液壓抓斗防滲墻施工技術(shù)在水庫(kù)防滲處理中的應(yīng)用

(深圳市寶安區(qū)松崗街道市政建設(shè)工程事務(wù)中心，廣東 深圳 518000)

1 工程概況

五指耙水庫(kù)位于深圳市寶安區(qū)松崗街道東南向2.20km，庫(kù)址緊靠東方林果場(chǎng)，水庫(kù)集雨面積2.22km2，該水庫(kù)由1座主壩、1座副壩、溢洪道和輸水涵管組成。主壩最大壩高11.30m，壩頂高程31.20m，防浪墻頂高程31.60m，壩長(zhǎng)310m，壩頂寬5m，為均勻土壩；副壩壩長(zhǎng)305m，最大壩高5.60m，壩頂寬5m，壩頂高程30.85m；輸水管內(nèi)徑0.7m，結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土涵，全長(zhǎng)50.40m?？値?kù)容203.21萬(wàn)m2,正常庫(kù)容130.62萬(wàn)m3，為小(1)型水庫(kù)。1958年，五指耙水庫(kù)始建，1960年4月竣工，并開(kāi)始投入運(yùn)行。

在五指耙水庫(kù)除險(xiǎn)加固時(shí)，為解決水庫(kù)一直存在的水量滲漏問(wèn)題,對(duì)水庫(kù)地質(zhì)條件、工期要求、防滲處理要求進(jìn)行了充分技術(shù)論證，經(jīng)詳細(xì)分析，最終決定采用液壓抓斗防滲墻方案，對(duì)該水庫(kù)水量滲漏問(wèn)題進(jìn)行防滲處理。

2 液壓抓斗防滲墻施工

2.1 施工設(shè)備選擇

液壓抓斗防滲墻中的液壓抓斗技術(shù)，其原理是將30MPa的液體防滲材料利用高壓輸送管輸送到深度達(dá)數(shù)十米的抓斗中，同時(shí)，對(duì)抓斗的開(kāi)啟、關(guān)閉工作進(jìn)行控制。本次施工項(xiàng)目設(shè)備選型為CB-30地下連續(xù)墻液壓抓斗，CB-30液壓抓斗，配有MDSG機(jī)械卷管，CAP計(jì)算機(jī)輔助功率及電子測(cè)斜、糾偏系統(tǒng)等。

2.2 項(xiàng)目施工相關(guān)參數(shù)

本次施工項(xiàng)目具備工期短的特點(diǎn)，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求高(詳見(jiàn)表1)。

表1 防滲墻項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)

續(xù)表

2.3 工藝流程

首先，做好施工前的準(zhǔn)備工作，以設(shè)計(jì)圖紙為依據(jù)，對(duì)防滲墻軸線、標(biāo)高進(jìn)行確定，同時(shí)按照施工組織設(shè)計(jì)提出的設(shè)計(jì)要求，構(gòu)筑防滲墻的施工平臺(tái)和導(dǎo)墻，在構(gòu)筑導(dǎo)墻期間，明確標(biāo)出Ⅰ期和Ⅱ期的槽段方位，向Ⅰ期槽開(kāi)展泥漿灌漿，隨后，按照三抓完成一槽段施工，對(duì)該槽段開(kāi)展清孔、驗(yàn)槽、下設(shè)接頭管及預(yù)埋件的施工及角錐導(dǎo)管、澆筑混凝土，依據(jù)工程師發(fā)出的指令，完成接頭管、導(dǎo)管的拔起，判斷混凝上升面位置，確定混凝土澆筑完成后，結(jié)束澆筑作業(yè)，開(kāi)展下個(gè)Ⅰ期槽段施工，在完成所有Ⅰ期槽段后，使用同樣的工藝順序?qū)Β蚱诓鄱芜M(jìn)行陸續(xù)施工，直到完成本次項(xiàng)目防滲墻所有槽段的施工。

3 施工質(zhì)量管理工作

針對(duì)本次防滲墻施工項(xiàng)目，采用先進(jìn)行兩端主孔抓挖，隨后再開(kāi)展中間副孔抓挖工序，最終直至成槽，即采用三抓成槽法。

3.1 接頭處理質(zhì)量管理

在開(kāi)展Ⅰ期，Ⅱ期槽段墻體接頭施工期間，墻體接頭之間夾泥的厚度以及滲徑的長(zhǎng)度，會(huì)對(duì)接頭部位的防滲效果造成很大影響，Ⅰ期、Ⅱ期槽段之間墻體的有效連接，其關(guān)鍵就在于接頭處理的質(zhì)量。因此，在進(jìn)行接頭處理階段，首先要充分考慮接頭處理的方法，推薦采用接頭管法，在施工期間開(kāi)展Ⅱ期槽段混凝土澆筑前，需要先將Ⅰ期槽的端頭部位存在的泥皮進(jìn)行清理，隨后將接頭的管下到Ⅰ期槽段的兩邊，混凝土澆筑、初凝后，再將接頭管進(jìn)行拔出操作。

3.2 固壁泥漿質(zhì)量管理

在開(kāi)展抓斗抓挖作業(yè)期間，為了確保施工質(zhì)量，應(yīng)該用膨潤(rùn)土泥漿進(jìn)行防滲墻固壁作業(yè)。首先，進(jìn)行泥漿配置試驗(yàn)，確保泥漿具備較好的特性。在開(kāi)展防滲墻固壁施工期間，如果出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，在漏漿部位，采取針對(duì)性的解決措施，例如：孔底部位出現(xiàn)漏漿，就需要填入黏土；如果漏漿部位位于孔口，則使用鋸末或黏土進(jìn)行填充，等到泥漿面穩(wěn)定之后，才可進(jìn)行抓挖作業(yè)。倘若在施工期間出現(xiàn)嚴(yán)重漏漿現(xiàn)象，需要迅速撤離抓斗于漏漿位置，當(dāng)漏漿面積處于較大情況下，需要立預(yù)灌濃漿堵漏操作。

3.3 混凝土灌注質(zhì)量管理

在混凝土灌注階段，推薦采用導(dǎo)管方法。在混凝土處于水下灌注施工階段期間，不存在混漿問(wèn)題。在開(kāi)展第一次灌注期間，應(yīng)該先從最深的導(dǎo)管開(kāi)始，依據(jù)‘先深后淺’順序灌注，一直到槽底的混凝土面被澆平，再進(jìn)行全槽均衡上升。在灌注混凝土期間，要求操作快速、均勻、有序，確保混凝土在短時(shí)期之內(nèi)就可以充滿漏斗，隨后用塞子塞住關(guān)口。下一步是混凝土滿管下落，推出管內(nèi)的泥漿，一直到孔底充滿。為了確保不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)管外側(cè)的泥水進(jìn)入到導(dǎo)管中，造成斷樁施工事故，要求在第一次灌注期間，導(dǎo)管深入到混凝土里必須>0.40m長(zhǎng)度。在開(kāi)展正常灌注期間，需要嚴(yán)格控制混凝土提升速度，確保勻速上升，要求上升的速度<2m/h，控制相鄰導(dǎo)管混凝土面高差小于0.50m。此外，在孔口出現(xiàn)溢出混凝土泥漿情況時(shí)，需要立即停止灌注，拔出澆筑導(dǎo)管，及時(shí)清洗機(jī)具，隨后進(jìn)行下個(gè)槽孔灌注施工。

3.4 對(duì)槽壁坍塌的處理

槽壁坍塌，屬于在混凝土灌注施工階段十分常見(jiàn)的一種施工問(wèn)題。對(duì)槽壁坍塌進(jìn)行處理，應(yīng)采取‘具體問(wèn)題具體解決’的措施，充分考慮到實(shí)際情況。一般情況下，槽壁坍塌多數(shù)出現(xiàn)在兩個(gè)部位，第一是在關(guān)注剛開(kāi)始期間就出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，在這種情況下，通常都是處于灌注量較小階段，需馬上停止灌注，等到槽壁穩(wěn)定之后，再使用抓斗重新抓挖、清孔，并重新開(kāi)始灌注。第二是在混凝土灌注即將結(jié)束期間出現(xiàn)槽壁坍塌問(wèn)題，在這一就二段，首先也是需要立即停止灌注作業(yè)，并對(duì)槽壁坍塌的位置進(jìn)行記錄，對(duì)坍塌面利用抓斗進(jìn)行抽渣、清孔，一直到孔力的泥漿性能指標(biāo)達(dá)到清空要求，隨后再繼續(xù)灌注到設(shè)計(jì)標(biāo)高。等到墻體的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，使用取芯機(jī)，在墻頂鉆孔，對(duì)坍塌部位進(jìn)行灌漿補(bǔ)強(qiáng)操作。

4 施工質(zhì)量檢測(cè)

4.1 造孔質(zhì)量

4.1.1 孔深

在施工完成后，對(duì)其深度進(jìn)行測(cè)試。通常，槽孔的深度必須大于等于設(shè)計(jì)孔深，對(duì)槽孔深的測(cè)量，需要在清孔換漿作業(yè)后的1小時(shí)之內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。

4.1.2 孔斜率

防滲墻槽孔的組成，包括多個(gè)主孔和副孔相互連通，孔斜指某一主孔或副孔孔底或某一深度的中心位置，相對(duì)空口中心位置水平偏斜距離同孔深的比值?？昭?，是對(duì)槽孔開(kāi)展質(zhì)量控制的主要內(nèi)容，同時(shí)孔斜率也決定著墻段連接的可靠性。在進(jìn)行孔斜率測(cè)量期間，使用測(cè)量懸吊鉆抓鋼絲繩偏斜值重錘法對(duì)孔斜率進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不得大于0.4%。式1為孔斜率計(jì)算公式：

K=(X/h1+X/h2)/100

(1)

式中K——孔斜率；

X——鋼絲繩垂直到鄉(xiāng)愁在線放線的偏移值；

h1——桅桿頂端到導(dǎo)向槽混凝土面的高差，通常情況下為16m·h2則表示鉆頭自導(dǎo)向槽滬寧凸面，深入槽孔的具體深度。

4.1.3 孔位中心偏差

孔位，即孔口的中心位置，其測(cè)量方法是把鉆具自由垂吊在孔口，檢測(cè)吊掛鋼絲繩或者鉆具中心的位置以及防滲墻軸線位置。

4.1.4 孔槽的寬度

因?yàn)榭撞鄣膶挾?，是由造孔鉆具決定的，所以，需要嚴(yán)格控制鉆具的規(guī)格尺寸，需要滿足防滲墻項(xiàng)目工程中設(shè)計(jì)的具體要求。

4.2 清孔質(zhì)量

4.2.1 接頭刷洗

在Ⅱ期槽孔成槽之后，需要對(duì)兩端Ⅱ期墻段上黏附的土層、泥皮清晰干凈，同時(shí)，開(kāi)展檢查，一直到使用鋼絲刷進(jìn)行刷洗之后，不存在任何泥渣，孔底不再增加淤積，便可判斷為刷洗質(zhì)量合格。

4.2.2 孔底淤積

淤積，指的是孔底沉積的厚度，要求厚度≤10cm，在開(kāi)展測(cè)量期間，先對(duì)孔深H1利用測(cè)針進(jìn)行測(cè)量，隨后，使用測(cè)餅測(cè)量孔深H2，計(jì)算淤積厚度公式為：

ΔH=H1-H2

(2)

4.2.3 孔內(nèi)泥漿密度、黏土、含沙量

因?yàn)樵炜啄酀{具有較高的含沙量、黏度，十分不利于開(kāi)展混凝土水下澆筑，因此，需要在澆筑前開(kāi)展清孔換漿作業(yè)(表2為清孔換漿漿液指標(biāo))。

表2 清孔換漿后的漿漿液指標(biāo)

4.3 混凝土灌注質(zhì)量

4.3.1 導(dǎo)管埋深

在開(kāi)展水下混凝土澆筑期間，不論導(dǎo)管埋入的過(guò)淺或是太深都容易發(fā)生事故。式3為導(dǎo)管埋深深度的計(jì)算方式：

H3=H-H1-H2

(3)

式中H3——導(dǎo)管的埋入深度；

H——導(dǎo)管墻面以下，到混凝土以上導(dǎo)管的具體長(zhǎng)度。

4.3.2 混凝土上升

在開(kāi)展水下混凝退澆筑期間，槽孔中混凝土面的上升速度，需要通過(guò)一段時(shí)間內(nèi)的測(cè)量數(shù)據(jù)得出，本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求為混凝土上升速度≥2m/h。

4.3.3 布置導(dǎo)管

在施工現(xiàn)場(chǎng)布置導(dǎo)管，需要嚴(yán)格遵循《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》(SL 174—96)5.4.2規(guī)定，在槽孔內(nèi)布置、使用2套以上導(dǎo)管的情況下，導(dǎo)管之間的間距必須≤3.5m，Ⅰ期槽端導(dǎo)管，據(jù)孔段或是接頭的最佳距離為1～1.5cm,Ⅱ期槽端導(dǎo)管距離控端的最佳位置為1m，一旦槽底高差>25cm，即表示著導(dǎo)管應(yīng)布置在控制范圍的最低處。

5 結(jié) 論

在水庫(kù)工程的除險(xiǎn)加固工程防滲施工技術(shù)中，液壓抓斗成槽混凝土防滲墻施工技術(shù)具有良好的防滲效果，其耐久性較好。因此，工程技術(shù)人員應(yīng)在明確其施工技術(shù)要求、方法的前提下，對(duì)各個(gè)施工環(huán)節(jié)質(zhì)量嚴(yán)格控制，確保墻體防滲性達(dá)到設(shè)計(jì)要求。