库坝混凝土防渗墙冲击钻劈法施工中常见作业事故与防治措施_陈开凡(1)

·施工技术·

库坝混凝土防渗墙冲击钻劈法施工中常见作业事故与防治措施

陈开凡

(广西海河水利建设有限责任公司二分公司,广西　南宁　530031)

[摘要]　采用冲击钻劈法成槽的混凝土防渗墙施工在广西已成功建成6座槽板式库坝(堰坎)混凝土防渗墙,结合实例介绍了在冲击钻劈法造孔和直升导管泥浆下浇筑混凝土两道主要施工工序中常见作业事故及防治措施。[关键词]　混凝土防渗墙;冲击钻劈造孔;泥浆下混凝土浇筑;作业事故;防治措施

[中图分类号]　T V543.8 [文献标识码]　B [文章编号]　1003-1510(2001)S0-0042-04

1　混凝土防渗墙施工的技术工艺

混凝土防渗墙技术开发较早,应用广泛,常以桩柱式和槽板式用作土石坝坝身、坝基的防渗结构。广西已建成的6座库坝(堰坎)混凝土防渗墙均为槽板式,其施工工艺是:主要作业大致分为造孔和混凝土浇筑两道工序,造孔作业分为机械和人工两种方式,机械造孔又分为钻头式和抓斗式;钻头式造孔法,常用冲击钻,按设计墙厚用钻劈法(另有平打法、劈打法)将按Ⅰ、Ⅱ序间隔布置跳打的槽孔,分主副孔一次钻达设计深度后再劈打其间小墙经清孔后成槽。混凝土浇筑则用较大坍落度(18～22cm )混凝土采取泥浆下直升导管法施工,对人工挖槽在无水或易随时抽干情况下也可用普通混凝土按常规方法浇筑。

混凝土防渗墙施工专用的临时设施多,除钻机轨道、孔口导墙外,还有供水、供电,制浆、供浆,造孔、清孔,混凝土制作、混凝土输送、混凝土浇筑等主辅工作系统,而且相互间需协调配合,工艺较特殊;作业战线长,工作面多、范围大,工序要求衔接紧凑,连续流水作业,有一定的复杂性;且系地下隐蔽工程,质量要求严,不能有隐患,技术含量较高;施工中难以预见的不利因素较多,易因各种原因出现作业事故,因此,有一定难度和风险。本文将结合工程实

例介绍常见作业事故及其预防措施、处理办法,以供

参考和借鉴。

2　常见造孔作业事故及防治

2.1　梅花孔、扁孔、缩孔

均属尺寸不合要求的异形孔。当钻机转向接头

失灵或因泥浆粘度过大使冲击钻具转向失灵,或因冲程太小,钻具尚未来得及转动一个足够的角度便落下时因钻刃难以改变冲击位置而冲出不规则孔。当在不宜用冲击造孔的粘土层中造孔时,因其塑性大而出现糊钻和缩径。为防治异形孔出现应改善泥浆性能,减少其对钻具的迥转阻力;及时捞渣,保持泥浆固壁力,经常检查转向接头的灵活性;在低冲程钻进中,间隔改换为高冲程钻进,并尽量用一字钻头。孔形不正时应及时修孔护壁。在粘土层中应以清水钻进,钻前先投入部分碎石,以轻的钻具、较小的刃角低冲程钻进。发现缩颈时,经常提动钻具修扩孔壁。2.2　卡钻

可能卡钻的情况是:在易糊钻缩颈的粘土层中造孔时,因钻具不常提动、修扩孔壁或每回次冲击时间过长而被卡;钻具被梅花孔、扁孔及其上方孔壁上掉块(或其他杂物)卡在孔壁不规则圆的部位或被探头石挤夹住;钻进速度过快,冲程过大,未及时起钻,

[收稿日期]　2001_06_10

[作者简介]　陈开凡(1944-),男,湖南祁东人,广西海河水利建设有限责任公司二分公司高级工程师,从事水利工程施工管理工作。

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广西水利水电　GX WA T ER RESO URCES &HY DRO POW ER ENG IN EERI NG 2001(增刊)

DOI :10.16014/j .cn ki .1003-1510.2001.s1.016

放下的抽筒因沉渣过厚被卡;钻进达倾斜基岩面,钻具冲击因偏斜至被卡;在坝头夹有大粒径孤石的风化层中钻进时被孤石夹住;钻达基岩面时被半风化岩的大裂隙或石灰岩的溶沟夹住等。

为预防卡钻,应在钻达基岩或坝头风化孤石层前,应及时检查提升系统是否可靠灵活;及时清理钻渣;钻进中由专人扶绳随时观察孔内情况,控制钻进速度和最大冲程不超过6m;在粘土层中造孔为防止因泥浆粘度过大糊钻,可适量向孔内投入部分砂砾并选用肋骨式钻头边钻边上下反复扩孔。

出现卡钻时,可采用交替紧绳、松绳上下串动办法处理,但不可硬提猛拉。也可采用多轮滑车或千斤顶起拔,必要时采用打捞工具辅助或用小径钻头、振捣棒下入井内,在卡钻部位轻轻冲击,将卡塞物捣碎或挤入孔壁孔底来解除。

2.3　掉钻

当发生曳引钢丝绳因锈蚀断丝严重或钢丝绳直径偏小,不能承拉而突断;绳卡数量不足或螺丝松动断裂;护铁磨损后钢丝绳与提梁直接接触又被磨损致突断等情况时,将出现钻具脱挂掉入井孔的事故。

为预防掉钻应使用质量合格的钢丝绳;经常检查主绳,当断丝超过10%或1股的1/2以上时应截去或更换;提梁磨损1/3时应及时补焊;绳卡如有松动断痕应及时更换拧紧;操作离合器手把用力要平稳,不得猛拉猛推。

发生掉钻时,先探明掉钻部位,再用打捞工具,辅以多轮滑车或千斤顶捞取。

2.4　埋钻

如果钻具被卡后强拉硬提或反冲击放绳太快,可能会使钢丝绳折断或掉钻后打捞不成功;或当主副孔间小墙已打通,突然抽浆致槽孔局部坍塌;或钻进中因突然停电、机械故障等致突然停机,钻具又未及时提离钻渣过厚的孔底等情况下将出现埋钻事故。

为预防埋钻应随时观测孔内情况,发现钻具升降受阻或摆动不正常时,应立即停钻检查弄清原因,采取措施防止坍孔;突然因停电停机时要立即将钻头提离孔底5m以上;要及时清除钻渣;出了卡钻事故不要强拉硬提;要随时检查钢丝绳、提梁是否结实。

处理埋钻可采用处理卡钻、掉钻的类似方法,如无法打捞上来,即先准确测出埋钻高程,如远未达设计孔深,可在抽干浆后回填槽孔再用倒挂井法挖孔吊取钻头;如接近设计孔深,用上法不合算时,为保证防渗效果不受影响,可在其上游侧钻孔灌浆或进行高压喷灌处理。

2.5　孔斜

导致孔斜情况是:在松软地层钻进时如遇较大圆滑孤石或探头石,易将钻具挤离孔中心轴线;钻具由软层进入陡倾角硬层或在粒径差别太大的砂砾层中钻进时,钻头受阻不均致偏;钻具导正性差,在超径孔或软硬不一地层使钻头走偏;提放钻具过快过猛致钻机位移或钻机底座局部下沉而歪斜;钻具中心线与钻孔中心不对正可能导致钻具撞击孔壁,或在松软地层进尺过快导致歪斜。

当钻具进入钻孔后,以带孔盖板限制钢丝绳在其中间孔中心上下,用交线法或其他方法每4～5m 检查1次孔的垂直度,提升时如不在孔中心,就足以说明发生了孔斜。

为预防孔斜发生,应针对地层特征采用适宜的高质量泥浆,保持孔壁稳定,防止和减少探头石;在钻进过程中,应尽量少采用连续冲击,多采用间断冲击,根据岩土情况均匀松放钢丝绳,勤松、少松,最大冲程不超过6m。

一但发生孔斜,应随时修正斜孔,如无法调正,应立即停钻;在这种情况下,应先回填粘土片石,对大小不同粒径探头石在分别采取击碎甚至钻眼爆破或用锥形钻头挤压入孔壁等方法处理后,再将钻机移至原位调整重新开钻;槽孔套打一钻接头孔因孔斜形成裤衩,使槽段间出现叉缝时,可在其上游钻孔以静压或高喷灌浆处理。

3　常见混凝土浇筑作业事故及防治

3.1　混凝土泵机械故障和输送作业事故

3.1.1　混凝土泵被堵,泵力不足送不出的故障处理

混凝土泵机械故障有3种情况:吸入流道堵塞;或因混凝土配合比掌握不严、骨料离析引起泵体吸入空气;或因料斗存料太少引起阀箱堵塞,多发生在垂直向上的泵送中。

可分别采取如下方法进行处理:当吸入流道堵塞时,可采用反泵法排除,即按下活塞反向按纽,以反泵循环,如不行改用板阀反向办法经几个循环反泵即可排除堵塞。当吸入空气时,先清除腔内缺乏砂浆的粗骨料,加入符合配比的料再泵送或采用反泵方法排除空气后再泵送。当阀箱被堵时,先打开阀窗,清除干净硬料,在管路中装止流阀,并在停泵时把阀板牌插进止流,可避免阀箱堵塞。施工中,只要注意随时保养和检修混凝土泵,配齐零配件,泵毕

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