接頭管法在石壁水庫大壩防滲墻施工中的應(yīng)用

黃偉杰

(泉州市龍門灘引水工程管理處，福建 泉州 362000)

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接頭管法在石壁水庫大壩防滲墻施工中的應(yīng)用

黃偉杰

(泉州市龍門灘引水工程管理處，福建 泉州 362000)

摘要：接頭管法是目前混凝土防滲墻施工接頭處理的先進(jìn)技術(shù)，具有防滲墻接頭施工質(zhì)量可靠，效率高、成本低等優(yōu)點，尤其適用于工期緊、強度大的工程。石壁水庫大壩防滲墻施工具有施工場地小、工期緊、環(huán)保要求高等特點，本文通過該工程實例對防滲墻連接方式、接頭管施工工序、注意事項、施工成效等進(jìn)行闡述，對類似工程的施工提供一些借鑒性的作用。

關(guān)鍵詞：石壁水庫；大壩；防滲墻施工；接頭管施工；施工方法

墻段連接方法包括接頭管(板)法、鉆鑿法、雙反弧樁柱法、切(銑)削法等。其中，接頭管(板)法是國內(nèi)外使用最多的一種墻段連接方法，該方法是在建造完成的一期槽孔混凝土澆筑前，在其端孔處下入鋼制的接頭管(板)，待混凝土初凝后，用專用機械(液壓拔管機)將接頭管(板)拔出后，在兩期槽孔之間形成一定形狀的曲面接頭，保證墻體的有效連接。

1工程概況

石壁水庫大壩建在水頭鎮(zhèn)星輝村石壁頭，水庫于1955年12月動工興建，1958年4月建成蓄水，1965年加高擴(kuò)建，1986年進(jìn)行保壩加固。壩址以上流域面積 79.6km2。本次大壩防滲加固項目包括：大壩防滲墻、壩基帷幕灌漿。其中防滲墻軸線長度255m，墻厚0.8 m，共分為35槽段(槽段中含一個施工拐點)。

2石壁水庫大壩防滲墻施工概況

本工程大壩為黏土心墻土石混合壩，左岸心墻基礎(chǔ)落至全～強風(fēng)化巖體上，右岸及河床段心墻基礎(chǔ)開挖至弱風(fēng)化基巖，并布置三道漿砌塊石截水墻防滲。擬建大壩防滲墻墻頂高程+57.5m，施工平臺高程+58.5m，防滲墻軸線長度255m，平均孔深26.95m，造孔工程量約5 500m3，設(shè)計要求墻體深入弱風(fēng)化基巖內(nèi)0.5m，防滲墻施工合同工期66 d(2013年11月20日—2014年1月25日)，平均每天需完成100m3，工期極為緊張。本工程共投入1臺液壓抓斗，4臺沖擊鉆機，按照抓斗、沖擊鉆機本身的施工功效，合同工期內(nèi)可以順利完成防滲墻施工。

3石壁水庫防滲墻段連接方法選擇

當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻用作水利水電工程壩(堰)基防滲時稱作混凝土防滲墻。修建混凝土防滲墻是最常用的深厚覆蓋層地基防滲處理措施，在我國的水利水電建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的作用。目前國內(nèi)已采用過多種墻段連接方法，主要有鉆鑿法、接頭管(板)法、塑性混凝土包裹法和雙反弧法，其中以鉆鑿法和接頭管法用得最多。

石壁水庫大壩防滲墻施工平臺高程+58.50m，水庫地下水位高程為+37.50m，水庫地下水位比防滲墻施工平臺低21 m，防滲墻施工基本不受地下水位影響，孔口段土體較密實，槽孔的穩(wěn)定性較好。

在混凝土防滲墻施工中，接頭施工是控制防滲墻質(zhì)量的關(guān)鍵工藝，接頭的施工質(zhì)量直接關(guān)系到防滲墻施工的成敗[1]。傳統(tǒng)防滲墻施工工藝中接頭多采用鉆鑿法。這種在施工Ⅱ期墻段時在Ⅰ期兩端套打一鉆的方法，可形成半圓弧形接縫，既保證了墻厚又增加了滲徑；但該法施工時需重復(fù)鉆鑿接頭孔，施工工效低，材料浪費大，而且混凝土搭接厚度不易保證，且存在孔形孔斜不易控制、施工質(zhì)量難以保證等缺點。接頭管法施工是在一期槽孔清孔換漿結(jié)束后，在槽孔兩端下設(shè)接頭管，混凝土澆筑過程中及澆筑完成一定時段之內(nèi)，根據(jù)槽內(nèi)混凝土凝固情況逐漸起拔接頭管而預(yù)留接頭孔，從而避免了重復(fù)鉆鑿所造成的工時和材料浪費。二期槽孔澆筑混凝土?xí)r，接頭孔靠近一期槽孔的側(cè)壁形成圓弧形接頭，墻段形成有效連接。由于接頭管的下設(shè)，節(jié)省了套打接頭混凝土的時間，縮短了工期，同時節(jié)約了墻體材料，降低了施工費用；同時“接頭管法”形成的接頭孔形狀有利于延長滲徑，保證了墻體的抗?jié)B要求；且接頭管不會跑到槽孔外面去，所以不論如何偏孔，墻段連接均十分可靠，“接頭管法”增加了摩阻力，更好地傳遞單元墻段之間的應(yīng)力，使墻體的上下和左右受力條件好，使墻體可靠連接。

綜上所述，接頭管法與鉆鑿法比較，接頭管法在施工進(jìn)度、成本和質(zhì)量控制等方面存在較強優(yōu)勢?；诂F(xiàn)場施工條件、施工設(shè)備情況及本工程對工期的要求，合理選擇防滲墻接頭的連接方式—接頭管法，可以節(jié)省重復(fù)造孔工作量，加快整座大壩防滲加固的施工進(jìn)度[2]。

4石壁水庫大壩防滲墻接頭管施工方法的成熟應(yīng)用

4.1接頭管施工

本工程墻段 “接頭管法”連接施工方法如下：在防滲墻一期槽孔清孔換漿結(jié)束后，在槽孔端頭下設(shè)接頭管；在混凝土澆筑過程中及澆筑完成一定時段之內(nèi)，根據(jù)槽內(nèi)混凝土初凝情況逐漸起拔接頭管，在一期槽孔端頭形成接頭孔。二期槽孔澆筑混凝土?xí)r，接頭孔靠近一期槽孔的側(cè)壁形成圓弧形接頭，墻段形成有效連接。

接頭管下設(shè)施工流程見圖1。

接頭管的起拔通常包括初拔階段、中間階段、終拔階段。初步階段俗稱活動管，一般初拔每次活動接頭管的高度為10～20 cm，活動接頭管的頻率和高度根據(jù)壓力表的壓力確定。中間階段是接頭管正常起拔階段，這個階段壓力保持在一定的數(shù)值范圍內(nèi)，差值一般在4～6 MPa。最后一個接頭管的起拔為終拔階段，這一階段接頭管起拔速度可適當(dāng)放慢，防止槽孔頂部混凝土溜滑、坍塌。

4.2接頭管施工的注意事項

拔管法需要投入機械設(shè)備較多，導(dǎo)向槽等臨時設(shè)施工程量大，施工工藝較為復(fù)雜。本工程采用50T履帶吊車配合YBJ-800型液壓拔管機下設(shè)與起拔接頭管，該機起拔力大，初始起拔具有微動功能，可有效降低埋管事故的發(fā)生。拔管法施工關(guān)鍵是要準(zhǔn)確掌握起拔時間。施工時應(yīng)重點注意下述問題：

1)混凝土正常澆注時，應(yīng)及時掌握混凝土面上升速度和接頭管的埋深情況。施工過程中應(yīng)仔細(xì)的分析澆注過程是否有意外，并隨時從澆筑指示圖上查看混凝土上升速度、混凝土面高度等并計算接頭管的埋深情況。

2)準(zhǔn)確檢測并確定出混凝土的初終凝時間，盡量減少人為配料誤差。澆筑混凝土?xí)r，隨著混凝土面的不斷上升，分階段制作混凝土試件，以精確掌握混凝土的初終凝時間。

3)接頭管垂直度：發(fā)生接頭管偏斜主要由兩方面因素，①由于端孔造孔時，孔形不規(guī)則，下設(shè)接頭管時，容易使其偏斜；②澆筑混凝土?xí)r，受到混凝土的側(cè)向擠壓，使其偏斜。一旦發(fā)生接頭管偏斜，應(yīng)立即采取糾偏措施，即在混凝土尚未全凝結(jié)之前通過垂向的起拔力重塑孔型，使接頭管盡可能的垂直或順直。

4)安排專職人員負(fù)責(zé)接頭管起拔，隨時觀察接頭管的起拔力，避免人為因素發(fā)生鑄管事故。

5)接頭管全部拔出混凝土后，應(yīng)對其新形成的接頭孔及時進(jìn)行檢測、處理和保護(hù)。

6)為保證拔管操作正常進(jìn)行，拔管機應(yīng)安置在堅實的基礎(chǔ)上，并清除附近障礙物。

圖1　接頭管下設(shè)流程圖

4.3大壩防滲墻接頭管施工功效

本工程接頭管施工下設(shè)接頭管總長度為969.80m，孔內(nèi)接頭管累計下設(shè)長度為884.68m，拔管后成孔深度累計為844.05m，成孔率達(dá)到95.41%，完成34個接頭孔，節(jié)省混凝土約466.46m3(按照大壩防滲墻施工大平均擴(kuò)孔系數(shù)計算)，節(jié)省投資24.25萬元。實際施工天數(shù)為2013年11月25日—2014年1月12日，施工歷時僅僅49 d，比合同工期節(jié)省23 d。

5結(jié)語

石壁水庫大壩防滲墻墻段連接采用接頭管法，加快了施工進(jìn)度、節(jié)省了施工成本，保證了墻段的有效連接，為后續(xù)大壩回填施工提供了充分的時間。施工結(jié)束后對接頭孔部位的鉆孔取芯顯示混凝土完整、連續(xù)，無斷層、夾泥現(xiàn)象；經(jīng)墻體注水試驗檢測，滲透系數(shù)均在7.01×10-8～9.56×10-8cm/s 范圍內(nèi)，符合設(shè)計和規(guī)范要求。石壁水庫大壩防滲墻墻段連接接頭管法的成熟應(yīng)用為類似施工工期緊的大壩基礎(chǔ)防滲工程施工提供了寶貴經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅?；?石巖水庫大壩防滲處理[J].甘肅水利水電技術(shù)，1996(03)：56-58.

[2]劉德壽.湖南益陽十八拐水庫大壩防滲處理[J].水利與建筑工程學(xué)報，1992(04)：2-4.

文章編號：1007-7596(2016)02-0114-03

[收稿日期]2015-10-28

[作者簡介]黃偉杰(1979-)，男，福建安溪人，工程師，從事水利水電工程管理工作。

中圖分類號：TV543

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B