基于工程案例的水利工程施工技术研究

尹晓冰 刘亮

摘 要：本文基于笔者多年从事水利基础工程施工的相关工作经验，以某水利工程地下基础施工为研究背景，以整个施工流程为线索，介绍了某水利工程地下连续墙的具体施工技术，包括施工准备、施工工艺、质量标准、安全技术措施、安全检测。全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。

关键词：地下连续墙 施工技术 水利工程 基础施工

中图分类号：TV523 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（c）-0072-02

该地下连续墙为钢筋混凝土结构，墙厚0.8 m，设计槽宽为4.0 mm；计连续墙轴线总长347 m、共88个槽段，设计要求墙体底高程▽-21.0 m～▽-29.5 m，连续墙墙顶标高：▽+0.50 m。

1 施工准备

接通水电、施工场地道路、机械、设备进场、泥浆池布置、原材料送检配合比的设计、导墙施工。

1.1 接通水电

从施工场地主电源处接通电源至施工场地；施工用水直接由堤顶水池提供。

1.2 施工场地及道路构筑

沿连续墙轴线填筑施工围堰平台孔口高程高于施工期洪水位以上，平台长180米，宽80米，液压抓斗、吊机、施工车辆等在施工场地内的施工道路宽10 m，为泥结石路面。东、西面连续墙各布置一个1.5 m×3.8 m×40 m泥浆池、弃渣槽布置靠近连续墙，方便抓斗抓出的废渣直接堆放。

1.3 施工机械、设备进场调试

连续墙工程主要投入的施工机械为：“QUB-50型液压抓斗和CZ-22型冲击钻。”QUB-50型液压抓斗进场拼装和调试。

1.4 配合比的设计、原材料送检

地下连续墙砼强度为C25，把施工场地的钢筋、砂、石、水泥送至监理或业主所指定的试验室试验和砼配合比设计，不合格料决不准用。

1.5 导墙施工

导墙施工是地下连续墙施工的关键环节，其主要作用为成槽导向、控制标高、槽段和钢筋网定位，防止槽口坍塌及承重的作用，导墙形式采用“┙┗”。

连续墙导墙宽度为0.85 m，连续墙轴线距基坑一侧导墙距离为0.4 m，以确保基坑尺寸宽度。导墙施工时，按相关要求进行控制，导墙轴线放样准确，误差不大于10 mm，导墙顶面高程（整体）允许偏差±10 mm，导墙顶面高程（单幅）允许偏差±5 mm，导墙墙间净距允许偏差±5 mm，导墙施工平直，两内侧采用钢模立模，内墙墙面平整度偏差不大于3 mm，垂直度不大于0.5%，基底与土面密贴，为防止导墙变形，导墙两内侧拆模后，每隔2米布设一道木撑，砼未达到70%强度，严禁重型机械在导墙附近行走。

2 施工工艺

采用液压抓斗和冲击钻机配合施工，采取“两钻一抓”的成槽工艺施工成槽。连续墙槽段施工时，先用冲击钻机在划分好的槽段两端各钻一个端头孔，再用抓斗配以冲击钻施工至设计墙底标高。槽段施工分二序进行。施工工艺流程见图1。

2.1 导墙施工

见第1.5点。

2.2 泥浆制作

为保证抓、冲成槽的安全和质量，护壁泥浆生产循环系统的质量控制，是关系到槽壁稳定、冲孔速度、砼浇灌质量、钻头磨损及砂砾石层成槽的必备条件。针对本工程施工特点，采用优质泥粉为主、少量粘土为辅的泥浆制备材料，造孔用的泥浆材料必须经过现场检测合格后，方可使用。质量控制主要指标为比重为1.1～1.3，粘度18～25 S，含砂率≤5%，胶体率=95%，必要时，加适量的添加剂；为达到进度要求，泥浆的储存量每台套不得小于200 m3，泥浆必须经过制浆池、沉淀池及储存池三级处理，泥浆制作场地以利于施工方便为原则，泥浆生产循环工序流程见图2。

2.3 成槽工艺

（1）槽段划分。

单元槽段长度的划分根据设计院图纸划分为48个槽段。

（2）接头施工。

根据设计要求，本工程采用弧型钢板作为连续墙的接頭处理方法，接头弧型钢板采用厚8 mm钢板按半径400 mm、1350角卷制而成，圆弧钢板在钢筋网加工时焊接固定在一序槽钢筋网燕尾槽上，在弧型钢板内填充定做的泡沫块并绑扎好，钢筋网入槽后，在浇筑砼前还需在接头孔内填入泥包，以避免浇筑砼时该空间被砼大量充填，造成后期接头孔施工困难及砼的浪费。槽孔砼浇筑完成待有一定强度后应尽快使用冲击钻进行接头孔施工，反复将弧型钢板内的泡沫、泥渣及砼块冲尽，确保后期槽与前期槽之间能紧密结合。

（3）成槽方法。

成槽工序是地下连续墙施工关键工序之一，既控制工期又影响质量，根据地质情况及结合以往施工经验，采用地下连续墙液压抓斗和冲击钻配合施工的成槽方法。即使用冲击钻先冲端孔，严格控制其垂直度，端孔达到设计深度后，采用液压抓斗挖到设计深度。抓斗沿导墙壁挖土，通过液压抓斗导向杆调整抓斗的垂直度，以控制成槽精度，挖至强风化岩层面，应尽量修平槽底，以减小冲击钻成孔偏差。

（4）成槽过程遇突发事故的应急措施

根据地质资料及以往施工经验，本工程应可正常施工。但若因不可预见原因造成突然失浆或塌方等意外事故，则采取立即停止冲、挖，并加大供浆量，保持液面稳定、或向槽内加倒泥粉，也可立即进行土方回填，避免事故扩大等即时处理方法。而后汇同监理、设计、地勘及业主等部门分析原因，探明情况并提出处理方案，方可继续施工。

（5）施工过程中注意泥浆性能的变化，每隔30 min进行定期检测一次性能指标并作好记录，及时补充符合标准的优质泥浆入槽，保证正常施工。

2.4 钢筋网制安及吊放

钢筋网根据设计尺寸规格进行制作，为保证钢筋网制作平直规整，钢筋网加工在场内适当位置进行，为保证钢筋网砼保护层不小于80 mm，需在钢筋网上设置一个“∏”形

定位器，钢筋网吊放，采用100 t履带吊，视场地及钢筋网情况，一次吊放，钢筋网的制作满足要求，经监理验收认可后放入槽内。

2.5 清槽

在成槽过程中，为把沉积在槽底的沉碴清出，需对槽底进行清槽，以提高地下连续墙的承载力和抗渗能力，提高成墙质量。冲击钻修槽完毕后，用液压抓斗清除槽底沉碴，并检查成槽情况，直至一序槽段接头不带泥屑为止。

2.6 水下砼浇注

在槽孔进行清孔换浆，并经监理人检验合格后方可进行砼浇筑；根据槽段的尺寸，槽段需设二至三套导管，管径φ250 mm，间距不大于3 m，距槽段端头不大于1.5 m，导管底口距槽底距离控制在20～50 cm，导管采用法兰连接，砼采用现场拌合楼拌制，在孔口由砼搅拌车直接入槽（或采用泵送砼直接送至集料斗）。入槽时砼塌落度控制为18～22 cm，砼浇注过程必须连续进行，并保证砼面上升速度不小于2 m/n，导管埋深应在1～6 m之内。浇注第一斗砼时，必须保证两台砼搅拌车同时开浇，砼量保证各导管埋管深度不小于50 cm，浇注砼时，认真做好测量、观察记录，每个单元（槽段）必须现场留置一组砼试块。砼导管的安拆，由25 t汽车吊配合进行。

3 连续墙施工质量标准

3.1 导墙允许偏差

导墙平行于地下连续墙轴线，允许偏差±10 mm；导墙内壁面垂直度允许偏差0.5%；其净距允许偏差±5 mm；导墙顶面高程（整体）允许偏差±10 mm，导墙顶面高程（单幅）允许偏差±5 mm。

3.2 泥浆质量技术指标

泥浆比重为1.1～1.3，粘度18～25S，含砂率5%，胶体率>95%。

3.3 清槽标准

孔内泥浆比重不大于1.3，含砂率不大于10%；粘度不大于30S；沉渣厚度不大于100 mm。

3.4 钢筋网制作允许偏差

主筋间距±10 mm；箍筋和加强筋间±距20 mm；网厚度（槽宽方向） ±10 mm；网宽度（段长方向） ±20 mm；网长度（深度方向） ±50 mm；保护层厚度不小于80 mm；钢筋笼弯曲度不大于1%。地下连续墙施工允许偏差和质量要求应符合下列规定：槽底沉渣厚度不大于10cm，孔斜率不大于0.4%，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。

4 质量安全技术措施

导墙拆模后，应在导墙间按一定间距加设支撑，在导墙砼养护期间，严禁重型机械在导墙附近行走、停置或作业。终槽深度必须保证设计深度，同一槽段内槽底开挖深度一致，并保持平整，遇特殊情况应会同设计单位研究处理。施工期间槽内泥浆必须高于地下水位▽1 m以上，且始终保持在导墙顶面以下0.3～0.5 m，当发生泥浆渗漏时应及时堵漏和补浆。钢筋网规格、尺寸按设计要求，其加工制作严格按有关规范进行。钢筋网应在清槽合格后立即吊装，在运输和入槽过程中，不得产生不可恢复的变形，如有变形则不能入槽。钢筋网就位合格后应及时浇筑水下砼，间隙时间不超过4小时，灌注前应复测沉渣厚度。钢筋网制作和就位的安置标高应符合设计要求。对进场施工人员进行《安全施工管理条例》教育，树立安全第一的思想，对特种作业人员进行专业培训。建立安全施工责任制，明确各级领导、职能部门、工程技术人员和生产工人在施工中的安全责任。吊装时，吊机站位要平稳、起吊位置应合理，严禁超重或超距离起吊，并安排责任心强、熟练的起重工进行操作。在吊装过程中，吊机施工范围内闲人不得停留，并由经验丰富的起重工专门指挥，做到有组织、有顺序、合理进行施工。

5 安全监测

本工程在桩号坝纵0-48.35～0+096.15范围内的厂房部位采取地下连续墙加钢支撑支护措施进行垂直开挖，因此需对地下连续墙和钢支撑进行安全监测，内容包括：侧向位移监测；钢支撑应力监测。

5.1 侧向位移观测

侧向位移观测采用地下连续墙内埋设测斜管。

测斜管选用φ76 mm，铝合金或性能较好的塑料管，管内有两互相垂直的纵向导管。

测斜管安装前首先应检查是否平直，两端是否平整，对不符合要求的测斜管应进行处理或舍去。

将测斜管一端套上管接头，在其周围对称钻4个孔，用柳钉或螺丝将管接头与测斜管固定，然后在管接头与测斜管接缝处用防水胶带缠紧密封，测斜管底部应套上端盖，以防止浆液或水渗入管内，在管接頭上钻孔时，必须避开测斜管内的导槽。

测斜管安放于地下连续墙墙体内的槽段接头位置，通过预先固定在钢筋笼上进行埋设。完成后，用测头模型在预埋管内上下滑动，以了解导管是否畅通无阻。注意测斜管管口的保护，以免其它异物掉入管内。

为避免埋设过程中测斜管浮起，在测斜管埋设时管内注入清水。测斜管埋至桩顶或墙顶时，顶面预留50 cm，并用管帽封焊。待测斜管埋设工作完毕，且周围砼达到终凝或孔内灌浆3天后，测斜管用清水冲洗干净。

在地下连续墙顶部埋设钢筋头，开挖时用经纬仪观测钢筋头位移情况。

5.2 钢支撑应力监测

钢支撑安装时在地下连续墙和钢管接触处埋设应力计，在钢管中间埋设钢弦式应力计，以为便随时监测基坑稳定性提供科学依据。

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