液壓抓斗成槽混凝土防滲墻在水庫大壩除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

□盧建權(quán)（長樂市三溪水庫管理處）

液壓抓斗成槽混凝土防滲墻在水庫大壩除險(xiǎn)加固中的應(yīng)用

□盧建權(quán)（長樂市三溪水庫管理處）

針對(duì)水庫除險(xiǎn)加固中在應(yīng)用液壓抓斗成槽混凝土防滲施工過程中存在的問題，文章通過分析實(shí)際工程案例應(yīng)用該技術(shù)的要求、方法及注意事項(xiàng)、對(duì)施工前期準(zhǔn)備、防滲墻施工工藝流程、漏漿處理技術(shù)、導(dǎo)向槽開挖、施工控制等進(jìn)行闡述，以便為相關(guān)人員在相似工程中提供參考。

水庫大壩；土石壩除險(xiǎn)加固；液壓抓斗

0 引言

我國很多水庫都建于20世紀(jì)60年代。由于當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件和原材料匱乏限制建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低絕大部分中小型水庫大壩都是土石壩，經(jīng)過長年運(yùn)行水庫大壩漏水現(xiàn)象嚴(yán)重。影響大壩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，危及大壩安全，威脅上、下游人民群眾生產(chǎn)、生活。液壓抓斗成槽混凝土防滲墻施工技術(shù)，具有防滲效果好以及保證墻體結(jié)構(gòu)連續(xù)性、整體性的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)采用該技術(shù)來解決水庫大壩長期漏水問題，提高了水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)，堵住了大壩上下游間白蟻活動(dòng)通道等。因此，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)在明確液壓抓斗成槽混凝土防滲施工技術(shù)要求的前提下，來找出實(shí)際解決施工問題的控制方法，將施工風(fēng)險(xiǎn)得到有效控制。

1 工程概況

某水庫是福建省一座重要中型水庫，水庫集雨面積有40hm2，總庫容1146萬m3，壩高36m，壩頂寬度8.6m，粘土心墻土石混合壩，設(shè)計(jì)灌溉面積1666.67hm2，保護(hù)下游約5萬人及福州濱海工業(yè)集中區(qū)等大型工礦企業(yè)。是一座以防洪、農(nóng)業(yè)灌溉為主，供水、養(yǎng)殖、抗旱為輔的綜合性水利工程。該工程建于1958年，經(jīng)過50多年的連續(xù)運(yùn)行，壩體局部出現(xiàn)裂縫，壩腳漏水嚴(yán)重，影響大壩安全運(yùn)行。為此，相關(guān)建設(shè)人員對(duì)水庫大壩壩基、壩體以及壩頂?shù)染M(jìn)行了防滲加固處理。下面就對(duì)工程大壩采用的液壓抓斗成槽混凝土防滲墻施工技術(shù)要求、方法以及注意事項(xiàng)進(jìn)行闡述，為相關(guān)建設(shè)者提供一些施工參考。

2 液壓抓斗成槽混凝土防滲施工技術(shù)的應(yīng)用要求

2.1 施工前期準(zhǔn)備工作

在水庫大壩符合液壓抓斗成槽混凝土防滲墻施工條件下，進(jìn)行施工前期準(zhǔn)備工作：首先將水庫水位降至死水位以下；二是根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行測(cè)量定位，確定每個(gè)槽段施工長度；三是根據(jù)大壩上下游寬度和液壓抓斗設(shè)備的尺寸設(shè)置穩(wěn)定、牢固的作業(yè)平臺(tái)，作業(yè)平臺(tái)布置要滿足液壓抓斗設(shè)備、導(dǎo)管和接頭管提升機(jī)、鉆機(jī)、泥漿、混凝土、棄土輸送通道等存放空間，并能同時(shí)進(jìn)行施工。

2.2 防滲墻施工工藝流程

第一步，確定防滲墻施工軸線后用鉆機(jī)設(shè)置導(dǎo)向孔，孔距20m；第二步，開挖導(dǎo)向溝，澆筑導(dǎo)向槽，施工放樣，劃分放樣第一、第二工序槽（備注：如果防滲墻槽段劃分過長，由于施工時(shí)間長容易造成孔段坍塌，劃分過短，造成工序重復(fù)多，時(shí)間浪費(fèi)和成本增加，一般孔槽長度劃分在6～8m為好）；第三步，抓斗成槽到壩基巖層，鑿巖至設(shè)計(jì)要求孔深；第四步，下設(shè)接頭管，進(jìn)行清孔換漿（第二工序槽施工時(shí)清洗接頭）；第五步，對(duì)成槽的進(jìn)行終孔驗(yàn)收；第六步，下設(shè)混凝土澆筑導(dǎo)管；第七步，在水下進(jìn)行混凝土澆筑施工，泥漿回收；第八步，現(xiàn)場(chǎng)取樣，檢測(cè)；第九步，拔接頭管，進(jìn)行下一槽段施工。

整個(gè)造墻過程主要為“修建施工平臺(tái)”——“修筑導(dǎo)向槽”——“造孔成槽”—“混凝土澆筑”等工序，具體施工工序見下圖1。

2.3 接頭施工工藝

圖1 施工工序圖

對(duì)于水庫大壩除險(xiǎn)加固中液壓抓斗成槽混凝土防滲墻接頭施工質(zhì)量的好壞，關(guān)系到水庫大壩的防滲效果和整體性，在實(shí)際施工過程中，接頭管的管徑與防滲墻的寬度一致，管與管之間連接采用承插頭和插銷連接。因此，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)在第一道工序槽開挖完后，進(jìn)行槽孔驗(yàn)收，槽孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后槽孔兩端逐條下接頭管，在下接頭管時(shí)要保證接頭管垂直不偏移，測(cè)量下接頭管的長度，再進(jìn)行終孔驗(yàn)收，使槽孔達(dá)到水下澆筑混凝土的要求，拔出接頭管，進(jìn)行第二道工序槽施工，在第二道工序槽換漿清孔的同時(shí),用清洗接頭管專用鋼絲刷對(duì)兩端已澆筑好的混凝土進(jìn)行反復(fù)刷洗，刷洗到刷頭無夾泥，再進(jìn)行終孔驗(yàn)收，水下澆筑混凝土，完成連續(xù)防滲墻施工，確保接頭處混凝土連接密實(shí)，無縫隙。

3 液壓抓斗成槽混凝土防滲施工技術(shù)的應(yīng)用方法

3.1 塌孔處理技術(shù)

實(shí)施液壓抓斗成槽混凝土防滲施工在開挖槽孔的過程經(jīng)常會(huì)遇到槽孔坍塌現(xiàn)象，影響施工進(jìn)度。相關(guān)建設(shè)人員發(fā)現(xiàn)后應(yīng)立即停止施工，分析坍塌原因，一是要通過不斷地向槽中注入稠度更大泥漿，保持壓力平衡來實(shí)現(xiàn)泥漿固壁。二是要采用渣土對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕靥钍┕?，這是平衡孔壁壓力的有效方法。三是對(duì)于工程壩基結(jié)構(gòu)中存在的塌孔問題，施工技術(shù)人員可采用投放水泥材料來保證防滲墻孔壁的穩(wěn)定性。這樣一來，水庫大壩成槽的坍塌問題不僅能夠得到有效控制，還可以預(yù)防漏漿現(xiàn)象的出現(xiàn)，使防滲墻墻體的抗?jié)B能力得到保證。

3.2 孔斜處理技術(shù)

因成槽孔斜問題所導(dǎo)致的影響防滲墻防滲效果，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)通過嚴(yán)格控制施工機(jī)械設(shè)備的平穩(wěn)性，為液壓抓斗成槽防滲墻施工的實(shí)施創(chuàng)造一個(gè)良好的作業(yè)平臺(tái)。具體說，要使施工機(jī)械設(shè)備對(duì)正孔的位置，這是保證在整個(gè)槽孔開挖過程中，設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生變形及沉陷等問題。此外，還可以利用液壓抓斗的測(cè)斜偏系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)向或者是糾偏。對(duì)于因開挖中孤石所造成的孔斜問題，施工技術(shù)人員可采用重錘法進(jìn)行相應(yīng)的處理?；虿捎眯°@孔爆破、定向聚能爆破的方法處理。當(dāng)施工所遇孤石得到爆破處理后，再進(jìn)行下一步的防滲墻成槽施工。如果實(shí)際施工的情況是，成槽的孔斜過大，則應(yīng)通過回填處理后，采用重新開挖的方法來處理。回填材料，可選用同壩體相同材料的土石。

3.3 漏漿處理技術(shù)

經(jīng)勘察，如果水庫大壩發(fā)生大量漏漿問題，為保障其能及時(shí)處理，避免槽孔內(nèi)部漿面急速降落等現(xiàn)象的發(fā)生。施工技術(shù)人員在第一時(shí)間停止開挖，分析漏漿原因、位置、數(shù)量等，然后注入粘稠度更大的泥漿，保證槽內(nèi)有足夠的泥漿，對(duì)漏漿點(diǎn)外壩坡進(jìn)行堵漏，以上方法都無法控制漏漿時(shí)應(yīng)進(jìn)行回填處理，處理方法與塌孔處理一樣，待泥漿凝固，不再滲漏后重新施工。

4 液壓抓斗成槽混凝土防滲墻施工技術(shù)的注意事項(xiàng)

4.1 導(dǎo)向槽開挖、澆筑控制

導(dǎo)向槽開挖、澆筑是液壓抓斗成槽混凝土防滲墻施工中的關(guān)鍵工序，其尺寸應(yīng)嚴(yán)格控制，寬度應(yīng)略寬于液壓抓斗機(jī)寬度2cm左右，太窄了液壓抓斗無法入槽，太寬了開挖不平整，影響泥漿固壁效果，增加開挖量，增加換漿清孔工作量，更容易引起塌孔事故的發(fā)生。

4.2 開槽垂直度控制

在開挖槽孔的過程中，要保證成孔的垂直度。相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)將垂直度的偏差范圍控制在1%，將孔位的偏差控制在10mm。此外，具體的施工內(nèi)容要按照設(shè)計(jì)制定的參數(shù)進(jìn)行，并認(rèn)真核對(duì)實(shí)際成孔所帶來的結(jié)構(gòu)變化。調(diào)整挖進(jìn)速度，進(jìn)而確保開挖質(zhì)量的關(guān)鍵。

4.3 泥漿控制

對(duì)于泥漿作用的控制，要注意制作的流程順序，即要按照新制泥漿、泥漿池、槽孔、泥漿分離凈化、泥漿池的流程進(jìn)行制作。泥漿配合比：水與膨潤土的比值為1000：60-1000：80。對(duì)于槽孔施工完畢后的清孔換漿工作，要把孔底淤積厚度控制在0.10m以內(nèi)；黏度在30s以內(nèi)；槽內(nèi)泥漿比在1300kg/m3以內(nèi)。如果在檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)際作業(yè)情況超出上述指標(biāo)參數(shù)，施工人員要進(jìn)行二次清孔換漿施工，以保證混凝土澆筑施工的質(zhì)量。

4.4 接頭施工控制

水庫大壩防滲墻接頭施工是關(guān)系到水庫大壩能否形成一個(gè)連續(xù)密閉墻體的關(guān)鍵，必須用專用鋼絲刷對(duì)兩端已澆筑好的混凝土進(jìn)行反復(fù)刷洗，刷洗到刷頭無夾泥和殘留物為止。

4.5 拔管控制

拔管分為水下混凝土澆筑拔管和槽段間接頭管拔管，水下混凝土澆筑拔管嚴(yán)格按照水下混凝土澆筑操作規(guī)程進(jìn)行操作；槽段間接頭管拔管采用專用于液壓抓斗機(jī)的配套設(shè)備液壓拔管器，在進(jìn)行水庫大壩的除險(xiǎn)加固施工中，在混凝土結(jié)構(gòu)初步凝固時(shí)用液壓提升機(jī)輕微提高接頭管再放下，此工序主要是防止在終凝時(shí)防滲墻體與接頭管連成整體，一次性拔出接頭管造成對(duì)混凝土整體結(jié)構(gòu)的破壞，這些工序反復(fù)施作3～5次后，就待其防滲墻體終凝，再拔出接頭管（時(shí)間為12-24h）。

5 結(jié)語

綜上所述，目前，許多水庫大壩存在不同程度滲漏問題，所有水庫又要始終服務(wù)于工程項(xiàng)目所在地區(qū)，這些隱患給當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娺M(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及現(xiàn)代化建設(shè)帶來了一定的威脅。基于此，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)通過除險(xiǎn)加固技術(shù)，來降低其可能帶來的影響。在眾多水利工程的除險(xiǎn)加固施工技術(shù)中，液壓抓斗成槽混凝土防滲墻施工技術(shù)具有防滲效果、耐久性較好的優(yōu)勢(shì)。因而，業(yè)內(nèi)人員應(yīng)在明確其施工技術(shù)要求、方法的前提下，采取相應(yīng)的施工質(zhì)量控制方法。事實(shí)證明，只有解決了水庫大壩存在的滲漏問題，才能保證大壩安全、穩(wěn)定運(yùn)行，才能使工程建設(shè)滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)其的需求。

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（責(zé)任編輯：李樂樂）

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2016-06-13