接头管法在石壁水库大坝防渗墙施工中的应用

黄伟杰

(泉州市龙门滩引水工程管理处，福建 泉州 362000)



接头管法在石壁水库大坝防渗墙施工中的应用

黄伟杰

(泉州市龙门滩引水工程管理处，福建 泉州 362000)

摘要：接头管法是目前混凝土防渗墙施工接头处理的先进技术，具有防渗墙接头施工质量可靠，效率高、成本低等优点，尤其适用于工期紧、强度大的工程。石壁水库大坝防渗墙施工具有施工场地小、工期紧、环保要求高等特点，本文通过该工程实例对防渗墙连接方式、接头管施工工序、注意事项、施工成效等进行阐述，对类似工程的施工提供一些借鉴性的作用。

关键词：石壁水库；大坝；防渗墙施工；接头管施工；施工方法

墙段连接方法包括接头管(板)法、钻凿法、双反弧桩柱法、切(铣)削法等。其中，接头管(板)法是国内外使用最多的一种墙段连接方法，该方法是在建造完成的一期槽孔混凝土浇筑前，在其端孔处下入钢制的接头管(板)，待混凝土初凝后，用专用机械(液压拔管机)将接头管(板)拔出后，在两期槽孔之间形成一定形状的曲面接头，保证墙体的有效连接。

1工程概况

石壁水库大坝建在水头镇星辉村石壁头，水库于1955年12月动工兴建，1958年4月建成蓄水，1965年加高扩建，1986年进行保坝加固。坝址以上流域面积 79.6km2。本次大坝防渗加固项目包括：大坝防渗墙、坝基帷幕灌浆。其中防渗墙轴线长度255m，墙厚0.8 m，共分为35槽段(槽段中含一个施工拐点)。

2石壁水库大坝防渗墙施工概况

本工程大坝为黏土心墙土石混合坝，左岸心墙基础落至全～强风化岩体上，右岸及河床段心墙基础开挖至弱风化基岩，并布置三道浆砌块石截水墙防渗。拟建大坝防渗墙墙顶高程+57.5m，施工平台高程+58.5m，防渗墙轴线长度255m，平均孔深26.95m，造孔工程量约5 500m3，设计要求墙体深入弱风化基岩内0.5m，防渗墙施工合同工期66 d(2013年11月20日—2014年1月25日)，平均每天需完成100m3，工期极为紧张。本工程共投入1台液压抓斗，4台冲击钻机，按照抓斗、冲击钻机本身的施工功效，合同工期内可以顺利完成防渗墙施工。

3石壁水库防渗墙段连接方法选择

当地下连续墙用作水利水电工程坝(堰)基防渗时称作混凝土防渗墙。修建混凝土防渗墙是最常用的深厚覆盖层地基防渗处理措施，在我国的水利水电建设中发挥着不可替代的作用。目前国内已采用过多种墙段连接方法，主要有钻凿法、接头管(板)法、塑性混凝土包裹法和双反弧法，其中以钻凿法和接头管法用得最多。

石壁水库大坝防渗墙施工平台高程+58.50m，水库地下水位高程为+37.50m，水库地下水位比防渗墙施工平台低21 m，防渗墙施工基本不受地下水位影响，孔口段土体较密实，槽孔的稳定性较好。

在混凝土防渗墙施工中，接头施工是控制防渗墙质量的关键工艺，接头的施工质量直接关系到防渗墙施工的成败[1]。传统防渗墙施工工艺中接头多采用钻凿法。这种在施工Ⅱ期墙段时在Ⅰ期两端套打一钻的方法，可形成半圆弧形接缝，既保证了墙厚又增加了渗径；但该法施工时需重复钻凿接头孔，施工工效低，材料浪费大，而且混凝土搭接厚度不易保证，且存在孔形孔斜不易控制、施工质量难以保证等缺点。接头管法施工是在一期槽孔清孔换浆结束后，在槽孔两端下设接头管，混凝土浇筑过程中及浇筑完成一定时段之内，根据槽内混凝土凝固情况逐渐起拔接头管而预留接头孔，从而避免了重复钻凿所造成的工时和材料浪费。二期槽孔浇筑混凝土时，接头孔靠近一期槽孔的侧壁形成圆弧形接头，墙段形成有效连接。由于接头管的下设，节省了套打接头混凝土的时间，缩短了工期，同时节约了墙体材料，降低了施工费用；同时“接头管法”形成的接头孔形状有利于延长渗径，保证了墙体的抗渗要求；且接头管不会跑到槽孔外面去，所以不论如何偏孔，墙段连接均十分可靠，“接头管法”增加了摩阻力，更好地传递单元墙段之间的应力，使墙体的上下和左右受力条件好，使墙体可靠连接。

综上所述，接头管法与钻凿法比较，接头管法在施工进度、成本和质量控制等方面存在较强优势。基于现场施工条件、施工设备情况及本工程对工期的要求，合理选择防渗墙接头的连接方式—接头管法，可以节省重复造孔工作量，加快整座大坝防渗加固的施工进度[2]。

4石壁水库大坝防渗墙接头管施工方法的成熟应用

4.1接头管施工

本工程墙段 “接头管法”连接施工方法如下：在防渗墙一期槽孔清孔换浆结束后，在槽孔端头下设接头管；在混凝土浇筑过程中及浇筑完成一定时段之内，根据槽内混凝土初凝情况逐渐起拔接头管，在一期槽孔端头形成接头孔。二期槽孔浇筑混凝土时，接头孔靠近一期槽孔的侧壁形成圆弧形接头，墙段形成有效连接。

接头管下设施工流程见图1。

接头管的起拔通常包括初拔阶段、中间阶段、终拔阶段。初步阶段俗称活动管，一般初拔每次活动接头管的高度为10～20 cm，活动接头管的频率和高度根据压力表的压力确定。中间阶段是接头管正常起拔阶段，这个阶段压力保持在一定的数值范围内，差值一般在4～6 MPa。最后一个接头管的起拔为终拔阶段，这一阶段接头管起拔速度可适当放慢，防止槽孔顶部混凝土溜滑、坍塌。

4.2接头管施工的注意事项

拔管法需要投入机械设备较多，导向槽等临时设施工程量大，施工工艺较为复杂。本工程采用50T履带吊车配合YBJ-800型液压拔管机下设与起拔接头管，该机起拔力大，初始起拔具有微动功能，可有效降低埋管事故的发生。拔管法施工关键是要准确掌握起拔时间。施工时应重点注意下述问题：

1)混凝土正常浇注时，应及时掌握混凝土面上升速度和接头管的埋深情况。施工过程中应仔细的分析浇注过程是否有意外，并随时从浇筑指示图上查看混凝土上升速度、混凝土面高度等并计算接头管的埋深情况。

2)准确检测并确定出混凝土的初终凝时间，尽量减少人为配料误差。浇筑混凝土时，随着混凝土面的不断上升，分阶段制作混凝土试件，以精确掌握混凝土的初终凝时间。

3)接头管垂直度：发生接头管偏斜主要由两方面因素，①由于端孔造孔时，孔形不规则，下设接头管时，容易使其偏斜；②浇筑混凝土时，受到混凝土的侧向挤压，使其偏斜。一旦发生接头管偏斜，应立即采取纠偏措施，即在混凝土尚未全凝结之前通过垂向的起拔力重塑孔型，使接头管尽可能的垂直或顺直。

4)安排专职人员负责接头管起拔，随时观察接头管的起拔力，避免人为因素发生铸管事故。

5)接头管全部拔出混凝土后，应对其新形成的接头孔及时进行检测、处理和保护。

6)为保证拔管操作正常进行，拔管机应安置在坚实的基础上，并清除附近障碍物。

图1　接头管下设流程图

4.3大坝防渗墙接头管施工功效

本工程接头管施工下设接头管总长度为969.80m，孔内接头管累计下设长度为884.68m，拔管后成孔深度累计为844.05m，成孔率达到95.41%，完成34个接头孔，节省混凝土约466.46m3(按照大坝防渗墙施工大平均扩孔系数计算)，节省投资24.25万元。实际施工天数为2013年11月25日—2014年1月12日，施工历时仅仅49 d，比合同工期节省23 d。

5结语

石壁水库大坝防渗墙墙段连接采用接头管法，加快了施工进度、节省了施工成本，保证了墙段的有效连接，为后续大坝回填施工提供了充分的时间。施工结束后对接头孔部位的钻孔取芯显示混凝土完整、连续，无断层、夹泥现象；经墙体注水试验检测，渗透系数均在7.01×10-8～9.56×10-8cm/s 范围内，符合设计和规范要求。石壁水库大坝防渗墙墙段连接接头管法的成熟应用为类似施工工期紧的大坝基础防渗工程施工提供了宝贵经验。

参考文献：

[1]罗海桓.石岩水库大坝防渗处理[J].甘肃水利水电技术，1996(03)：56-58.

[2]刘德寿.湖南益阳十八拐水库大坝防渗处理[J].水利与建筑工程学报，1992(04)：2-4.

文章编号：1007-7596(2016)02-0114-03

[收稿日期]2015-10-28

[作者简介]黄伟杰(1979-)，男，福建安溪人，工程师，从事水利水电工程管理工作。

中图分类号：TV543

文献标识码：B