汾河二库地下连续墙覆盖层成槽工艺

曹吉革

（山西省汾河二库管理局，山西 太原 030012）

汾河二库地下连续墙覆盖层成槽工艺

曹吉革

（山西省汾河二库管理局，山西 太原 030012）

介绍了山西省汾河二库应急专项除险加固工程F10断层地下连续墙施工条件，指出工程地质情况为回填的砂卵石层，在此情况下地下连续墙的施工难点为成槽施工，施工中采取了一些有效措施对槽壁进行加固。通过加固，解决了大坝潜在的滑移临空面，阻止了断层水流方向。

地下连续墙；预灌浆；成槽；汾河二库

1 工程概况

汾河二库位于太原市尖草坪区与阳曲县交界的悬泉寺，上游距汾河水库80km，下游距太原市区30km。总库容1.33亿m3，是汾河上游干流上一座以防洪为主，兼有供水、发电、旅游、养殖等综合效益的大型水利枢纽工程。大坝下游F10断层地下连续墙共计9道，墙厚800mm，桩号范围0+122.5—0+146.5，轴线长度16.7～19.7m，每道墙间距3m。

2 工程地质条件及施工难点

本工程现场地质情况比较复杂，上部较为开阔，河床为26～28m的回填砂砾石覆盖层。坝基两岸为奥陶系下统白云岩和泥质白云岩。坝址基岩面的地层为奥陶系下统冶里组底部、寒武系上统风山组上部地层。施工时存在如下技术难点：一是地下连续墙穿越地层主要为回填的砂卵石覆盖层，厚度较大，覆盖层中夹杂有生活、建筑垃圾等，成槽过程中控制槽壁稳定、防止塌孔难度较大。二是地下连续墙为平行的9道墙，中心间距仅3m，机械活动范围小，施工过程中对相邻墙体会造成极大影响，成槽难度增加。三是连续墙成槽过程中，砂卵石层空隙较大，漏浆现象严重，如何进行泥浆调配、泥浆置换是一个难点。

3 成槽方案

初步选择“两钻一抓法”，上部砂卵石覆盖层采用抓斗液压抓斗纯抓，成槽速度较快，基岩部分采用冲击钻造孔，槽孔长度7m左右，施工速度能够达到最快。但在抓斗成槽过程中，槽段内松散覆盖层缺乏支撑，出现大面积坍塌，导致斗体被埋、塌孔、漏浆甚至导墙坍塌等，无法成槽。通过分析现场地层条件，决定对上部砂卵石层进行预灌浆加固处理后再进行成槽施工。成槽采用“钻劈法”，冲击钻造孔，槽孔长度缩短为3～5m，膨润土泥浆护壁。

4 预灌浆施工

4.1 预灌浆参数

灌浆孔布设在地下连续墙范围内，左右岸向外延伸1.5m，上下游方向向外延伸3m，孔排距均为1.5m。

4.2 预灌浆工艺

预灌浓浆工艺包括钻孔至终孔深度、提取钻具、提升套管1m、灌注第一段、提升套管1m、灌注第二段、循环至孔口段、封孔。

4.3 钻孔

钻孔采用HD-215型多功能全液压钻机，钻孔直径不小于108mm。

4.4 浆液配比及制备

灌浆浆液有水泥膨润土浆和水泥膨润土砂浆两种，一般地层选用水泥膨润土浆液，水、水泥、膨润土的浆液比级分为9∶2∶1，3∶2∶1，1.5∶2∶1（水固比3∶1，2∶1，0.5∶1），漏失地层采用水泥膨润土砂浆，水、水泥、膨润土、粉细砂的浆液比级为1.25∶1∶1∶0.5（水固比0.5∶1），必要时在水固比0.5∶1的浆液中掺加5%～10%水玻璃进行灌注，以加大浆液稠度、加快浆液凝结时间、控制浆液凝结时间和浆液扩散范围，使灌浆具有可控性，从而节约灌浆材料，并对渗漏通道进行有效封堵。

4.5 灌浆

本工程地面高程855m，灌浆深度18m，段长1m，根据钻孔情况，如遇地质缺陷部位可适当缩短段长，地质条件较好部位可适当增加。采用3SNS灌浆泵，自下而上分段灌浆法灌浆。灌浆压力0～0.5MPa，首先采用零压力灌浆，根据实际吃浆情况加大压力，但最大压力不应超过0.5MPa。

开灌水固比采用3∶1，逐级变浓，当某级浆液灌注量达到200L时，吸浆率不减少，或减少不大（≤20%），可将浆液加浓一级灌注。当孔内浆液灌注量达到注入水泥300kg/m、膨润土150kg/m时，即可结束本段灌浆。灌浆结束后将注浆管下入孔底，用水固比0.5∶1的水泥膨润土砂浆置换孔内浆液，直到孔口返出0.5∶1的水泥膨润土砂浆后开始提升注浆管，边提升边向孔内补浆，直至注浆管提出孔口。

5 地下连续墙成槽

预灌浆结束14d后进行地下连续墙成槽施工。

5.1 导墙施工

本工程导墙采用现浇钢筋混凝土结构，混凝土采用C30。导墙形式采用“”型，导墙顶面和立面厚度200mm，配筋为直径12mm，间距200mm×200mm的单层钢筋网片。

5.2 成槽方法

地连墙共划分41个槽段，分两期进行，Ⅰ期槽段长3.27～4.7m、Ⅱ期槽段长5.3～6.8m，每个槽段由2～3个主孔构成，先进行Ⅰ期槽孔施工，然后进行Ⅱ期槽孔施工，采用“钻劈法”法。

Ⅰ期槽的1，3（5）号主孔采用冲击钻机钻孔，先施工主孔，再用钻头钻劈副孔，副孔劈到一定深度时，及时用抽筒打捞主孔内的回填，然后继续劈副孔、打捞回填，直至达到孔深。Ⅱ期槽的接头孔采用“钻凿法”形成，其余主孔和副孔施工和Ⅰ期槽施工方法一致。

5.3 泥浆护壁

该工程地层为后期回填的砂卵石层，地层孔隙率较大且含有杂填物等垃圾，前期成槽时塌孔漏浆严重，虽经预灌浆处理，但为减少处理成本，孔隙并未完全充填。该工程采用优质Ⅱ级钙基膨润土泥浆护壁，并在施工过程中加入适量的CMC及其他外加剂，以提高泥浆黏度，增大槽内泥浆压力和形成泥皮的能力，达到槽壁稳定的作用。

5.4 清孔换浆及接头刷洗

槽孔终孔后，开始进行清孔换浆工作，Ⅱ期槽终孔后需进行接头孔的清洗，采用抽筒抽取法清孔。清孔结束前取样，测试泥浆性能，根据泥浆取样的测试结果确定需换泥浆的性能指标和换浆量。用膨润土泥浆置换槽内的混合浆，换浆量一般为槽孔容积的1/3～1/2。

接头孔采用圆形钢丝刷子刷洗，把钢丝刷卡在冲击钻机钢丝绳上，将钢丝刷压紧在接头孔壁上自上而下分段刷洗。刷子钻头基本不带泥屑，且孔底淤积不再增加即为清洗合格。

5.5 墙段连接

采用接头孔法连接，Ⅰ期槽混凝土浇筑终凝后开始凿接头孔，接孔孔位偏差不得大于4‰，遇含孤石地层及基岩陡坡等特殊情况，应控制在6‰以内。两次孔位在任意深度的偏差值不得大于设计墙厚的1/3。

5.6 空墙段砂卵石回填

本工程混凝土连续墙空墙深度约20m，综合考虑施工安全等因素，将中间槽段作为Ⅰ期槽孔，同时在Ⅰ槽孔浇筑至设计墙顶高程以上0.5m后采用低标号的水泥混合料进行浇筑；Ⅱ槽孔浇筑至设计墙顶高程以上0.5m，待混凝土达到终凝后，及时回填原槽孔内的砂卵石。空墙段的泥浆采用边回填边回收的方式，沉淀处理合格后再继续使用。

5.7 槽孔质量检查

施工前，在槽孔两端设置测量标桩，根据标桩确定槽孔中心线并始终用该中心线校核、检验所成墙体中心线的误差。孔位在设计混凝土连续墙中心线上下游方向的允许偏差不得大于3cm，在不同方向均应满足此要求。

本工程要求入岩不小于6m，每个主孔应取岩样进行审核，确定是否达到要求的标准。钻孔时，可根据观察连续不断抽出的钻渣结合前期勘探先导孔资料判断槽孔岩面位置。抽出来的钻渣可取样保存，报监理工程师核实，确定最终终孔深度。

槽孔清孔换浆结束后1h，孔内泥浆比重应不大于1.15g/cm3；泥浆黏度（马氏漏斗）32～50s；泥浆含砂量不大于6%。孔底淤积厚度采用测饼、测针结合进行测量。测量结果应达到小于10cm的标准。清孔换浆结束前，用刷子钻头清除Ⅱ期槽孔孔壁上的泥皮。清孔验收合格后4h内开始浇筑混凝土，若超出规定时间，开浇前应重新检测孔内淤积，若超过清孔标准，重新进行清孔。

6 结语

保证槽壁的稳定是砂卵石地层地下连续墙施工的关键所在，施工过程中应采取适当措施，加强施工管理。山西省汾河二库应急专项除险加固工程F10断层地连墙自2015年3月开始，2015年7月结束，从地下连续墙过程检查、钻孔取芯检查结果来看，成墙质量全部满足设计要求。地下连续墙成墙后，对大坝坝身起到了支撑作用，解决了大坝潜在的滑移临空面，又阻止了断层水流的方向。

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］1004-7042（2016）06-0043-02

曹吉革（1982-），男，2002年毕业于黄河水利职业技术学院水利工程专业，助理工程师。

2016-04-09；

2016-05-17