探究薄型抓斗混凝土防滲墻技術(shù)

李朝旺 譚燕

【摘要】水利水電工程中常用的防滲技術(shù)主要為傳統(tǒng)的帷幕灌漿技術(shù)、高壓噴射灌漿技術(shù)和混凝土防滲墻技術(shù)?；炷练罎B墻技術(shù)由于其防滲可靠性高及適用地層類型廣泛，在水利水電工程中廣泛應(yīng)用，其中薄型抓斗混凝土防滲墻就是其中的代表。薄型抓斗混凝土防滲墻具有適用地層類型廣泛、造價(jià)低廉、處理深度大、質(zhì)量易于控制與檢查、墻段連接可靠的特點(diǎn)。在施工過(guò)程中主要的技術(shù)難點(diǎn)及問(wèn)題主要為槽內(nèi)漏失地層及墻段連接。

【關(guān)鍵詞】防滲技術(shù)；薄型抓斗混凝土防滲墻；施工工藝

1、防滲技術(shù)概況

水利水電工程中常用的防滲技術(shù)實(shí)主要為傳統(tǒng)的帷幕灌漿技術(shù)、高壓噴射灌漿技術(shù)和混凝土防滲墻技術(shù)。傳統(tǒng)的帷幕灌漿技術(shù)，在過(guò)去相當(dāng)一段時(shí)間屬于技術(shù)的主流， 但是其單價(jià)高，施工速度慢，耗費(fèi)材料量大。高壓噴射灌漿技術(shù)是從日本引進(jìn)的施工技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的帷幕灌漿技術(shù)和混凝土防滲墻技術(shù)，高壓噴射灌漿技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是施工速度快、單價(jià)低等，缺點(diǎn)是段間連接不可靠，作業(yè)環(huán)境要求高，適應(yīng)性差?；炷练罎B墻技術(shù)是從意大利引進(jìn)的，具有防滲可靠性高，適用于地層類型廣泛的優(yōu)點(diǎn)，在水利水電工程中被廣泛應(yīng)用。經(jīng)過(guò)多年的探索和發(fā)展，多項(xiàng)混凝土防滲墻施工新技術(shù)已經(jīng)被我國(guó)開(kāi)發(fā)出，其中薄型抓斗混凝土防滲墻就是其中的典型代表。

2、施工設(shè)備

薄型抓斗混凝土防滲墻施工設(shè)備主要為抓斗主機(jī)與抓斗斗體兩個(gè)部分。從工作原理分類，抓斗又可以分為機(jī)械式和液壓式兩種類型。液壓式抓斗通過(guò)用液壓缸進(jìn)行工作， 有比較高的合斗力，在土砂層中施工效率要遠(yuǎn)高于機(jī)械式抓斗。機(jī)械式抓斗主要依靠滑輪組和鋼絲繩進(jìn)行作業(yè)，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，較適合在硬巖和卵石地層進(jìn)行沖抓作業(yè)。

3、施工工藝

成槽是混凝土防滲施工中的主要工序，薄型抓斗混凝土防滲墻成槽的方法主要有純抓法成槽及鉆抓法成槽。

3.1純抓法成槽

純抓法使用抓斗直接挖槽，也可以多抓成槽。純抓法一般適用于細(xì)顆粒軟弱地層。

單爪成槽。即一次抓取一個(gè)槽孔。如抓斗最大開(kāi)度為L(zhǎng)，則一期槽長(zhǎng)為L(zhǎng)，二期槽長(zhǎng)一般為（L-2B）m，B為抓二期槽時(shí)，把一期槽已澆筑的混凝土兩端面切去的長(zhǎng)度，以保持一二期墻段的可靠連接。當(dāng)斷面為平面時(shí)，B=0.1m～0.2m，當(dāng)端面為弧面時(shí)，B=0.3m～0.5m。

多抓成槽。此方法分主、副孔施工，每個(gè)槽孔由三抓或多抓形成。主孔長(zhǎng)度等于抓斗最大開(kāi)度，副孔長(zhǎng)度小于主孔長(zhǎng)度，宜為主孔長(zhǎng)度的1/2～2/3。

3.2鉆抓法成槽

鉆抓法成槽在目前水利工程防滲墻施工中應(yīng)用較為廣泛。該方法為采用沖擊鉆鉆鑿主孔，抓斗抓取副孔，可以兩鉆一抓，也可以三鉆兩抓、四鉆三抓，形成長(zhǎng)度不同的槽孔。這種方法能充分發(fā)揮兩種機(jī)械的優(yōu)勢(shì)：沖擊鉆的鑿巖能力較強(qiáng)，可鉆進(jìn)不同地層，先鉆主孔為抓斗開(kāi)路；抓斗抓取副孔的效率較高，所形成的孔壁平整。抓斗在副孔施工過(guò)程中遇到堅(jiān)硬地層時(shí)，隨時(shí)可換上沖擊鉆或重鑿克服。此方法比單一沖擊鉆成槽效率提高1～3倍，地層適用性也較廣。

槽孔混凝土澆筑是防滲墻澆筑的關(guān)鍵施工工序，薄型抓斗混凝土防滲墻混凝土的澆筑與其他類型防滲墻混凝土澆筑的方法一致，通常采用直升導(dǎo)管法澆筑。

4、薄型抓斗混凝土防滲墻特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)

首先，適用地層類型廣泛。該技術(shù)適用地層廣泛，粘土、壤土、砂土、砂礫卵石地層等各種類型的地層均能采用。在天津市于橋水庫(kù)，松花江依蘭城防堤均成功地建造了相當(dāng)大的防滲墻。這些成功的實(shí)例都說(shuō)明了其使用的地層相當(dāng)廣泛。

其次，造價(jià)低廉。與其它混凝土防滲墻技術(shù)相比， 薄型抓斗防滲墻技術(shù)施工效率高，自然就縮短了工期，并且實(shí)際造價(jià)也低于其他同類技術(shù)。其單位面積造價(jià)要比老式?jīng)_擊鉆防滲墻得造價(jià)低一半到三分之二不等，這些都是在實(shí)際施工中得到印證的。

再次，處理深度大。薄型抓斗混凝土防滲墻的墻體深度可達(dá)到40m以上，長(zhǎng)江三峽一、二期圍堰防滲墻、小浪底主壩防滲墻等都是已建成成功的的工程實(shí)例。這是薄型抓斗混凝土防滲墻顯著優(yōu)于其它混凝土防滲墻技術(shù)的特點(diǎn)之一。純抓法也可建造深度超過(guò)40m的防滲墻，但施工效率與深度成反比，效率會(huì)隨著深度的增加而降低，并且需采取特殊方法對(duì)墻段進(jìn)行連接，深度較深的防滲墻通常采用鉆抓法進(jìn)行施工。

另外，質(zhì)量易于控制與檢查?？梢园凑宅F(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》對(duì)薄型抓斗混凝土防滲墻施工進(jìn)行過(guò)程控制，每個(gè)過(guò)程都可以按照該章程來(lái)進(jìn)行，該規(guī)范明確的規(guī)定了各工序質(zhì)量的檢測(cè)和檢驗(yàn)，這樣便于檢查，也可以保證墻體質(zhì)量。

最后，墻段連接可靠。防滲墻成敗的關(guān)鍵就是其墻段接縫質(zhì)量。薄型抓斗混凝土防滲墻優(yōu)點(diǎn)之一就是槽段較長(zhǎng)，接縫相對(duì)較少。并且，不管用“接頭管法”還是“切削法”來(lái)完成墻段之間的連接，都可形成半圓弧或鋸齒狀的連接，使得滲徑較長(zhǎng)，防滲性更強(qiáng)。

5、施工技術(shù)難點(diǎn)與注意問(wèn)題

薄型抓斗混凝土防滲墻具有防滲可靠性高、適用地層類型廣泛的優(yōu)點(diǎn)，但在施工工程中，也存在以下兩個(gè)方面的施工技術(shù)難點(diǎn)及施工中需注意的問(wèn)題。

第一方面，對(duì)于槽內(nèi)漏失地層的問(wèn)題。抓斗挖槽時(shí)，一旦發(fā)生基巖或者是覆蓋層的強(qiáng)漏失地層的問(wèn)題， 泥漿就會(huì)迅速地漏失，從而使得孔壁坍塌，更嚴(yán)重的還會(huì)發(fā)生埋斗事故。在處理槽內(nèi)漏失地層這一問(wèn)題上，一般要使土料等堵漏材料快速地填到槽內(nèi)，于此同時(shí)，用抓斗翻攪和擠壓，然后才能繼續(xù)開(kāi)挖。

第二方面是墻段連接問(wèn)題。墻段連接方法有接頭管法、切削法和樁柱平接法三種方法。最常用的是“接頭管法”。接頭管法應(yīng)在混凝土初凝前進(jìn)行，在做具體工程的時(shí)候，要依據(jù)初凝時(shí)間，同時(shí)還要考慮的因素有氣溫、混凝土面上升速度、混凝土配比、接頭管埋深等，最佳拔管時(shí)間，接頭管起拔時(shí)所形成的接頭孔也要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)選擇，為了防止混凝土及覆蓋層的坍塌，必須及時(shí)用泥漿充填。

切削法是在挖二期時(shí)，直接切掉一工期槽的墻體材料，使得抓斗斗齒在一期槽孔間的連接形成鋸齒狀從而變得更加可靠。

6、質(zhì)量控制與檢查

6.1工序質(zhì)量的控制與檢查

對(duì)薄型抓斗混凝土防滲墻施工過(guò)程中的槽孔建造、清孔換漿、接頭管下設(shè)與起拔、混凝土澆筑等各個(gè)工序質(zhì)量的控制和檢查決定了其質(zhì)量水平。檢查這些工序時(shí)一般可按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，但是檢查過(guò)程一定要嚴(yán)格，各項(xiàng)工序質(zhì)量檢查合格后，應(yīng)簽發(fā)工序質(zhì)量檢查合格證，上道工序未經(jīng)檢查合格，不得進(jìn)行下道工序施工。

6.2墻體質(zhì)量檢查

墻體質(zhì)量檢查應(yīng)在成墻后28天進(jìn)行，檢查內(nèi)容為墻體的力學(xué)性能指標(biāo)、墻段接縫、墻面檢查和可能存在的缺陷。墻體的力學(xué)性能指標(biāo)檢查可采取鉆孔取芯、注水試驗(yàn)、超聲波法、地震透射層析成像法或其他檢測(cè)方法。墻段接縫檢查可采取開(kāi)挖法和檢查孔法。墻體質(zhì)量是防滲墻防滲效果的保證，質(zhì)量檢查時(shí)必須嚴(yán)格進(jìn)行。

總 結(jié)

薄型混凝土防滲墻技術(shù)早我國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在土壩建設(shè)中、水庫(kù)加固工程中等都起到了越來(lái)越重要的作用。我國(guó)已有了許多成功的實(shí)例，相信經(jīng)不斷的技術(shù)改進(jìn)、發(fā)展和實(shí)踐的完善，該項(xiàng)技術(shù)會(huì)取得更大的進(jìn)步。

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