爆堆体上造孔防渗墙工程施工方法的应用研究

开春

摘要：本文根据在爆堆体上造孔防渗墙施工的特点，阐述了机械设备、导墙施工、护壁泥浆施工、成槽施工、墙体浇筑及墙段连接等方法，在浇筑中改变传统的钻机提升导管法，研制了1.5t电动卷扬门架机提升导管，使导管能够平稳升降，有效避免了导管提脱。对类似工程有参考价值。

Abstract： According to the characteristics of the construction of the seepage prevention wall on the explosive pile， this paper expounds the methods of mechanical equipment， guide wall construction， wall mud construction， slotting construction， wall pouring and wall section connection， etc. The rig has a lifting pipe method， and a 1.5t electric hoisting machine lifting pipe has been developed to enable the pipe to rise and fall smoothly， thereby effectively avoiding the pipe lifting. It has reference value for similar projects.

关键词：开挖特点;导墙及成槽施工;护壁泥浆;墙体浇筑;机械设备

Key words： excavation characteristics;guide wall and groove construction;wall mud;wall pouring;mechanical equipment

中图分类号：TV543+.8                                 文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）13-0091-03

1  概述

防渗墙是在坝体内连续造孔成槽，以泥浆固壁，在泥浆下浇筑混凝土而建成的。在施工中依照规范标准下设导管，在浇筑期间为避免发生局部混凝土夹泥问题，应严格控制下料速度和各导管的下料量，确保槽段内混凝土高度和上升速度基本相符[1-3];同时为避免墙体混凝土出现骨料集中和断桩现象及导管提脱，应控制导管拆卸速度和埋设深度[4-6]。在实际浇筑过程中通过采用1.5t电动卷扬门架机提升导管，不仅可有效避免导管提脱问题，还能够使导管更加平稳升降。

2  防渗墙施工

2.1 土石方明挖

防渗墙施工平台土石方开挖采用挖掘机挖装或松土、装载机装车、自卸汽车运输、人工配合修整边坡、自上而下全断面分层分段的开挖方式;开挖时先开挖排水沟及时排水，以利于土石方开挖。分为一般明挖和沟槽开挖。土石方开挖采用机械结合人工的方式进行，开挖料采用自卸汽车或翻斗车运输至指定地点。

2.2 施工平台与导墙施工

在上游侧布置防渗墙施工平台施工钻机，在下游侧布置倒渣平台以及坝顶施工道路。先将施工平台压实后，再铺上方木和轻轨;之后沿防渗墙轴线，设置排浆沟和倒渣平台（宽3m）。防渗墙施工平台剖面如图1所示。

根据地质条件的复杂性和前期塌孔预防处理措施，合理确定导墙高度，适宜在1-3m之间，设置导墙时，选用直角梯形导墙结构，混凝土选用C15，其尺寸形式及结构配筋见图2。

2.3 防渗墙施工设备和机具

参考相关规范流程及标准，再结合试验自身实际情况，合理确定施工设备机具，即HBT80B型混凝土泵、CZ30型冲击钻机、DY-8液压钻机等。

2.4 预灌预爆工程

在防渗墙施工前先进行预爆再进行预灌，预爆是为了预裂地下的大孤石，预灌是为了堵住大的漏水通道。

钻孔中遇崩（块）石和硬岩时，钻孔需在孔内下置定位器，待到一定位置时，将钻具取出，设置爆破筒在崩（块）石和硬岩部位下，将套管提起，之后引爆。爆破后漂（块）石和硬岩被破碎。按岩石段长2～3kg/m设计爆破筒内装药量，必要的情况下需分段爆破。见图3。

在孔钻进入基岩后起出钻杆后从套管内注入浓浆，一边分段起拔，一边持续灌注水泥粘土浆，其配比可采用水泥：粘土=1：3，水固比为1：1或0.7：1，若吸浆量过大，可适当加入速凝剂，同时辅以限流、降压、间歇灌浆等措施。在一些漏失较为严重的地带，应采取更为强硬的方法，比如选用灌注砂浆方法等。

2.5 护壁泥浆

优质泥浆不仅直接影响着孔壁稳定性，也直接关乎混凝土浇筑质量。根据地层条件，和现场天然建筑材料性质及储量，将采用粘土泥浆护壁。配制泥漿时可结合实际情况适当加入羧甲基纤维素（简称CMC）、烧碱（Na2CO3）等泥浆处理剂，形成胶体。

粘土选用时，应保证其含砂量小于5%，塑性指数大于20，粘粒含量大于50%，SiO2与Al2O3含量的比值为3～4。

制造泥浆用的水须达到钙离子浓度不超过100mg/L、钠离子浓度不超过500mg/L、pH值为中性等要求。

对粘土进行取样、颗粒分析、物理性质和化学成分试验，对新制粘土泥浆进行9项性能指标试验，以确定粘土泥浆的配合比。

2.6 成槽施工

本工程成槽施工选用的是“钻劈法”：Ⅰ期槽段，先使用冲击钻机钻进主孔至设计孔深，之后劈打副孔。为了减少重复劈打破碎，劈打Ⅱ期槽孔时，在两侧主孔内下设接渣斗。

①造孔期间为避免出现坍孔问题，应保证孔内泥浆面在导墙顶面以下30～50cm。

②设置排水沟在施工现场，如此可及时将槽孔周围的异物消除掉。

③应保证槽孔壁平整垂直，孔斜率不大于4%，孔位中心允许偏差不大于3cm;遇到异常情况，比如含孤石等特殊情况时，可适当调整孔斜率，将其控制在6%之内即可;针对一、二期槽孔接头套接孔时可能出现的偏差，可严格依照相关规范标准采取必要的应对措施，确保设计厚度符合标准。

④可适当设置端孔孔斜率低于上述设计值，如此下设和起拔接头管使将更为顺利。

⑤采用“钻劈法”成槽施工：Ⅰ期槽段，先使用冲击钻机钻进主孔至设计孔深，之后劈打副孔。槽孔进入基岩面的嵌入深度1.0m。

2.7 墙体浇筑

2.7.1 混凝土拌制、输送

在拌制混凝土过程中，首先應利用电子秤准确称量大宗的原材料，然后再依规定加入，同时加入适当外加剂。在此整个过程中，从材料的计量到搅拌过程均实现了程控化和自动化，如此不仅避免由于人为因素造成的误差，还能够确保结果更加科学精准。通过观察熟料的各项参数，包括易性、均匀性等，待符合标准后将其放入储料斗。

砼供应强度，应能满足两个槽段同时浇筑，砼面应均匀上升，其高差控制在0.5m以内。每30min测量一次砼面，每2h测定一次导管内砼面，在开浇和结束时造当增加测量次数。

采用混凝土泵将拌制好的熟料输送至浇筑槽口，之后经分料斗和溜槽，将混凝土输送至浇筑漏斗，为确保混凝土面均匀上升，浇筑导管应均匀放料。

2.7.2 混凝土浇筑

①采用泥浆下直升导管法进行砼浇筑，选用内径为mm的导管。

②根据槽段长度，合理设置槽孔内导管数量，最好保证导管之间的距离不超过4.0m，孔端或接头管壁面1.0～1.5m处应是导管中心。在槽底高差超过25cm的情况下，应在最低处设置导管。

③用法兰连接导管，在正式投入使用前应先在地面进行试装及压力测试，只有在确保测试结果无异常的情况下才能投入使用。

④先在导管内置隔离塞球，然后再开始浇筑操作。如此一来按照先注入水泥砂浆，后注入足够的砼步骤，可将塞球挤出，并埋住导管底端，有效避免了絮凝反应。

2.8 墙段连接

墙段连接，有“钻凿法”和“接头管”法两种方法，根据现场地质情况来看，采用“钻凿法”比较适合本工程的施工，更能保证工程质量和进度。

如图4所示，当一期槽孔混凝土浇筑完成并符合一定标准后，在槽孔两端的接头孔处套打一钻，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，有效连接墙段。通常要求接头处的墙厚超过设计墙厚。

钻凿法的优势是造价较低、适应性强、施工便捷、结构简单。结合过往案例发现，采用该方法的施工工程项目基本均取得了良好的防渗效果，防渗墙的防渗效率一般都在95%以上。

3  应用效果

完成施工一段时间后，用有效的检测手段检查混凝土防渗墙质量，发现并无异常情况，各项参数均符合标准，并且通过了注水试验检查。由此表明，对于混凝土防渗施工质量控制而言，上述施工方法具有良好的应用效果，是可行的。

参考文献：

[1]李雅宁.水利工程防渗处理施工技术的应用[J].黑龙江科技信息，2015（34）：257.

[2]汤金平.水利工程中防渗施工技术的应用探究[J].建筑工程技术与设计，2016，8（23）：144-146.

[3]何海通.水利工程中防渗施工技术的应用探讨[J].江西建材，2015（10）：122.

[4]王科.水利工程施工中的防渗新技术及应用研究[J].中国高新技术企业，2016，10（23）：117-118.

[5]王刚.复杂水力条件下的坝坡渗流及稳定性分析[J].水电能源科学，2011（11）.

[6]解丽华.水利工程防渗处理施工技术的主要应用[J].民营科技，2016（01）：146.