汾河二庫地下連續(xù)墻覆蓋層成槽工藝

曹吉革

（山西省汾河二庫管理局，山西 太原 030012）

汾河二庫地下連續(xù)墻覆蓋層成槽工藝

曹吉革

（山西省汾河二庫管理局，山西 太原 030012）

介紹了山西省汾河二庫應(yīng)急專項除險加固工程F10斷層地下連續(xù)墻施工條件，指出工程地質(zhì)情況為回填的砂卵石層，在此情況下地下連續(xù)墻的施工難點為成槽施工，施工中采取了一些有效措施對槽壁進行加固。通過加固，解決了大壩潛在的滑移臨空面，阻止了斷層水流方向。

地下連續(xù)墻；預(yù)灌漿；成槽；汾河二庫

1 工程概況

汾河二庫位于太原市尖草坪區(qū)與陽曲縣交界的懸泉寺，上游距汾河水庫80km，下游距太原市區(qū)30km?？値烊?.33億m3，是汾河上游干流上一座以防洪為主，兼有供水、發(fā)電、旅游、養(yǎng)殖等綜合效益的大型水利樞紐工程。大壩下游F10斷層地下連續(xù)墻共計9道，墻厚800mm，樁號范圍0+122.5—0+146.5，軸線長度16.7～19.7m，每道墻間距3m。

2 工程地質(zhì)條件及施工難點

本工程現(xiàn)場地質(zhì)情況比較復(fù)雜，上部較為開闊，河床為26～28m的回填砂礫石覆蓋層。壩基兩岸為奧陶系下統(tǒng)白云巖和泥質(zhì)白云巖。壩址基巖面的地層為奧陶系下統(tǒng)冶里組底部、寒武系上統(tǒng)風(fēng)山組上部地層。施工時存在如下技術(shù)難點：一是地下連續(xù)墻穿越地層主要為回填的砂卵石覆蓋層，厚度較大，覆蓋層中夾雜有生活、建筑垃圾等，成槽過程中控制槽壁穩(wěn)定、防止塌孔難度較大。二是地下連續(xù)墻為平行的9道墻，中心間距僅3m，機械活動范圍小，施工過程中對相鄰墻體會造成極大影響，成槽難度增加。三是連續(xù)墻成槽過程中，砂卵石層空隙較大，漏漿現(xiàn)象嚴(yán)重，如何進行泥漿調(diào)配、泥漿置換是一個難點。

3 成槽方案

初步選擇“兩鉆一抓法”，上部砂卵石覆蓋層采用抓斗液壓抓斗純抓，成槽速度較快，基巖部分采用沖擊鉆造孔，槽孔長度7m左右，施工速度能夠達(dá)到最快。但在抓斗成槽過程中，槽段內(nèi)松散覆蓋層缺乏支撐，出現(xiàn)大面積坍塌，導(dǎo)致斗體被埋、塌孔、漏漿甚至導(dǎo)墻坍塌等，無法成槽。通過分析現(xiàn)場地層條件，決定對上部砂卵石層進行預(yù)灌漿加固處理后再進行成槽施工。成槽采用“鉆劈法”，沖擊鉆造孔，槽孔長度縮短為3～5m，膨潤土泥漿護壁。

4 預(yù)灌漿施工

4.1 預(yù)灌漿參數(shù)

灌漿孔布設(shè)在地下連續(xù)墻范圍內(nèi)，左右岸向外延伸1.5m，上下游方向向外延伸3m，孔排距均為1.5m。

4.2 預(yù)灌漿工藝

預(yù)灌濃漿工藝包括鉆孔至終孔深度、提取鉆具、提升套管1m、灌注第一段、提升套管1m、灌注第二段、循環(huán)至孔口段、封孔。

4.3 鉆孔

鉆孔采用HD-215型多功能全液壓鉆機，鉆孔直徑不小于108mm。

4.4 漿液配比及制備

灌漿漿液有水泥膨潤土漿和水泥膨潤土砂漿兩種，一般地層選用水泥膨潤土漿液，水、水泥、膨潤土的漿液比級分為9∶2∶1，3∶2∶1，1.5∶2∶1（水固比3∶1，2∶1，0.5∶1），漏失地層采用水泥膨潤土砂漿，水、水泥、膨潤土、粉細(xì)砂的漿液比級為1.25∶1∶1∶0.5（水固比0.5∶1），必要時在水固比0.5∶1的漿液中摻加5%～10%水玻璃進行灌注，以加大漿液稠度、加快漿液凝結(jié)時間、控制漿液凝結(jié)時間和漿液擴散范圍，使灌漿具有可控性，從而節(jié)約灌漿材料，并對滲漏通道進行有效封堵。

4.5 灌漿

本工程地面高程855m，灌漿深度18m，段長1m，根據(jù)鉆孔情況，如遇地質(zhì)缺陷部位可適當(dāng)縮短段長，地質(zhì)條件較好部位可適當(dāng)增加。采用3SNS灌漿泵，自下而上分段灌漿法灌漿。灌漿壓力0～0.5MPa，首先采用零壓力灌漿，根據(jù)實際吃漿情況加大壓力，但最大壓力不應(yīng)超過0.5MPa。

開灌水固比采用3∶1，逐級變濃，當(dāng)某級漿液灌注量達(dá)到200L時，吸漿率不減少，或減少不大（≤20%），可將漿液加濃一級灌注。當(dāng)孔內(nèi)漿液灌注量達(dá)到注入水泥300kg/m、膨潤土150kg/m時，即可結(jié)束本段灌漿。灌漿結(jié)束后將注漿管下入孔底，用水固比0.5∶1的水泥膨潤土砂漿置換孔內(nèi)漿液，直到孔口返出0.5∶1的水泥膨潤土砂漿后開始提升注漿管，邊提升邊向孔內(nèi)補漿，直至注漿管提出孔口。

5 地下連續(xù)墻成槽

預(yù)灌漿結(jié)束14d后進行地下連續(xù)墻成槽施工。

5.1 導(dǎo)墻施工

本工程導(dǎo)墻采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土采用C30。導(dǎo)墻形式采用“”型，導(dǎo)墻頂面和立面厚度200mm，配筋為直徑12mm，間距200mm×200mm的單層鋼筋網(wǎng)片。

5.2 成槽方法

地連墻共劃分41個槽段，分兩期進行，Ⅰ期槽段長3.27～4.7m、Ⅱ期槽段長5.3～6.8m，每個槽段由2～3個主孔構(gòu)成，先進行Ⅰ期槽孔施工，然后進行Ⅱ期槽孔施工，采用“鉆劈法”法。

Ⅰ期槽的1，3（5）號主孔采用沖擊鉆機鉆孔，先施工主孔，再用鉆頭鉆劈副孔，副孔劈到一定深度時，及時用抽筒打撈主孔內(nèi)的回填，然后繼續(xù)劈副孔、打撈回填，直至達(dá)到孔深。Ⅱ期槽的接頭孔采用“鉆鑿法”形成，其余主孔和副孔施工和Ⅰ期槽施工方法一致。

5.3 泥漿護壁

該工程地層為后期回填的砂卵石層，地層孔隙率較大且含有雜填物等垃圾，前期成槽時塌孔漏漿嚴(yán)重，雖經(jīng)預(yù)灌漿處理，但為減少處理成本，孔隙并未完全充填。該工程采用優(yōu)質(zhì)Ⅱ級鈣基膨潤土泥漿護壁，并在施工過程中加入適量的CMC及其他外加劑，以提高泥漿黏度，增大槽內(nèi)泥漿壓力和形成泥皮的能力，達(dá)到槽壁穩(wěn)定的作用。

5.4 清孔換漿及接頭刷洗

槽孔終孔后，開始進行清孔換漿工作，Ⅱ期槽終孔后需進行接頭孔的清洗，采用抽筒抽取法清孔。清孔結(jié)束前取樣，測試泥漿性能，根據(jù)泥漿取樣的測試結(jié)果確定需換泥漿的性能指標(biāo)和換漿量。用膨潤土泥漿置換槽內(nèi)的混合漿，換漿量一般為槽孔容積的1/3～1/2。

接頭孔采用圓形鋼絲刷子刷洗，把鋼絲刷卡在沖擊鉆機鋼絲繩上，將鋼絲刷壓緊在接頭孔壁上自上而下分段刷洗。刷子鉆頭基本不帶泥屑，且孔底淤積不再增加即為清洗合格。

5.5 墻段連接

采用接頭孔法連接，Ⅰ期槽混凝土澆筑終凝后開始鑿接頭孔，接孔孔位偏差不得大于4‰，遇含孤石地層及基巖陡坡等特殊情況，應(yīng)控制在6‰以內(nèi)。兩次孔位在任意深度的偏差值不得大于設(shè)計墻厚的1/3。

5.6 空墻段砂卵石回填

本工程混凝土連續(xù)墻空墻深度約20m，綜合考慮施工安全等因素，將中間槽段作為Ⅰ期槽孔，同時在Ⅰ槽孔澆筑至設(shè)計墻頂高程以上0.5m后采用低標(biāo)號的水泥混合料進行澆筑；Ⅱ槽孔澆筑至設(shè)計墻頂高程以上0.5m，待混凝土達(dá)到終凝后，及時回填原槽孔內(nèi)的砂卵石?？諌Χ蔚哪酀{采用邊回填邊回收的方式，沉淀處理合格后再繼續(xù)使用。

5.7 槽孔質(zhì)量檢查

施工前，在槽孔兩端設(shè)置測量標(biāo)樁，根據(jù)標(biāo)樁確定槽孔中心線并始終用該中心線校核、檢驗所成墻體中心線的誤差?？孜辉谠O(shè)計混凝土連續(xù)墻中心線上下游方向的允許偏差不得大于3cm，在不同方向均應(yīng)滿足此要求。

本工程要求入巖不小于6m，每個主孔應(yīng)取巖樣進行審核，確定是否達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)。鉆孔時，可根據(jù)觀察連續(xù)不斷抽出的鉆渣結(jié)合前期勘探先導(dǎo)孔資料判斷槽孔巖面位置。抽出來的鉆渣可取樣保存，報監(jiān)理工程師核實，確定最終終孔深度。

槽孔清孔換漿結(jié)束后1h，孔內(nèi)泥漿比重應(yīng)不大于1.15g/cm3；泥漿黏度（馬氏漏斗）32～50s；泥漿含砂量不大于6%?？椎子俜e厚度采用測餅、測針結(jié)合進行測量。測量結(jié)果應(yīng)達(dá)到小于10cm的標(biāo)準(zhǔn)。清孔換漿結(jié)束前，用刷子鉆頭清除Ⅱ期槽孔孔壁上的泥皮。清孔驗收合格后4h內(nèi)開始澆筑混凝土，若超出規(guī)定時間，開澆前應(yīng)重新檢測孔內(nèi)淤積，若超過清孔標(biāo)準(zhǔn)，重新進行清孔。

6 結(jié)語

保證槽壁的穩(wěn)定是砂卵石地層地下連續(xù)墻施工的關(guān)鍵所在，施工過程中應(yīng)采取適當(dāng)措施，加強施工管理。山西省汾河二庫應(yīng)急專項除險加固工程F10斷層地連墻自2015年3月開始，2015年7月結(jié)束，從地下連續(xù)墻過程檢查、鉆孔取芯檢查結(jié)果來看，成墻質(zhì)量全部滿足設(shè)計要求。地下連續(xù)墻成墻后，對大壩壩身起到了支撐作用，解決了大壩潛在的滑移臨空面，又阻止了斷層水流的方向。

TV543+.8 ［

］C ［

］1004-7042（2016）06-0043-02

曹吉革（1982-），男，2002年畢業(yè)于黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院水利工程專業(yè)，助理工程師。

2016-04-09；

2016-05-17