塑性混凝土防滲墻沖擊鉆造孔施工技術(shù)研究

□張紅峰(河南省洛陽市嵩縣水利局)

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塑性混凝土防滲墻沖擊鉆造孔施工技術(shù)研究

□張紅峰(河南省洛陽市嵩縣水利局)

摘要：塑性混凝土防滲墻沖擊鉆造孔施工技術(shù)在深入分析工程特點(diǎn)基礎(chǔ)上，詳細(xì)設(shè)計(jì)了混凝土防滲墻施工方案，結(jié)合實(shí)際情況研究了防滲墻加固施工工法，制定了混凝上防滲墻施工工藝，確定了關(guān)健工序。作者根據(jù)實(shí)際情況研究提出了施工質(zhì)量控制的各項(xiàng)措施和控制環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：防滲加固;防滲墻設(shè)計(jì);施工方法;質(zhì)量檢測(cè)

1　工程概況

嵩縣臺(tái)上水庫除險(xiǎn)加固工程原設(shè)計(jì)防滲墻成槽方法為抓取法成槽，在施工過程中，由于壩體土層中含有大量礫石并且壩體土質(zhì)比較松散，孔口出現(xiàn)嚴(yán)重塌方，增大護(hù)壁泥漿的稠度也無法控制塌方。在深度較深的槽段塌方更是嚴(yán)重，壩面以下由于塌方形成空洞而無法施工，造成嚴(yán)重的安全問題，給挖槽機(jī)施工帶來嚴(yán)重的障礙，使其不能安全、有效的施工。

為了能用挖槽機(jī)安全施工，施工單位采取導(dǎo)墻兩側(cè)固結(jié)灌漿的方法，希望通過用水泥漿來凝固防滲墻兩側(cè)壩體的方法，使挖槽機(jī)能夠穩(wěn)定、安全開挖。但是由于壩體漏漿嚴(yán)重，在注入水泥漿后沒有凝固就直接流失，只有很少一部分停留在壩體里，無法完成鉆孔工序，更起不到對(duì)壩體的固結(jié)作用。經(jīng)咨詢有關(guān)專家后，又采用沖擊鉆成槽施工，沖擊鉆成槽能把孔周圍松散土夯實(shí)，通過擠壓使土密實(shí)后，塌方漏漿現(xiàn)象減少;沖擊鉆成槽過程中粘土可以造漿，對(duì)護(hù)壁效果也較好。用沖擊鉆，鉆一個(gè)孔，澆筑一個(gè)。劃分為21個(gè)槽段，單個(gè)槽段長4m。造孔采用鉆鑿法，擬投入3臺(tái)CZ-3A型鉆機(jī)，鉆頭為十字鉆頭和空心鉆頭，采用抽砂筒抽排沉渣。

2　沖擊鉆造孔施工

2.1造孔

根據(jù)槽段長度，每個(gè)槽段布置主、副孔共9個(gè)，其中5個(gè)主孔。先鉆進(jìn)主孔，后鉆副孔。鉆孔鉆進(jìn)的同時(shí)采用抽砂筒將含大量鉆渣的泥漿抽出。抽砂筒底部設(shè)有活門，在鋼絲繩的牽引下，沖擊孔底，活門被泥漿頂開，孔底含大量鉆渣的泥漿進(jìn)入抽砂筒，提升時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。反復(fù)幾次，抽砂筒就可以裝上含大量鉆渣的泥漿。由于鉆頭是圓形的，主、副孔鉆完后，其間會(huì)留下一些殘余部分，最小寬約1/4孔徑，俗稱‘小墻”。施工過程中對(duì)孔壁有支撐作用。在槽段鉆孔后期，變換鉆機(jī)和鉆頭的位置，從上至下把“小墻”劈掉，形成一個(gè)完整、等厚度的槽孔。

2.2槽段連接

相鄰防滲墻槽段間采用套接形式連接(見圖1),套接孔采用鉆鑿法施工。一期槽孔澆筑完畢、混凝土初凝后，二期槽施鉆時(shí)，在一期槽端頭全孔套打一鉆，形成一個(gè)半圓柱面二期槽端孔，確保接頭孔任一深度的搭接厚度均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。待二期槽澆筑混凝土后，一、二期槽段便可連接成墻。

圖1　槽段連接圖

2.3施工過程

在鉆頭錐頂和提鋼絲繩之間應(yīng)設(shè)置保證鉆頭自動(dòng)轉(zhuǎn)向的裝置。沖擊鉆孔口護(hù)筒，其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑200 mm。

沖擊成孔質(zhì)量控制應(yīng)符合規(guī)定：開孔時(shí)，應(yīng)低錘密擊，當(dāng)表土為淤泥、細(xì)砂等軟弱土層時(shí)，可加粘土塊夾小片石反復(fù)沖擊造壁，孔內(nèi)泥漿面應(yīng)保持穩(wěn)定；進(jìn)入基巖后，應(yīng)采用大沖程、低頻率沖擊，當(dāng)發(fā)現(xiàn)成孔偏移時(shí)，應(yīng)回填片石至偏孔上方300～500 mm處，然后重新沖孔。進(jìn)入基巖后，非樁端持力層每鉆進(jìn)300～500 mm和樁端持力層每鉆進(jìn)l00～300 m時(shí)，應(yīng)清孔取樣一次，并應(yīng)做記錄。排渣可采用泥漿循環(huán)或抽渣筒等方法，當(dāng)采用抽渣筒排渣時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)給泥漿；沖孔中遇到斜孔、彎孔、梅花孔、塌孔及護(hù)筒周圍冒漿、失穩(wěn)等情況時(shí)，應(yīng)停止施工，采取措施后方可繼續(xù)施工。打直徑樁孔可分級(jí)成孔，第一級(jí)成孔直徑應(yīng)為實(shí)際樁徑的0.60～0.80倍。

2.4槽孔清孔換漿

槽孔的清孔換漿采用泵吸反循環(huán)法，在清除孔內(nèi)廢渣的同時(shí)及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充新鮮泥漿。對(duì)于二期槽，在清孔換漿結(jié)束前或清孔過程中用鋼絲刷子鉆頭刷洗兩側(cè)槽段接頭處混凝土壁上泥皮，至刷子鉆頭不帶泥屑、孔底淤積不再增加為止。

泥漿凈化處理。經(jīng)沉淀處理后的泥漿可以供鉆孔時(shí)重復(fù)使用，混凝土澆筑時(shí)將未被污染的泥漿抽送至其它槽孔或泥漿池重復(fù)利用。

2.5水下混凝土澆筑

混凝土施工物理特性指標(biāo)、混凝土配合比根據(jù)設(shè)計(jì)要求經(jīng)試驗(yàn)確定。混凝土主要物理性能指標(biāo):入槽塌落度20～24 cm，擴(kuò)散度34～40 cm,混凝土初凝時(shí)間≥8 h，終凝時(shí)間≤48 h。

混凝土澆注采用水下直升導(dǎo)管法，槽孔墻體預(yù)埋件安裝就位后，下設(shè)Ф200 mm鋼制導(dǎo)管，導(dǎo)管為絲扣連接。導(dǎo)管安裝采用人工配合鉆機(jī)安裝，安裝的間距、深度執(zhí)行防滲墻施工規(guī)范。

水下混凝土澆筑采用球塞式隔水栓，導(dǎo)管距孔底的距離大于球塞的直徑。6 m3混凝土攪拌車運(yùn)混凝土至儲(chǔ)料罐，再進(jìn)溜槽分流進(jìn)入各個(gè)導(dǎo)管。在澆筑混凝土中，控制各導(dǎo)管均勻下料，使槽內(nèi)混凝土面高差＜0.50 m。根據(jù)混凝土上升的速度和導(dǎo)管埋深及時(shí)抽撥導(dǎo)管，槽孔內(nèi)混凝土面上升速度控制在3～7 m/h之間。

3　防滲墻防滲加固施工

3.1防滲墻施工技術(shù)措施

混凝土防滲墻成槽孔施工中，始終保持孔內(nèi)泥漿在導(dǎo)墻下30～50 cm以內(nèi)，隨時(shí)觀察泥漿液面，防止大漏漿發(fā)生。泥漿采用鈣基質(zhì)膨潤土粉高速攪拌機(jī)攪拌，新拌制膨潤土泥漿膨化24 h后使用。

槽孔的清孔采用泵吸反循環(huán)法。對(duì)二期槽，清孔換漿前或清孔過程中用鋼絲刷分段刷洗槽段接頭混凝土壁的泥皮，刷子上不帶泥屑，孔底淤積不再增大為止。若不能在清孔完成后4 h內(nèi)開澆混凝土，則在混凝上開澆前必須進(jìn)行二次清孔，二次清孔采用泵吸反循環(huán)法或氣舉反循環(huán)法，使孔底淤積厚度不大于設(shè)計(jì)要求。

混凝土澆筑的導(dǎo)管在使用前必須進(jìn)行彎曲檢測(cè)和強(qiáng)度評(píng)估，不合格的導(dǎo)管不準(zhǔn)使用。導(dǎo)管下設(shè)前參照槽孔驗(yàn)收單繪制配管圖，再依配管圖核實(shí)導(dǎo)管。導(dǎo)管采用吊車或鉆機(jī)下設(shè)安裝，一、二期槽距孔端距離為1.00～1.50 m，當(dāng)槽底高差＞0.25 m時(shí)，導(dǎo)管應(yīng)調(diào)整到控制范圍內(nèi)最低處。

墻體的混凝土澆筑必須從槽孔最深導(dǎo)管開倉，首開倉導(dǎo)管的一次連續(xù)入槽混凝土方量使導(dǎo)管埋入混凝土中不得小于1.20 m,混凝土隔水栓采用球塞法?；炷吝B續(xù)澆筑控制各分料口下料量均勻，保持槽內(nèi)混凝土面高差≤0.50 m,槽內(nèi)棍凝土面的測(cè)量由專職人員進(jìn)行，每罐混凝土下料前必須進(jìn)行一次測(cè)量，導(dǎo)管內(nèi)混凝土測(cè)量工作應(yīng)結(jié)合槽內(nèi)測(cè)量交替進(jìn)行。2.00 m≤導(dǎo)管埋深≤6.00 m，≥2.00 m。混凝土澆筑時(shí)，隨機(jī)檢測(cè)混凝土熟料拌和質(zhì)量，并制作1組試件，質(zhì)檢人員必須值守槽口，控制槽內(nèi)混凝土澆筑質(zhì)量。

3.2防滲墻質(zhì)量檢查

在防滲墻澆筑混凝土?xí)r，由試驗(yàn)人員在每個(gè)槽孔入口處進(jìn)行槽口隨機(jī)取樣，留作室內(nèi)物理力學(xué)性能試驗(yàn)。在防滲墻澆筑28 d后，按監(jiān)理工程師指示進(jìn)行墻體質(zhì)量檢查。檢查不合格的槽孔段，按監(jiān)理工程師的指示進(jìn)行處理，直至達(dá)到合格為止。

4　結(jié)語

通過結(jié)合本工程施工條件和設(shè)計(jì)要求，確定了塑性混凝土防滲墻施工方案，進(jìn)行了工程施工，并對(duì)塑性混凝土防滲墻施工效果進(jìn)行了檢測(cè)分析，實(shí)現(xiàn)了臺(tái)上水庫防滲加固的目的。

（責(zé)任編輯：劉長垠）

收稿日期：2016-01-06

中圖分類號(hào)：TV54318

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1673-8853（2016）03-0060-02