爆堆體上造孔防滲墻工程施工方法的應(yīng)用研究

開春

摘要：本文根據(jù)在爆堆體上造孔防滲墻施工的特點(diǎn)，闡述了機(jī)械設(shè)備、導(dǎo)墻施工、護(hù)壁泥漿施工、成槽施工、墻體澆筑及墻段連接等方法，在澆筑中改變傳統(tǒng)的鉆機(jī)提升導(dǎo)管法，研制了1.5t電動(dòng)卷?yè)P(yáng)門架機(jī)提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管能夠平穩(wěn)升降，有效避免了導(dǎo)管提脫。對(duì)類似工程有參考價(jià)值。

Abstract： According to the characteristics of the construction of the seepage prevention wall on the explosive pile， this paper expounds the methods of mechanical equipment， guide wall construction， wall mud construction， slotting construction， wall pouring and wall section connection， etc. The rig has a lifting pipe method， and a 1.5t electric hoisting machine lifting pipe has been developed to enable the pipe to rise and fall smoothly， thereby effectively avoiding the pipe lifting. It has reference value for similar projects.

關(guān)鍵詞：開挖特點(diǎn);導(dǎo)墻及成槽施工;護(hù)壁泥漿;墻體澆筑;機(jī)械設(shè)備

Key words： excavation characteristics;guide wall and groove construction;wall mud;wall pouring;mechanical equipment

中圖分類號(hào)：TV543+.8 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）13-0091-03

1 ?概述

防滲墻是在壩體內(nèi)連續(xù)造孔成槽，以泥漿固壁，在泥漿下澆筑混凝土而建成的。在施工中依照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)下設(shè)導(dǎo)管，在澆筑期間為避免發(fā)生局部混凝土夾泥問題，應(yīng)嚴(yán)格控制下料速度和各導(dǎo)管的下料量，確保槽段內(nèi)混凝土高度和上升速度基本相符[1-3];同時(shí)為避免墻體混凝土出現(xiàn)骨料集中和斷樁現(xiàn)象及導(dǎo)管提脫，應(yīng)控制導(dǎo)管拆卸速度和埋設(shè)深度[4-6]。在實(shí)際澆筑過程中通過采用1.5t電動(dòng)卷?yè)P(yáng)門架機(jī)提升導(dǎo)管，不僅可有效避免導(dǎo)管提脫問題，還能夠使導(dǎo)管更加平穩(wěn)升降。

2 ?防滲墻施工

2.1 土石方明挖

防滲墻施工平臺(tái)土石方開挖采用挖掘機(jī)挖裝或松土、裝載機(jī)裝車、自卸汽車運(yùn)輸、人工配合修整邊坡、自上而下全斷面分層分段的開挖方式;開挖時(shí)先開挖排水溝及時(shí)排水，以利于土石方開挖。分為一般明挖和溝槽開挖。土石方開挖采用機(jī)械結(jié)合人工的方式進(jìn)行，開挖料采用自卸汽車或翻斗車運(yùn)輸至指定地點(diǎn)。

2.2 施工平臺(tái)與導(dǎo)墻施工

在上游側(cè)布置防滲墻施工平臺(tái)施工鉆機(jī)，在下游側(cè)布置倒渣平臺(tái)以及壩頂施工道路。先將施工平臺(tái)壓實(shí)后，再鋪上方木和輕軌;之后沿防滲墻軸線，設(shè)置排漿溝和倒渣平臺(tái)（寬3m）。防滲墻施工平臺(tái)剖面如圖1所示。

根據(jù)地質(zhì)條件的復(fù)雜性和前期塌孔預(yù)防處理措施，合理確定導(dǎo)墻高度，適宜在1-3m之間，設(shè)置導(dǎo)墻時(shí)，選用直角梯形導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)，混凝土選用C15，其尺寸形式及結(jié)構(gòu)配筋見圖2。

2.3 防滲墻施工設(shè)備和機(jī)具

參考相關(guān)規(guī)范流程及標(biāo)準(zhǔn)，再結(jié)合試驗(yàn)自身實(shí)際情況，合理確定施工設(shè)備機(jī)具，即HBT80B型混凝土泵、CZ30型沖擊鉆機(jī)、DY-8液壓鉆機(jī)等。

2.4 預(yù)灌預(yù)爆工程

在防滲墻施工前先進(jìn)行預(yù)爆再進(jìn)行預(yù)灌，預(yù)爆是為了預(yù)裂地下的大孤石，預(yù)灌是為了堵住大的漏水通道。

鉆孔中遇崩（塊）石和硬巖時(shí)，鉆孔需在孔內(nèi)下置定位器，待到一定位置時(shí)，將鉆具取出，設(shè)置爆破筒在崩（塊）石和硬巖部位下，將套管提起，之后引爆。爆破后漂（塊）石和硬巖被破碎。按巖石段長(zhǎng)2～3kg/m設(shè)計(jì)爆破筒內(nèi)裝藥量，必要的情況下需分段爆破。見圖3。

在孔鉆進(jìn)入基巖后起出鉆桿后從套管內(nèi)注入濃漿，一邊分段起拔，一邊持續(xù)灌注水泥粘土漿，其配比可采用水泥：粘土=1：3，水固比為1：1或0.7：1，若吸漿量過大，可適當(dāng)加入速凝劑，同時(shí)輔以限流、降壓、間歇灌漿等措施。在一些漏失較為嚴(yán)重的地帶，應(yīng)采取更為強(qiáng)硬的方法，比如選用灌注砂漿方法等。

2.5 護(hù)壁泥漿

優(yōu)質(zhì)泥漿不僅直接影響著孔壁穩(wěn)定性，也直接關(guān)乎混凝土澆筑質(zhì)量。根據(jù)地層條件，和現(xiàn)場(chǎng)天然建筑材料性質(zhì)及儲(chǔ)量，將采用粘土泥漿護(hù)壁。配制泥漿時(shí)可結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)加入羧甲基纖維素（簡(jiǎn)稱CMC）、燒堿（Na2CO3）等泥漿處理劑，形成膠體。

粘土選用時(shí)，應(yīng)保證其含砂量小于5%，塑性指數(shù)大于20，粘粒含量大于50%，SiO2與Al2O3含量的比值為3～4。

制造泥漿用的水須達(dá)到鈣離子濃度不超過100mg/L、鈉離子濃度不超過500mg/L、pH值為中性等要求。

對(duì)粘土進(jìn)行取樣、顆粒分析、物理性質(zhì)和化學(xué)成分試驗(yàn)，對(duì)新制粘土泥漿進(jìn)行9項(xiàng)性能指標(biāo)試驗(yàn)，以確定粘土泥漿的配合比。

2.6 成槽施工

本工程成槽施工選用的是“鉆劈法”：Ⅰ期槽段，先使用沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)主孔至設(shè)計(jì)孔深，之后劈打副孔。為了減少重復(fù)劈打破碎，劈打Ⅱ期槽孔時(shí)，在兩側(cè)主孔內(nèi)下設(shè)接渣斗。

①造孔期間為避免出現(xiàn)坍孔問題，應(yīng)保證孔內(nèi)泥漿面在導(dǎo)墻頂面以下30～50cm。

②設(shè)置排水溝在施工現(xiàn)場(chǎng)，如此可及時(shí)將槽孔周圍的異物消除掉。

③應(yīng)保證槽孔壁平整垂直，孔斜率不大于4%，孔位中心允許偏差不大于3cm;遇到異常情況，比如含孤石等特殊情況時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整孔斜率，將其控制在6%之內(nèi)即可;針對(duì)一、二期槽孔接頭套接孔時(shí)可能出現(xiàn)的偏差，可嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)采取必要的應(yīng)對(duì)措施，確保設(shè)計(jì)厚度符合標(biāo)準(zhǔn)。

④可適當(dāng)設(shè)置端孔孔斜率低于上述設(shè)計(jì)值，如此下設(shè)和起拔接頭管使將更為順利。

⑤采用“鉆劈法”成槽施工：Ⅰ期槽段，先使用沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)主孔至設(shè)計(jì)孔深，之后劈打副孔。槽孔進(jìn)入基巖面的嵌入深度1.0m。

2.7 墻體澆筑

2.7.1 混凝土拌制、輸送

在拌制混凝土過程中，首先應(yīng)利用電子秤準(zhǔn)確稱量大宗的原材料，然后再依規(guī)定加入，同時(shí)加入適當(dāng)外加劑。在此整個(gè)過程中，從材料的計(jì)量到攪拌過程均實(shí)現(xiàn)了程控化和自動(dòng)化，如此不僅避免由于人為因素造成的誤差，還能夠確保結(jié)果更加科學(xué)精準(zhǔn)。通過觀察熟料的各項(xiàng)參數(shù)，包括易性、均勻性等，待符合標(biāo)準(zhǔn)后將其放入儲(chǔ)料斗。

砼供應(yīng)強(qiáng)度，應(yīng)能滿足兩個(gè)槽段同時(shí)澆筑，砼面應(yīng)均勻上升，其高差控制在0.5m以內(nèi)。每30min測(cè)量一次砼面，每2h測(cè)定一次導(dǎo)管內(nèi)砼面，在開澆和結(jié)束時(shí)造當(dāng)增加測(cè)量次數(shù)。

采用混凝土泵將拌制好的熟料輸送至澆筑槽口，之后經(jīng)分料斗和溜槽，將混凝土輸送至澆筑漏斗，為確?；炷撩婢鶆蛏仙?，澆筑導(dǎo)管應(yīng)均勻放料。

2.7.2 混凝土澆筑

①采用泥漿下直升導(dǎo)管法進(jìn)行砼澆筑，選用內(nèi)徑為mm的導(dǎo)管。

②根據(jù)槽段長(zhǎng)度，合理設(shè)置槽孔內(nèi)導(dǎo)管數(shù)量，最好保證導(dǎo)管之間的距離不超過4.0m，孔端或接頭管壁面1.0～1.5m處應(yīng)是導(dǎo)管中心。在槽底高差超過25cm的情況下，應(yīng)在最低處設(shè)置導(dǎo)管。

③用法蘭連接導(dǎo)管，在正式投入使用前應(yīng)先在地面進(jìn)行試裝及壓力測(cè)試，只有在確保測(cè)試結(jié)果無(wú)異常的情況下才能投入使用。

④先在導(dǎo)管內(nèi)置隔離塞球，然后再開始澆筑操作。如此一來(lái)按照先注入水泥砂漿，后注入足夠的砼步驟，可將塞球擠出，并埋住導(dǎo)管底端，有效避免了絮凝反應(yīng)。

2.8 墻段連接

墻段連接，有“鉆鑿法”和“接頭管”法兩種方法，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況來(lái)看，采用“鉆鑿法”比較適合本工程的施工，更能保證工程質(zhì)量和進(jìn)度。

如圖4所示，當(dāng)一期槽孔混凝土澆筑完成并符合一定標(biāo)準(zhǔn)后，在槽孔兩端的接頭孔處套打一鉆，形成接頭孔。二期槽孔澆筑混凝土?xí)r，接頭孔靠近一期槽孔的側(cè)壁，形成圓弧形接頭，有效連接墻段。通常要求接頭處的墻厚超過設(shè)計(jì)墻厚。

鉆鑿法的優(yōu)勢(shì)是造價(jià)較低、適應(yīng)性強(qiáng)、施工便捷、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。結(jié)合過往案例發(fā)現(xiàn)，采用該方法的施工工程項(xiàng)目基本均取得了良好的防滲效果，防滲墻的防滲效率一般都在95%以上。

3 ?應(yīng)用效果

完成施工一段時(shí)間后，用有效的檢測(cè)手段檢查混凝土防滲墻質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)并無(wú)異常情況，各項(xiàng)參數(shù)均符合標(biāo)準(zhǔn)，并且通過了注水試驗(yàn)檢查。由此表明，對(duì)于混凝土防滲施工質(zhì)量控制而言，上述施工方法具有良好的應(yīng)用效果，是可行的。

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