防滲墻施工中沖擊鉆成槽技術(shù)的應(yīng)用探究

丁傳平 徐文平

摘要：本文筆者結(jié)合多年水庫工程施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)防滲墻施工中沖擊鉆成槽技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析探究，以期對(duì)今后類似工程有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：防滲墻；沖擊鉆；成槽

0引言

某水庫主要功能以灌溉為主，同時(shí)具有防洪、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合效益的?。?）型水庫。該工程由大壩、溢洪道、放水隧洞等構(gòu)筑物組成。

大壩為粘土心墻砂殼壩，大壩心墻整體質(zhì)量較差，以弱透水性為主。壩基表層強(qiáng)風(fēng)化巖深度1.2～4.3m，強(qiáng)風(fēng)化巖中等透水。根據(jù)勘探資料分析，強(qiáng)風(fēng)化基巖中存在裂隙，大壩清基不徹底。

1施工技術(shù)要求

防滲墻混凝土強(qiáng)度（28天）≥5MPa，滲透系數(shù)K≤i×10-7cm/s（1

1.1施工關(guān)鍵

（1）確保先導(dǎo)孔的精度。按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布孔，獲取比較準(zhǔn)確的巖位資料，確定槽孔深度和混凝土防滲墻底進(jìn)入設(shè)計(jì)要求的相應(yīng)不透水層。

（2）垂直度控制。由于本工程防滲墻較深，因此對(duì)防滲墻的垂直度要求較高，要求垂直度偏差小于0.4%，為保證兩槽孔之間的有效連接，必須保證一期槽孔的接頭孔垂直度偏差小于0.3%。在成孔過程中自上而下分段檢查垂直度，出現(xiàn)大于要求的偏差，經(jīng)修鑿符合要求后繼續(xù)鉆進(jìn)，從而保證端孔垂直度，為防滲墻的垂直度和連續(xù)性打好基礎(chǔ)。

（3）槽底清渣。槽底沉渣厚度是防滲墻質(zhì)量控制的重要指標(biāo)之一，為達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求槽底沉渣小于10cm的指標(biāo)，必須做好以下三方面工作。首先制備充足的符合要求的優(yōu)良泥漿；其次是清孔換漿，采用泵吸反循環(huán)從槽孔一端到槽孔另一端來回清槽，直到槽內(nèi)充滿置換的泥漿；再次是做好混凝土澆筑和各種預(yù)埋工作準(zhǔn)備，縮短清槽至澆筑開倉(cāng)的時(shí)間。

（4）施工過程中對(duì)深度的復(fù)核。由于地質(zhì)條件可能較復(fù)雜，在施工中入巖部分由沖擊鉆完成，根據(jù)鉆孔的進(jìn)尺情況、鉆頭的磨耗情況、孔底撈渣情況、孔深等多種因素，確定槽孔的嵌巖情況是否滿足設(shè)計(jì)要求，對(duì)槽孔底鑿巖出現(xiàn)的波浪形小墻，采用方形沖擊錘進(jìn)行孔底修鑿，消除波浪形小墻。

（5）接頭的洗刷。二期槽孔澆筑混凝土前必須洗刷干凈一期槽段混凝土防滲墻端接頭面的泥皮，確保兩期槽段防滲墻的有效連接。

1.2技術(shù)關(guān)鍵

防止槽孔孔周劈裂與塌孔是本工程施工安全的技術(shù)關(guān)鍵，其中槽孔施工時(shí)防止壩體的劈裂非常重要，一是要進(jìn)行合理的槽段長(zhǎng)度劃分和槽段間的間隔分序；二是要控制好泥漿質(zhì)量，制備的泥漿除要有懸浮排渣能力外，最主要是保證槽孔壁穩(wěn)定的固壁作用，在固壁方面，泥漿的膠體率和失水量指標(biāo)尤為重要，較高的膠體率和較小的失水量能保證泥漿性能的穩(wěn)定，從而克服不良泥漿的水力劈裂效應(yīng)，避免槽孔壁出現(xiàn)劈裂情況，定期觀測(cè)壩體沉降、位移、裂縫和測(cè)壓管水位等，并做好壩體劈裂與塌孔預(yù)案，在壩頂工作面上準(zhǔn)備一定量的稻草、鋸末等應(yīng)急材料。

1.3大壩基巖成槽是本工程的難點(diǎn)

施工前，先導(dǎo)孔施工時(shí)根據(jù)巖石的巖性選擇成孔方法。本工程基巖為中風(fēng)化巖層，選擇沖擊鉆成孔，施工時(shí)采用沖擊鉆成槽。

1.4其他工程難點(diǎn)和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

水下混凝土澆筑除常規(guī)的水下混凝土澆筑控制要求外，著重是要控制幾根澆筑導(dǎo)管同步進(jìn)料，使槽孔中混凝土澆筑面基本同步上升，接近同一水平面，避免混凝土側(cè)向流淌擠壓造成預(yù)埋管變形和混入泥漿或損害墻體質(zhì)量。

2主要工程施工方法

2.1工程施工順序

先平整場(chǎng)地、防滲墻施工平臺(tái)，進(jìn)行導(dǎo)墻、先導(dǎo)孔施工，再進(jìn)行混凝土防滲墻施工，混凝土防滲墻施工順序從中間的河槽段向兩端推進(jìn)。

2.2混凝土防滲墻施工

（1）施工工藝流程圖（見圖1）。

（2）主要施工方法簡(jiǎn)述如下：①成槽采用CZ-22型沖擊鉆機(jī)沖擊鉆孔；②采用粘土泥漿護(hù)壁；③“套桶法”置換泥漿清孔；④混凝土攪拌站拌和混凝土；⑤混凝土輸送泵輸送混凝土；⑥泥漿下直升導(dǎo)管法澆筑混凝土（導(dǎo)管內(nèi)徑為25mm）。

（3）施工平臺(tái)與導(dǎo)墻施工。施工平臺(tái)與導(dǎo)墻是防滲墻施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要求堅(jiān)固、平整、寬度滿足施工要求。其主要作用為成槽導(dǎo)向、防止槽口坍塌及承重，根據(jù)設(shè)計(jì)，本工程導(dǎo)墻截面采用鋼筋混凝土梯形斷面，導(dǎo)墻平面軸線與防滲墻軸線偏差控制在±15mm，墻頂高程偏差控制在±20mm以內(nèi)。

（4）泥漿制作及其性能指標(biāo)。泥漿應(yīng)具有良好的物理性能、流變性能、穩(wěn)定性以及抗水泥污染的能力。為保證沖擊成槽的安全和質(zhì)量，護(hù)壁泥漿生產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)質(zhì)量控制是關(guān)系到槽壁穩(wěn)定、沖孔速度、混凝土質(zhì)量、鉆頭磨損及砂礫石層成槽的必備條件。本工程優(yōu)先采用銅陵生產(chǎn)的一級(jí)優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土為主，少量粘土為輔的泥漿制備材料。泥漿性能控制指標(biāo)見表1。

新制泥漿宜膨化24h后使用。保證地層穩(wěn)定是成槽關(guān)鍵所在，所以要采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土拌制護(hù)壁漿液，確?？妆诜€(wěn)定。

（5）泥漿處理。泥漿必須經(jīng)過制漿池、沉淀池及儲(chǔ)存池三級(jí)處理，泥漿制作場(chǎng)地以利于施工方便為原則，泥漿循環(huán)工序流程見圖2。

3特殊情況處理

（1）在防滲墻造孔成槽過程中遇到孤石、大塊混凝土及磚塊、木頭等，采用正常成槽手段難以快速成槽時(shí)，在考慮孔壁安全的前提下，用重錘法或其他方法處理。

（2）造孔成槽過程中出現(xiàn)塌孔、大壩裂縫現(xiàn)象，對(duì)固壁泥漿配比及造孔手段進(jìn)行調(diào)整或立即進(jìn)行回填以確?？妆诜€(wěn)定，等穩(wěn)定一段時(shí)間后再進(jìn)行成槽，對(duì)施工過程中產(chǎn)生的裂縫進(jìn)行加固。

（3）在成槽過程中，對(duì)固壁泥漿漏失量作詳細(xì)測(cè)試和記錄，當(dāng)發(fā)現(xiàn)固壁泥漿漏失嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)及時(shí)堵漏和補(bǔ)漿，采取措施進(jìn)行處理?，F(xiàn)場(chǎng)要備有堵漏材料，如稻草、鋸末、水泥和足夠泥漿。適當(dāng)調(diào)整泥漿配比，并適當(dāng)放緩成槽速度，待固壁泥漿漏失量正常后再恢復(fù)正常成槽，必要時(shí)在泥漿中摻加堵漏劑。

4混凝土防滲墻質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果

4.1自檢結(jié)果

（1）導(dǎo)墻偏差。導(dǎo)墻平面軸線與防滲墻軸線最大偏差±13mm；導(dǎo)墻內(nèi)壁面豎直度最大偏差±5mm；墻頂高程偏差±16mm以內(nèi)。

（2）泥漿性能指標(biāo)。泥漿比重為1.1～1.2g/cm3，粘度18～25S，含砂率＜5%，膠體率＞96%。

（3）清槽標(biāo)準(zhǔn)。在槽底0.5～1.0m處泥漿比重＜1.3g/cm3，含砂率≤10%；粘度≤30S；沉碴厚度≤100mm。

（4）混凝土強(qiáng)度檢測(cè)。檢測(cè)混凝土強(qiáng)度20組，在6.8～10.1MPa之間；彈性模量?jī)山M，<1900MPa；抗?jié)B壓力件7組，平均值4.4×10-7cm/s，最大值5.7×10-7cm/s，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

4.2委托檢測(cè)結(jié)果

檢查的方法和內(nèi)容包括鉆孔取芯試驗(yàn)、鉆孔壓（注）水試驗(yàn)、開挖墻體兩側(cè)揭露出墻體進(jìn)行直觀檢測(cè)、芯樣室內(nèi)物理力學(xué)性能試驗(yàn)等?，F(xiàn)場(chǎng)開槽3處，墻厚最薄處為61cm；鉆芯取樣強(qiáng)度7.52～11.08MPa；注水試驗(yàn)為6.8×10-7cm/s；試塊抗?jié)B壓力為1.36×10-8～8.93×10-8cm/s；超聲波檢測(cè)墻體均勻，無段墻夾渣現(xiàn)象，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

5結(jié)語

經(jīng)檢測(cè)，該水庫大壩墻體均勻，無段墻夾渣現(xiàn)象，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。水庫已蓄水達(dá)到正常水位，大壩外無一處漏水，無一處潮濕地塊；底洞出口的漏水大大減少，工程防滲效果明顯。

參考文獻(xiàn)：

[1]SL174-96，水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]GB50204-2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[3]GB107-2002，混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。