3-3 浅谈液压抓斗造塑性砼防渗墙工程施工(游焕波)

浅谈液压抓斗造塑性砼防渗墙工程施工
游 焕 波
（江西省赣西土木工程勘测设计院，江西 宜春 336000）
摘 要：为了介绍水库大坝液压抓斗造塑性砼防渗墙工程有关施工方法和施工经验。

关键词：大坝；砼防渗墙；施工
1 工程施工总体程序
塑性砼防渗墙的施工总体程序一般可分为：施工准备、造孔、清孔换浆、混凝土浇筑等工序。

具体工艺流程见下图。

防渗墙施工工艺流程图
2 施工质量控制
为保证工程施工质量，施工中采取了一系列措施，
组织建立了一套质量保证体系。

施工时严格按照有关设计图纸及文件、有关砼防渗
墙施工规范精心组织施工，开工前对施工班组进行技术安全交底。

对土建用原材料，严把原材料质量关，对原材料验收时，首先检验原材料的出厂合格证，如需要进行二次检测的原材料（如钢筋、水泥等）
，必须进行二次检测（二次检测由监理工程师现场随机抽样送检），二次检测合格后方可作为合格的原材料投入使用。

施工过程中对每道工序严格按照优良标准进行“三检制”（即施工班组自检、工段复检、项目经理部终检）自检控制，自检完成后报送工程监理部进行复核，符合要求后才开始下一道工序的施工。

在施工过程中，严格按照“
ISO9001：2000质量管理体系认证标准”进行全过程监控管理。

向每个施工管理人员和工人贯彻树立“百年大计、质量第一”和“预防为主、安全第一”的思想，争创优质工程。

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施工方法
施工方法为膨润土泥浆固壁，“两钻一抓”成一期槽，“两步法”成二期槽(即双反弧接头)，泥浆下直升导管法浇筑混凝土。

3.1施工准备及临时工程
3.1.1施工平台填筑：施工平台用挖掘机挖土填在轴线外上游侧，并用挖机碾压密实。

3.1.2地质先导孔：沿防渗墙轴线每20m布置一个地质勘探先导孔，用XY--2PC地质钻机钻孔取芯，以探明地层分布及基岩顶面高程等情况。

3.1.3导向槽布置及导墙结构：导向槽沿防渗墙轴线布置，槽宽0.7～0.5m，槽深1.2m，内外两侧的导墙为0.25m厚的少筋现浇C15“倒L型”砼结构。

3.1.4场内道路：施工场内道路布置在施工平台的下游侧。

3.1.5泥浆系统：制浆站布置在左岸坝肩上游侧，泥浆站中布置两台0.4m3立式高速制浆机，配120m3左右的泥浆池，并配置2台15kw挖泥机，以通过φ100mm浆管将泥浆送至孔口。

3.1.6施工水、电供应：施工用水用多级泵直接抽水用φ100mm 的水管引至各用水部位。

施工用电
3.2槽孔划分：
根据类似工程经验，一期槽孔长度拟定为6m，二期槽孔长度拟定为6m。

具体数值根据生产性试验结果确定。

3.3成槽施工：
槽孔用液压抓斗抓取槽内的土体。

3.4固壁泥浆
固壁泥浆采用粘土浸泡后用0.4m3。

立式高速搅拌机制浆。

3.5清孔换浆
当抓斗成槽至设计深度后，先进行清淤换处理直至符合槽孔验收标准，然后下设导管进行清孔换浆，即将导管下至孔底，用泵把性能良好的泥浆经导管送至孔内，由浆液以正循环流动携带钻渣出槽孔，达到清孔换浆之目的。

3.6混凝土浇筑
混凝土采用泥浆下直升导管法浇筑，导管内径φ250mm，混凝
土拌和采用两台0.5m3拌和机集中拌和，混凝土运输采用混凝土泵泵送运输。

4 关键工序技术措施
4.1砼导墙技术措施
4.1.1导向墙应平行于防渗墙中心线，其允许偏差为±1cm；
4.1.2导向墙顶面高程(整体)允许偏差±1cm；
4.1.3导向墙顶面高程(单幅)允许偏差0.5cm；
4.1.4导向墙间净距允许偏差0.5cm；
4.2施工平台技术措施
4.4.1施工平台应碾压密实，以防止钻机下沉；
4.4.2钻机侧铺设的卧木，要求前高后低，有2％的坡度，为使卧木连成整体，横向纵向都用扒钉连接；
4.4.3倒渣平台在削成里高外低，有1／10的坡度，其上面铺设浆砌块石；
4.4.4在倒渣打平台下沿线丌挖排水沟，内底坡应尽量加大，沟内缘衬以浆砌块石。

4.3铁轨与枕木的铺设技术措施
4.4.1在卧木上面，垂直于砼导向墙，铺设枕木(15×15×430cm)。

枕木之一端部与卧木边缘相齐，均与导墙有2cm间距。

4.4.2调正枕木间距在50cm左右，也要调正枕木高低。

调正好后用扒钉把枕木卧木连成一体。

4.4.3用钢尺自孔口中心桩量得85cm，为第一根钢轨位置。

再由第一根钢轨内缘用61cm的道尺控制铺上第二根钢轨。

同前再用210cm和61cm道尺控制铺上第三、第四根钢轨，每量得一根钢轨，都用道钉将钢轨钉死。

钢轨选用24kg／cm。

4.4.4铺设中值得注意的是：钢轨按头尽量放在枕木上，鱼尾螺丝头要错开、上紧；铺设钢轨时，还要随时用水平尺检查道面是否水平，若有高低不平处，还要用撬棍撬起，垫上石头或木块；若长枕木不足，可以穿插使用，但两根短枕木搭接要有足够长度，并用扒钉连接起来。

4.4.5铺好枕木后，即可回填道碴。

道碴选用直径不大于4cm的
石子，并用十字镐把块石充分捣实，不得使枕木处于悬空状态。

4.4槽孔建造技术措施
4.4.1根据地质复勘资料编制槽孔轴线剖面图，划分槽段、确定合拢段位置。

4.4.2根据类似工程经验，在防渗墙中心线部位进行生产性试验，以取得造孔、固壁泥浆、墙体浇筑等施工工艺和参数。

4.4.3设置地表水排水系统，防止地表水渗入槽内，以免影响泥浆性能和破坏孔壁稳定。

4.4.4造孔中，孔内泥浆面应保持在导墙顶面以下30cm～50cm。

4.4.5漏失地层，应采取预防措施，发现泥浆漏失，应立即堵漏补浆。

4.4.6保证槽孔平整垂直，孔位中心允许偏差不大于3cm、孔斜率不大于O.2％；遇有含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，其孔斜率应控制在0.6％以内；对于一、二期槽孔接头套接孔的两次孔位中心任一深度的偏差值应不大于施工图纸规定墙厚的1／3，并应采取措施保证设计厚度。

4.4.7槽孔嵌入基岩的深度必须达到0.5m。

基岩需按下列方法确定：依据防渗墙中心线先导孔地质剖面图，当孔深接近预计基岩面时，即开始取样，然后根据岩样的性质确定基岩面；对照邻孔基岩面高程，并参考钻进情况确定基岩面；当上述方法难以确定基岩面，或对基岩面发生怀疑时，应采用钻机取基岩的岩样，加以确定和验证。

基岩岩样是槽孔嵌入基岩的主要依据，必须真实可靠，并按顺序、深度、位置编号，填好标签，装箱，妥善保管。

4.4.8造孔结束后，应对造孔质量进行全面检查。

经检查合格后方可进行清孔换浆。

造孔质量检查的项目和指标为：槽孔中心偏差≤±3cm；槽孔孔深偏差不得小于设计孔深；孔斜率≤0.2％；槽孔宽满足设计要求(包括接头搭接厚度)。

4.4.9混凝土接头钻进应在槽孔浇筑结束48小时后进行。

4.5清孔换浆技术措施
4.5.1造孔结束并经检查合格后方可进行清孔换浆工作。

4.5.2二期槽孔清孔换浆结束前，应使用略小于造孔钻头的刷子钻头，分段刷洗混凝土孔壁上的泥皮。

刷洗的合格标准为刷子钻头上基本不带泥屑，孔底淤泥不再增加。

4.5.3清孔换浆结束1小时后，应达到下列清孔标准：孔底淤积厚度≤10cm；当使用粘土泥浆时，孔内泥浆密度密度≤1.3g／cm3，粘度≤30s，含砂量≤10％；当使用膨润土泥浆时，应通过试验确定。

4.6泥浆
4.6.1泥浆材料应符合下列要求：
粘土料宜选择粘粒含量大于50％、塑性指数大于20、含砂量小于5％、二氧化硅与三氧化二铝含量的比值为3～4的粘土。

膨润土成品料的品质应符合SY5060—35规定。

4.6.2新制膨润土泥浆或粘土泥浆性能指标，应分别符合SLl74—96表4.0.6和表4.0.7的规定。

4.6.3循环使用的泥浆应每隔30min检测一次性能，当泥浆超过规定的指标时，作废浆处理；废浆应集中排放到监理人指定的地点。

4.6.4配制泥浆的水质应符合JGJ63—89第4.0.4条的规定。

4.6.5应按试验选定的配合比配制泥浆，粘土和水的加料量应称量计量，加料量误差应小于5％，拌制泥浆所采用的外加剂及其掺量应通过试验确定。

4.6.6储浆池内的泥浆应定时搅动，不得结块和沉淀。

4.7墙体混凝土技术措施
4.7.1材料
水泥：水泥标号应不低于34.5级，有抗冻要求时，应优先选择硅酸盐水泥。

商品膨润土：质量标准符合石油工业部部颁标准《钻进液用膨润土》(SY5060—85)要求。

粗骨料：应优先选月天然卵石、砾石，其最大粒径应小于40mm，含泥量应不大于1.0％，泥块含量应不大于0.5％；
细骨料：应选用细度模数4.4～4.0范围的中粗砂，其含泥量应不大于3％，粘粒含量应不大于1.0％。

外加剂：减水剂、防水剂和加气剂等的质量和掺量应经试验，并
参照DL／T5100—1999的有关规定执行。

水：配制混凝土的水质应符合JGJ63—89第4.0.4条的规定。

所有进场材料经复检合格后才能投入使用。

4.7.2配合比
配合比试验和现场抽样检验的混凝土性能指标应满足下列要求：入槽坍落度18～22cm；扩散度34～40cm；坍落度保持15cm以上，时间应不小于lh；初凝时间不小于6h；终凝时间不大于24h；混凝土密度不小于4.1g／cm3；胶凝材料用量不少于350kg／m3；水胶比小于0.65。

塑性砼参数配合比如下表。

砼参数配合比(重量比，单位kg)
4.8混凝土拌和与运输技术措施
4.8.1混凝土的拌和及运输能力，应不小于最大计划浇筑强度的1.5倍。

4.8.2混凝土的拌和、运输应保持浇筑能连续进行。

若因故中断，时间不宜超过40min。

4.8.3应保证运至孔口的混凝土具有良好的和易性。

4.9墙体混凝土浇筑技术措施
4.9.1清孔换浆经检查合格后，应于4小时内丌浇混凝土，如因下设埋件，不能按时浇筑，则应由监理或设计单位与承包单位协商，另行提出补充规定。

4.9.2泥浆下浇筑混凝土就采用直升导管法，导管内经以200～250mm为宜。

4.9.3槽孔内使用两套以上导管时，间距不得大于4.5m，二期槽端的导管距孔端宜为1.0m。

当槽底高差大于25cm时，导管应布置在其控制的最低处。

4.9.4导管的连接和密封必须可靠。

应在每套导管的顶部和底节管上设置数节长度为0.3～1.0m的短管，导管底口距槽底应控制在15～25cm范围内。

4.9.5开浇前，导管内应置入可浮起的隔离塞球。

开浇时，应先注入水泥砂浆，随即浇入足够的混凝土，挤出塞球并埋住导管底端。

4.9.6浇筑过程需遵守下列规定：
导管埋入混凝土的深度不得小于1m，不宜大于6m；
混凝土面应均匀上升，各处高差应控制在0.5m以内；
至少每隔30min测量一次槽内混凝土面深度，至少每隔2h测量一次导管内混凝土面深度，并及时填绘混凝土浇筑指示图，以便校对浇筑方量；
槽孔口应设盖板，避免混凝土散落槽孔内；
不符合质量要求的混凝土严禁浇入槽孔内；
应防止入管的混凝土将空气压入导管内。

混凝土终浇顶面要符合设计要求。

4.10段连接技术措施
4.10.1在条件许可时，应尽量减少墙段连接缝。

4.10.2墙段连接采用双反弧桩柱法。

4.10.3双反弧桩柱法施工，需遵守下列规定：
用于防渗墙槽段(或圆柱)连接的双反弧桩柱，其弧顶间距为墙厚的1.1～1.5倍；
4.10.4钻凿双反弧桩孔，钻头不得扭转，桩孔孔斜应符合设计要求；
4.10.5钻完桩孔后，需用专用的机具将其两端一期槽(或圆桩)混凝土所附泥皮及地层残留物全部清除。

清除结束标准是作业后孔底淤积不再增加。

5 特殊情况处理技术措施
5.1导墙严重变形或底部坍塌，宜采用以下处理方法：
破坡部位应重新修筑导墙或采用其他安全施工措施；
改善地基条件和槽内泥浆性能。

5.2地层严重漏浆，应迅速填入堵漏材料，必要时可回填槽孔。

5.3混凝土浇筑过程中导管堵塞、拔脱或漏浆需重新下设时，必须采用下列办法：
将导管全部拔出、冲洗、并重新下设，抽净导管内泥浆继续浇筑；
继续浇筑前必须核对混凝土面高程及导管长度，确认导管的安全插入深度。

5.4在混凝土浇筑过程中发生质量事故，可选取以下办法进行处理：
5.4.1凿除已浇入孔内的混凝土，重新浇筑；
5.4.2在需要处理墙段上游侧，补贴一段新墙；
5.4.3地层可灌性较好时，宜在需要处理的墙段上游面进行灌浆或高压喷射灌浆处理。

6 砼防渗墙预埋管下设施工简易图
6.1砼防渗墙按6m划分。

防渗墙内预埋管间距为1.5m。

因此每个砼防渗墙成槽以后应下埋4根φ110mm钢管。

6.2钢管下设用φ12钢筋制作钢筋架固定预埋管(钢筋架见下图)。

6.3预埋管与钢筋架的套接应放置于较平整的场地上进行。

由2人扶住钢筋架，再由2人抬起预埋管由一头从钢筋架中孔穿入至预埋管中心。

以此类推套接4根预埋管。

让预埋管形成一个“翘翘板”，再套两头钢筋架。

6.4第一根钢筋架采用φ20钢筋制作钢筋架，在第一根钢筋架上还需帮扎一根实心钢管。

第一根钢筋架与钢管应用铁丝帮扎固定死，以免在起吊时钢筋架变形，导致预埋管下设倾斜。

钢筋架的使用数量应根据槽孔深度而定(为确保预埋管的垂直度，建议钢筋架间距4m 为宜)。

钢筋架套上预埋管以后，采用铁丝把预埋管与钢筋架帮扎，第一根以下的钢筋架帮扎不可太紧，应保证预埋管能在钢筋架的孔内
上下活动，让其在拆除帮扎于第一根钢筋架的铁丝后白行滑落至孔底。

6.5由于预埋管较长，若采用汽车吊机，应注意在起吊过程中，应由4人在后面抬起预埋管，避免在起吊过程中预埋管与地面摩擦所引起的变形、折断以及钢筋架变形。

6.6预埋管下设过程中应慢下，而且在预埋管下设时应当有2人以上扶住并及时调整钢筋架，同时指挥吊机下设速度及处理异常情况。

6.7预埋管下设完成后拆除第一根钢筋架上帮扎的铁丝与实心钢管，让预管自行滑落至槽底，采用重锤敲击后用电焊机或者切割机把
多余部分切割。

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