥浆比例浓度下泥浆，泥浆浸泡8h后稠度均匀，易于喷涂，泥浆一般在30分钟-40分钟左右干涸。通过喷涂3遍可很好的保证泥浆喷涂效果。
表31:1(土：水)比例浓度泥浆喷涂试验
说明：此泥浆比例浓度下泥浆，泥浆浸泡8h后稠度均匀，易于喷涂，泥浆一般在30分钟-50分钟左右干涸。通过喷涂3遍便可很好的保证泥浆喷涂效果。
表41:2(土：水)比例浓度泥浆喷涂试验
说明：此泥浆比例浓度下泥浆，泥浆浸泡8h后稠度均匀，易于喷涂。但泥浆稠度较低。通过喷涂4遍泥浆喷涂仍不能满足设计要求的涂刷厚度要求。
表51:0.6(土：水)比例浓度泥浆人工滚筒涂刷试验
效果说明：现场试验过程中，该比例配置的泥浆，较稠，人工涂刷2-3遍泥浆平均厚度即可满足设计厚度要求，但人工涂刷过程人工控制滚筒涂刷力度很难控制保持一致，涂刷面厚度不均匀，且该比例泥浆喷涂后15分钟左右泥浆干涸，因此，要求高塑性粘土在这么短的时间内完成回填，施工难度较大。
表61:0.8(土：水)比例浓度泥浆人工滚筒涂刷试验
效果说明：此泥浆比例浓度下泥浆，泥浆浸泡8h后稠度均匀，泥浆一般在30分钟-40分钟左右干涸。通过人工涂刷3遍基本可的保证泥浆平均厚度，但由于人工控制力度问题仍不可避免存在涂刷不均匀现象，而且涂刷效率较低。
表71:1(土：水)比例浓度泥浆人工滚筒涂刷试验
效果说明：此泥浆比例浓度下泥浆，泥浆浸泡8h后稠度均匀，泥浆一般在30分钟-50分钟左右干涸。通过人工涂刷3遍基本可的保证泥浆平均厚度，但由于人工控制力度问题仍不可避免存在涂刷不均匀现象，而且涂刷效率较低。
表81:2(土：水)比例浓度泥浆人工滚筒涂刷试验
效果说明：此泥浆比例浓度下泥浆，泥浆浸泡8h后稠度均匀。泥浆稠度较低。通过人工采用滚筒涂刷4遍泥浆涂刷厚度仍不能满足设计要求。
通过以上试验得出，通过选择合理的施工参数以及采用机械泥浆喷涂施工工艺可以满足设计要求的泥浆涂刷要求。通过试验并综合考虑泥浆干涸时间、泥浆浸泡均匀程度、涂刷厚度及遍数等，最终确定的高塑性粘土填筑施工中混凝土盖板泥浆主要施工参数宜选定为：
1、机械喷涂泥浆：泥浆制备包括配制泥浆浓度为土、水比例为1:0.8～1:1，浸泡8小时，泥浆比重为1.43～1.52；采用机械喷涂3遍。
2、人工涂刷泥浆：泥浆制备包括配制泥浆浓度为土、水比例为1:0.8～1:1，浸泡8小时，泥浆比重为1.43～1.52；人工涂刷至少3遍。
针对以上两种施工工艺方法，发明人又进行了第二次现场试验，对比分析机械泥浆喷涂工艺以及传统涂刷施工工艺的施工效率。分别选取两块各4m2的混凝土盖板作为泥浆机械喷涂以及人工涂刷的试验场地。试验采用预先制备的满足机械喷涂及人工涂刷要求的泥浆。该配制泥浆浓度为土、水比例为1:0.8～1:1，浸泡8小时，泥浆比重为1.43～1.52；泥浆喷涂要求喷涂施工时空压机工作压力保持6～7kg/cm3，喷射机工作压力保持4.5～5kg/cm3；泥浆制备时，搅拌均匀后筛网过滤，将拌制好的泥浆浆液倒入喷射机的料斗内之前，采用0.25mm的筛网过滤，将大于0.25mm的颗粒剔除掉。两块混凝土盖板试验区域分别真实模拟采用机械喷涂与人工涂刷两种工艺实际工作流程及参数条件并记录试验时间。机械喷涂指定面积区域试验用时约为5min，人工涂刷指定面积区域用时约为15min。试验效果检查：人工涂刷区域存在涂刷不均匀的现象，涂刷厚度共检测有代表性的10个点，人工涂刷厚度不均匀，厚度2.5～4.2mm，平均厚度3.3mm。机械喷涂区域，检测10个点检测厚度3.7～4.0mm，符合设计规范要求的3～5mm填土厚度。泥浆喷涂厚度均匀，喷涂泥浆美观。泥浆喷涂完成后，在泥浆干涸前30min～50min内及时对泥浆喷效果检验合格的砼基面回填高塑性粘土，以保证高塑性粘土与砼盖板的高度结合。
试验结果表明，本发明所述机械泥浆喷涂施工效果较人工涂刷施工提高了2倍，克服了常规的人工涂刷工艺泥浆涂刷厚度不均匀而且厚度不能达到设计要求的问题。
Claims (4)
1.一种土石坝高塑性粘土填筑中砼盖板基面泥浆喷涂工艺方法，包括与之配套的喷涂设备泥浆喷射机、空压机、喷射管、电源；其特征在于，泥浆喷涂工艺包括泥浆制备、砼基面湿润、泥浆喷涂与填土；所述泥浆制备包括配制泥浆浓度为土、水比例为1:0.8～1:1，浸泡8小时，搅拌均匀后取样，筛网过滤，泥浆比重为1.43～1.52；所述砼基面湿润包括泥浆喷涂施工前，施工人员采用喷涂设备喷射机对要进行喷涂的砼基面多次进行喷涂净水，使砼面湿润同时也使喷涂设备喷射机及喷射管湿润；所述泥浆喷涂与填土包括喷涂施工时空压机工作压力保持6～7kg/cm3，喷射机工作压力保持4.5～5kg/cm3；泥浆喷涂完成后，在泥浆干涸前30min～50min内及时对泥浆喷涂效果检验合格的砼基面回填高塑性粘土。
2.根据权利要求1所述的一种土石坝高塑性粘土填筑中砼盖板基面泥浆喷涂工艺方法，其特征在于，所述泥浆搅拌均匀后取样是采用泥浆比重计称量其比重，使其比重在规定的范围内，若不满足则调整泥浆配比，使其满足要求。
3.根据权利要求1所述的一种土石坝高塑性粘土填筑中砼盖板基面泥浆喷涂工艺方法，其特征在于，所述搅拌均匀后筛网过滤，是将拌制好的泥浆浆液倒入喷射机的料斗内之前，采用0.25mm的筛网过滤，将大于0.25mm的颗粒剔除掉。
4.根据权利要求1所述的一种土石坝高塑性粘土填筑中砼盖板基面泥浆喷涂工艺方法，其特征在于，所述泥浆喷涂是指其泥浆喷涂范围上下方向须大于30cm，在需要喷涂的范围上部采用遮挡物遮挡，以保证每次泥浆喷涂的范围凝固一层泥浆厚度；试喷完成后用喷头在泥浆喷涂范围匀速来回喷涂三遍，泥浆厚度即可达到3～5mm而且分散均匀，符合设计规范要求的厚度。
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