拋石堤柔性地連墻施工技術(shù)要點(diǎn)

摘要:結(jié)合山東海陽(yáng)核電廠取水口南導(dǎo)流堤工程的特點(diǎn)，現(xiàn)將柔性混凝土地連墻施工技術(shù)要點(diǎn)做如下介紹。

關(guān)鍵詞:拋石堤、柔性混凝土地連墻、施工技術(shù)要點(diǎn)。

1、工程概況

山東海陽(yáng)核電廠取水口南導(dǎo)流堤工程堤心石采用0～300Kg開(kāi)山石回填，工程地質(zhì)條件主要是強(qiáng)風(fēng)化巖和中風(fēng)化巖，基巖面標(biāo)高為:-3.2m～+1.8m。本工程柔性混凝土地連墻厚800mm，頂標(biāo)高+4.0m，入巖2.5m. 施工期低潮水位:-1.70m ，施工期高潮水位:+1.60m。

2、構(gòu)筑施工平臺(tái)

柔性混凝土地連墻頂標(biāo)高是+4.0m。為保證質(zhì)量，地連墻施工平臺(tái)設(shè)在+4.5m標(biāo)高處。該標(biāo)高能滿足槽孔內(nèi)泥漿護(hù)壁\\支撐塊石和抵抗高潮時(shí)海水側(cè)壓力的要求，能有效避免塌孔。

為有效減小槽孔內(nèi)塌孔的可能性，本工程采用了高導(dǎo)墻施工技術(shù)，導(dǎo)墻底部設(shè)在-1.0m標(biāo)高，導(dǎo)墻采用毛石混凝土澆筑，高5.5m，厚約1～1.5m。該導(dǎo)墻在低潮時(shí)進(jìn)行施工，在對(duì)-1.0m標(biāo)高處堤心石進(jìn)行密實(shí)處理后，支設(shè)毛石混凝土導(dǎo)墻模板，模板采用焊接鋼模板，支設(shè)應(yīng)平順、穩(wěn)固，保證地連墻厚度。毛石混凝土導(dǎo)墻側(cè)面應(yīng)穩(wěn)定、平滑、無(wú)孔洞。

樁機(jī)施工平臺(tái)設(shè)在地連墻北側(cè)，場(chǎng)地用石渣回填、整平、壓實(shí);在地連墻南側(cè)設(shè)置施工通道，同樣采用石渣回填\\整平\\壓實(shí)，施工通道比樁機(jī)施工平臺(tái)高出200～300mm，以利于施工通道暢通，在適宜的位置設(shè)置必要的醒目的安全警示標(biāo)志。

現(xiàn)場(chǎng)采用鐵制泥漿池，尺寸為4×3×0.8m，容積近10m3，能滿足清孔需求。泥漿池埋設(shè)于施工平臺(tái)北側(cè)邊緣，泥漿溝長(zhǎng)6～8m兩側(cè)采用裝有粘土和碎石的編織護(hù)壁。

3、劃分施工槽段

在考慮了工程地質(zhì)及水文條件、拋石堤結(jié)構(gòu)狀態(tài)、成孔方法、機(jī)械性能、成孔歷時(shí)、混凝土供應(yīng)量及強(qiáng)度、澆筑導(dǎo)管布置原則及墻體尺寸等因素后確定槽段長(zhǎng)4.8m。用紅油漆在高導(dǎo)墻上標(biāo)識(shí)槽段編號(hào)及位置。

相鄰槽段應(yīng)間隔施工，在條件允許時(shí)施工的槽段應(yīng)間隔三個(gè)以上槽段，以避免相互影響，造成竄孔現(xiàn)象，同時(shí)保證施工安全。每臺(tái)樁機(jī)先按次序施工1#、3#、5#等編號(hào)為單數(shù)的槽段，而后再按次序施工2#、4#等編號(hào)為雙數(shù)的槽段，最后施工槽段接頭處的單孔。

編號(hào)為單數(shù)的槽段施工前，槽段兩端用裝有粘土和碎石的編織袋封堵至+3m左右，防止泥漿入侵未施工的槽段以及海水漲潮時(shí)稀釋護(hù)壁泥漿造成塌孔。

每個(gè)槽段分主孔和副孔進(jìn)行施工。每個(gè)槽段劃分5個(gè)槽孔，分為主孔和副孔，主孔為1#、3#、5#鉆孔，副孔為2#、4#鉆孔。主孔和副孔間隔布置。

4、成孔

槽孔采用沖擊鉆機(jī)配十字鉆頭、撈渣筒等機(jī)具。先鉆主孔，再鉆副孔，最后打“小墻”。因槽孔兩端主孔的垂直度將直接影響與相鄰槽段的連接質(zhì)量，影響整個(gè)柔性地連墻工程的連續(xù)性和防滲效果。中部的主孔也將影響到劈打副孔的垂直度，所以鉆主孔時(shí)特別要求孔位準(zhǔn)確，垂直度符合規(guī)范要求(4‰以內(nèi))。

槽孔達(dá)到強(qiáng)風(fēng)化基巖時(shí)，應(yīng)取出巖樣，并測(cè)量巖面高程，經(jīng)巖樣和高程比較分析，由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員\\監(jiān)理工程師\\業(yè)主共同確認(rèn)柔性地連墻入巖高程，并測(cè)算柔性地連墻成孔底高程，鉆孔達(dá)到測(cè)算高程時(shí)便可以終孔。由于基巖巖樣是槽孔嵌入基巖的主要依據(jù)，所以成孔入巖高程必須準(zhǔn)確\\可靠，巖樣應(yīng)按順序、深度、位置編號(hào)，填好標(biāo)簽，裝箱，妥善保管。

由于副孔相鄰的均為已鉆進(jìn)的主孔，有兩個(gè)自由面，因此成孔速度較快。副孔終孔高程的確定除巖樣和高程外，還應(yīng)參考相鄰主孔的終孔高程，盡可能使主孔\\副孔終孔高程相近。主孔\\副孔全部終孔后，施工主副孔間的小墻。最終造出符合要求的規(guī)整槽孔。

槽孔終孔后，報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢工程師會(huì)同業(yè)主進(jìn)行孔位、孔深及孔形全面檢查驗(yàn)收，合格后進(jìn)行清孔灌漿。

成孔施工中常見(jiàn)問(wèn)題的預(yù)防措施和處理方法:

1)漏漿、塌孔的處理方法:由于開(kāi)山石回填的堤心孔隙較大，且海水漲落使槽孔外部水壓力始終處于變化狀態(tài)，這樣容易導(dǎo)致槽孔出現(xiàn)嚴(yán)重漏漿的現(xiàn)象，成而造成槽壁失穩(wěn)，孔壁塊石坍塌。漏漿、塌孔是海上拋石堤柔性地連墻施工中最為常見(jiàn)的問(wèn)題。為了解決這一問(wèn)題，本工程采用了以下幾個(gè)方法:

a采用毛石混凝土高導(dǎo)墻施工方案:導(dǎo)墻底部設(shè)在-1.0m標(biāo)高，槽孔-1.0m～+4.5m之間均為穩(wěn)定\\平順的毛石混凝土導(dǎo)墻，僅在槽孔的-3.2m～-1.0m之間存在可能漏漿\\塌孔的為回填開(kāi)山石層，很大程度上減小了槽孔成槽過(guò)程中發(fā)生漏漿、塌孔問(wèn)題的可能性。

b將孔內(nèi)泥漿面標(biāo)高一般控制在+2.5m以上，高于孔外海水面0.5m以上，使槽孔內(nèi)泥漿的密度保持在1.8g/cm3左右，保持孔內(nèi)泥漿對(duì)護(hù)壁的壓力。

c采用邊鉆進(jìn)邊回填的方法，在成孔過(guò)程中向孔內(nèi)反復(fù)回填粘土、碎石、碎木條等，反復(fù)沖擊的方法，將回填料擠入護(hù)壁塊石的孔隙內(nèi)，降低孔隙率，在槽內(nèi)壁形成一層厚實(shí)的泥皮，堵死了滲漏通道，有效防止泥漿漏失。

d在副孔和小墻施工過(guò)程中還可以考慮采用粘土回填主孔的方法。當(dāng)主孔穿過(guò)塊石層后，采用粘土將主孔回填起來(lái)，借助于回填的保護(hù)主孔，然后施工。

以上方法的綜合使用，可有效防止漏漿、塌孔問(wèn)題出現(xiàn)。當(dāng)然，在出現(xiàn)漏漿、塌孔問(wèn)題后應(yīng)采用塊石和粘土進(jìn)行回填而后重新進(jìn)行成孔施工的辦法。

2 )孔斜的預(yù)防措施和處理方法:孔斜的預(yù)防措施主要是樁機(jī)支設(shè)牢固\\平穩(wěn)，并經(jīng)常校正錘頭中心。若出現(xiàn)嚴(yán)重孔斜現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)采用塊石回填孔斜段后重新鉆孔。重新鉆孔時(shí)需向與孔斜相反的方向適當(dāng)移動(dòng)鉆孔中心，并注意輕打慢放，隨時(shí)檢查修孔效果，直至滿足垂直度要求。

4、清孔

槽孔成孔，由專業(yè)監(jiān)理工程師對(duì)成孔質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，經(jīng)檢查合格后，便可進(jìn)行清孔\\換漿施工。

采用泥漿泵進(jìn)行正循環(huán)清孔，清孔時(shí)槽孔內(nèi)泥漿的密度介于1.6～1.8g/cm3。泥漿裹攜孔內(nèi)碎石\\砂沿泥漿溜槽進(jìn)入泥漿池，碎石\\砂在泥漿池內(nèi)沉淀。沉淀析出砂石的泥漿再經(jīng)泥漿泵泵入槽孔底部裹攜碎石\\砂。由此反復(fù)，逐步清除槽孔內(nèi)砂石。

砂石清除完畢后，開(kāi)始更換孔內(nèi)泥漿，主要目的是降低泥漿密度，使槽孔內(nèi)泥漿的密度≤1.3g/cm3，主要方法是均勻的向泥漿池內(nèi)摻加清水，逐步降低槽孔內(nèi)泥漿的密度。

槽孔清孔換漿結(jié)束前，應(yīng)用鋼絲刷子鉆頭刷洗相鄰槽孔壁，清除接頭孔壁上的泥皮，做到鋼絲刷子鉆頭上基本不帶泥屑，且槽孔底的淤積不再增加時(shí)，可達(dá)到合格要求。

清孔換漿后，在距槽孔底約0.5～1.0m位置泥漿取樣，清孔標(biāo)準(zhǔn)為:孔底淤積厚度≤10cm。

當(dāng)使用粘性土泥漿時(shí)，槽孔內(nèi)泥漿的密度≤1.3g/cm3，500/700ml漏斗粘土≤30s，含砂量≤10%。

清孔換漿經(jīng)檢驗(yàn)合格后，應(yīng)盡快開(kāi)始澆筑柔性混凝土。

5、澆筑混凝土

混凝土澆筑采用“泥漿下直升導(dǎo)管法”，采用300mm內(nèi)徑導(dǎo)管。為使導(dǎo)管埋入混凝土的深度不小于1.0m，但不大于6m。本工程導(dǎo)管共計(jì)10m(6m+2 m+2 m， 6 m導(dǎo)管設(shè)在最下端)，導(dǎo)管底口距槽底距離控制在15～25cm范圍內(nèi)。為使混凝土及時(shí)淹沒(méi)導(dǎo)管1m左右，在導(dǎo)管上方連接一個(gè)2m3下料斗。導(dǎo)管設(shè)置于槽段的中間部位，當(dāng)槽底高差大于0.25m時(shí)，要將導(dǎo)管置于控制范圍的最低處。

地連墻柔性混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)注意以下幾個(gè)控制要點(diǎn):

1)混凝土首罐澆筑量:混凝土首澆筑量應(yīng)能有效的擠出槽孔底的沉渣，并能順?biāo)傺蜎](méi)導(dǎo)管下端1m左右。本工程采用6m3罐車運(yùn)輸混凝土和采用2m3下料斗，能有效將槽孔底的沉渣沖出并使混凝土順?biāo)傺蜎](méi)導(dǎo)管1.5m。

2)保持導(dǎo)管埋深:導(dǎo)管埋入深度不小于1.0m，不宜大于6m。隨時(shí)測(cè)量槽孔內(nèi)混凝土面深度，每隔1～2h或澆筑1～2罐車混凝土后，測(cè)量一次導(dǎo)管內(nèi)塑性砼深度，并及時(shí)填繪塑性砼澆筑指示圖，并確定導(dǎo)管拆除時(shí)機(jī)。本工程一般在澆筑完成24 m3\\30 m3混凝土后即折除第一\\二節(jié)2 m導(dǎo)管。

3)保證混凝土澆筑速度:為及時(shí)擠出裹攜砂石的泥漿，保證澆筑質(zhì)量，應(yīng)均速\\較快的澆筑混凝土，應(yīng)爭(zhēng)取使混凝土面上升速度達(dá)到3m/h以上。

4)控制混凝土質(zhì)量:混凝土應(yīng)嚴(yán)格按既定配合比拌制，并隨時(shí)檢測(cè)混凝土坍落度和溫度。坍落度一般應(yīng)為180～220mm，不符合質(zhì)量在求的混凝土嚴(yán)禁澆入槽孔內(nèi)。為保證澆筑質(zhì)量，當(dāng)混凝土面上升至距孔口只有3～5m左右時(shí)，即終澆階段，此時(shí)坍落度應(yīng)為340～400mm。

5)混凝土高差:采用多組導(dǎo)管施工時(shí)，應(yīng)先澆筑孔底最深處的混凝土，塑性混凝土面應(yīng)均勻上升，各處高差應(yīng)控制在500mm以內(nèi)，混凝土面高差過(guò)大容易造成混凝土混漿，墻段縫夾泥等多種不利后果。澆筑時(shí)應(yīng)盡量同時(shí)澆筑各根導(dǎo)管，注入各根導(dǎo)管的混凝土量要基本均勻，盡量縮短提升，拆卸導(dǎo)管的時(shí)間。保證各根導(dǎo)管的埋深基本一致，以防止混凝土面高差過(guò)大。

6)終澆階段的控制:當(dāng)混凝土面上升至孔口只有3～5m左右時(shí)，進(jìn)入終澆階段。此時(shí)應(yīng)加大混凝土的坍落度;及時(shí)拆卸導(dǎo)管，適當(dāng)減少導(dǎo)管埋深;經(jīng)常上下活動(dòng)導(dǎo)管，并用硬桿勤測(cè)混凝土面以確定導(dǎo)管埋深，混凝土終澆高度一般要高出設(shè)計(jì)墻項(xiàng)至少0.5m，以后再鑿除這部份質(zhì)量較差的混凝土。

混凝土澆筑時(shí)柔性地連墻質(zhì)量形成過(guò)程中最關(guān)鍵的一環(huán)，對(duì)質(zhì)量影響因素要嚴(yán)格控制。嚴(yán)格控制混凝土原材料質(zhì)量，有效防止卡塞\\堵管問(wèn)題出現(xiàn)。嚴(yán)格控制混凝土坍落度，防止出現(xiàn)孔內(nèi)混凝土嚴(yán)重混合泥漿\\砂石現(xiàn)象;在重新下導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)將管內(nèi)泥漿清理干凈;混凝土混漿嚴(yán)重時(shí)，盡快清除全部已澆筑混凝土，重新清孔，重新澆筑。勤檢查施工機(jī)具，防止出現(xiàn)導(dǎo)管破裂等問(wèn)題。當(dāng)發(fā)現(xiàn)成型的柔性混凝土防滲墻墻體發(fā)生斷墻或柔性混凝土嚴(yán)重混漿時(shí)，可視情況選擇下列方法進(jìn)行處理:

a鑿除已澆筑柔性混凝土，重新澆筑;

b在需要處理的墻段迎水面補(bǔ)貼一段新墻;

c在需要處理的墻段迎水面進(jìn)行水泥灌漿或高壓噴射灌漿處理;

d用地質(zhì)鉆機(jī)在墻體內(nèi)鉆孔，對(duì)夾泥層采用高壓水沖洗，洗凈后采用水泥灌漿或高壓噴射灌漿處理。

6、墻段連接

在相鄰槽段施工完畢且混凝土終凝后，可進(jìn)行槽段連接施工。即槽段連接處用沖擊鉆打出一個(gè)同墻厚的單孔，按槽段相同的施工方法進(jìn)行清孔\\換漿\\澆筑混凝土施工。期需要強(qiáng)調(diào)的是:接頭孔兩側(cè)柔性混凝土的泥皮需用鋼絲刷子鉆頭徹底刷洗，做到鋼絲刷子鉆頭上基本不帶泥屑。

7、總結(jié)

通過(guò)采用高導(dǎo)墻施工方案，本工程有效的減少了海上拋石堤地連墻施工中常見(jiàn)的漏漿\\塌孔問(wèn)題的發(fā)生;通過(guò)采用可行的技術(shù)措施和有效的管理，保證了本工程柔性地連墻施工質(zhì)量，超過(guò)了設(shè)計(jì)的止水效果。