深厚覆蓋層下防滲墻槽段連接型式的選擇及應(yīng)用

郭雅麗，侯立柱

1.新疆下坂地水利樞紐工程建設(shè)管理局，新疆 喀什 844000

2.新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院地質(zhì)研究所，新疆 烏魯木齊 830002

1 工程概述

某工程壩址區(qū)河谷呈“U”型，兩岸山高坡陡，基巖裸露，壩肩巖體較完整，強(qiáng)風(fēng)化較淺，河床覆蓋層主要是由壩址下游的哈木勒堤溝古冰川的推進(jìn)和后退及“堰塞湖”的形成與潰決等因素形成的第四系冰磧、冰水堆積物。覆蓋層最大厚度147.95m，自下而上可分為3大類(lèi)型：冰磧層、砂層透鏡體、沖洪積層和坡積層。

2 防滲墻槽段連接型式的選擇

2.1 防滲墻接頭工藝

混凝土防滲墻接頭工藝包括鉆鑿法、雙反弧法、單反弧法、拔管法等，其中，鉆鑿法適用于低強(qiáng)度混凝土防滲墻施工，而普遍采用的接頭工藝為反弧法（包括單反弧和雙反弧）、接頭管法。

“鉆鑿法”工藝是在一期槽孔混凝土澆筑完成后，鉆鑿一期墻段兩端的接頭（接頭孔），然后再鉆鑿二期槽孔，最終在一二期墻段之間形成一條半圓形的接縫。該法適用于沖擊鉆機(jī)造孔、墻體材料為低強(qiáng)度混凝土的條件；操作簡(jiǎn)單，無(wú)需特殊設(shè)備，缺點(diǎn)是損失約10%的墻體混凝土材料和工時(shí)。

“單反弧”工藝是在相鄰一期槽澆筑后，先用沖擊反循環(huán)鉆機(jī)施工兩端主孔（即單向弧導(dǎo)向孔），導(dǎo)向孔終孔驗(yàn)收合格后，再用雙反弧鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔，邊擴(kuò)孔邊采用反循環(huán)方式將主孔內(nèi)的石渣抽出，直至終孔，然后將一期槽端頭孔混凝土半圓弧周邊的泥皮及部分混凝土鑿出，形成單弧接頭面。

“雙反弧”工藝是在相鄰兩個(gè)一期槽孔之間留下一個(gè)接頭孔位置作為二期槽孔，待一期槽孔混凝土澆筑完成后，先鉆鑿出圓形接頭孔，接著用雙反弧鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔，再用液壓可張式雙反弧鉆頭鑿除一期墻段斷面殘留的泥渣并刷洗干凈，最后澆筑成墻。

“接頭管”工藝是在一期槽孔混凝土澆筑前將專(zhuān)用接頭管置于槽孔兩端，然后澆筑混凝土，待混凝土初凝后、以一定速度將接頭管拔出，從而在一期墻段的兩端形成光滑的半圓柱面和便利二期槽孔施工的兩個(gè)導(dǎo)孔，二期槽孔施工完成后，即在此形成一個(gè)接縫面。如果二期槽孔混凝土澆筑質(zhì)量良好，所形成的接縫將很密實(shí)，這也是該法的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是操作復(fù)雜。

2.2 防滲墻槽段連接型式分析

該工程壩基覆蓋層深厚復(fù)雜，防滲墻深度達(dá)90m，且混凝土強(qiáng)度較高，“鉆鑿法”接頭明顯是不適宜的。

采用“雙反弧”或“單反弧”方法，成敗的關(guān)鍵在擴(kuò)孔，而擴(kuò)孔鉆進(jìn)有時(shí)在側(cè)墻和中心孔導(dǎo)向的情況下進(jìn)行的。試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)施工表明，下坂地覆蓋層防滲墻擴(kuò)孔系數(shù)大于1.3，且地層中含有砂層透鏡體，孔壁不穩(wěn)定，成墻不規(guī)則，相鄰墻段端孔超挖過(guò)大或局部塌孔均會(huì)給擴(kuò)孔造成困難，若采用 “雙反弧”接頭工藝，由于“鼓包”等不定因素隨時(shí)可能出現(xiàn)，使得接頭的擴(kuò)孔、套接存在問(wèn)題，接頭質(zhì)量難以保證。就單反弧法施工工藝和弧面切割邊界條件而言，較大弧石和漂卵石層不利于反弧法擴(kuò)孔；對(duì)單反弧法施工砂層透鏡體孔壁易于變形或不穩(wěn)定，兩側(cè)接觸模量差異巨大，亦不利于擴(kuò)孔，下覆砂礫石層不均一，膠結(jié)性差，層位較深也不易接控制反弧法擴(kuò)孔質(zhì)量。

“接頭管法”是目前混凝土防滲墻施工接頭處理的先進(jìn)技術(shù)，具有質(zhì)量可靠、施工效率高的特點(diǎn)，是超深防滲墻（>60m）的關(guān)鍵施工技術(shù)之一，尤其適用于墻體材料強(qiáng)度高、工期緊的工程?！敖宇^管法”施工有一定的技術(shù)難度，但有著其它接頭連接技術(shù)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)：首先，由于接頭管的下設(shè)，可以克服套打高強(qiáng)度混凝土接頭的難題，節(jié)約時(shí)間，提高工效，節(jié)約墻體材料，降低費(fèi)用；其次，“接頭管法”連接接頭的形狀有利于延長(zhǎng)滲徑，保證了墻體抗?jié)B要求；第三，這種接頭連接由于具有最大的鑲嵌強(qiáng)度，增加了摩阻力，更好地傳遞單元墻段之間的應(yīng)力，使墻體的上下和左右受力條件好，形成了墻體可靠連接。實(shí)踐證明，在四川獅子坪防滲墻施工中，已經(jīng)將1m的接頭管拔到93m深。

綜上幾點(diǎn)，本工程壩基覆蓋層深厚復(fù)雜，防滲墻深度達(dá)90m，且墻體材料強(qiáng)度高、工期緊，最終確定本工程防滲墻墻段連接采用接頭管法施工。

3 防滲墻接頭管法施工工藝

一期槽清孔換漿結(jié)束后，在槽段兩端孔位置下設(shè)直徑80cm～100cm鋼制接頭管，孔口固定，在混凝土澆筑過(guò)程中，根據(jù)混凝土初凝時(shí)間和混凝土面上升速度及上升高度起拔接頭管?；炷翝仓蠼宇^管部位形成二期槽端孔，待二期槽成槽后連接成墻。接頭管分節(jié)制作，插銷(xiāo)連接，采用液壓拔管機(jī)起拔。

3.1 施工設(shè)備

采用最先進(jìn)的YBJ1200全液壓拔管機(jī)型拔管機(jī)，是目前國(guó)內(nèi)防滲墻施工中使用過(guò)的最大口徑、最大噸位的液壓拔管機(jī)。

3.2 接頭管下設(shè)

采用25t吊車(chē)起吊接頭管，先起吊底節(jié)接頭管，對(duì)準(zhǔn)端孔中心，垂直徐徐下放，一直下到銷(xiāo)孔位置，用插梢對(duì)孔插入接頭管，繼續(xù)將底管放下，使插梢擔(dān)在拔管機(jī)抱緊圈上，松開(kāi)保護(hù)帽固定螺釘，用清水沖洗接頭結(jié)合面并涂抹潤(rùn)滑油或脫模劑，然后吊起第二節(jié)接頭管，卸下接頭保護(hù)帽，打開(kāi)卡塊蓋 ，用清水將接頭內(nèi)圈結(jié)合面沖洗干凈，對(duì)準(zhǔn)接頭插入，動(dòng)作要緩慢，接頭之間決不能發(fā)生碰撞，否則會(huì)造成接頭唇部變形，使接頭連接困難。用卡塊卡接頭管時(shí)，將卡塊旋入并鎖定。

吊起接頭管，抽出插梢，下到第二節(jié)接頭管銷(xiāo)孔處，插入插梢，下放使其擔(dān)在導(dǎo)墻上，再按上述方法進(jìn)行第三節(jié)接頭管的安裝。重復(fù)上述程序直至全部接頭管下放完成。接頭管下設(shè)前一定要對(duì)接頭孔進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，保證接頭孔的垂直度，下放過(guò)程中不能強(qiáng)拉硬放，防止破壞孔壁。

3.3 拔管

拔管法施工關(guān)鍵是要準(zhǔn)確掌握起拔時(shí)間，起拔時(shí)間過(guò)早，混凝土尚未達(dá)到一定強(qiáng)度，出現(xiàn)接頭孔縮孔和垮塌現(xiàn)象；起拔時(shí)間過(guò)晚，接頭管表面與混凝土的粘結(jié)力使摩擦力增大，增加了起拔難度，甚至接頭管被鑄死拔不出來(lái)，造成孔內(nèi)事故。為了防止接頭孔縮孔、垮孔和鑄死接頭管現(xiàn)象發(fā)生，采取如下技術(shù)措施：1）接頭管起拔時(shí)間在管底部混凝土澆筑20小時(shí)后開(kāi)始；2）隨著接頭管起拔，及時(shí)向接頭孔補(bǔ)充泥漿；3）開(kāi)澆時(shí)，及時(shí)測(cè)量混凝土的初凝時(shí)間和終凝時(shí)間，以便指導(dǎo)起拔接頭孔；4）控制槽內(nèi)混凝土上升速度，混凝土上升速度控制在3m/h范圍內(nèi)；5）槽內(nèi)混凝土上升過(guò)程中，經(jīng)常向上微動(dòng)接頭管。

3.4 加強(qiáng)質(zhì)量管理

控制導(dǎo)墻建造質(zhì)量，核算接頭管起拔時(shí)導(dǎo)墻所需的支承力，以免起拔過(guò)程中造成導(dǎo)墻變形或下沉；嚴(yán)格控制端孔孔位及孔形，孔位偏差不大于3cm，開(kāi)孔不壓向二期槽孔；孔形偏差嚴(yán)格按規(guī)范要求，最好控制在3‰以內(nèi)。

端孔直徑宜控制在110cm左右，以利于接頭管的下入。端孔深度宜超過(guò)相鄰副孔0.2m，以利于接頭管的定位，防止開(kāi)澆時(shí)混凝土的沖擊使接頭管移位偏離，造成接頭管底部出現(xiàn)反坡，影響二期槽孔的刷洗質(zhì)量，形成缺陷。端孔成孔過(guò)程中及成孔后進(jìn)行孔形檢測(cè)，孔斜超標(biāo)及時(shí)修正，避免卡管。接頭管下設(shè)之前，應(yīng)檢查其圓度、直度，底閥開(kāi)關(guān)靈活，否則進(jìn)行處理。

起拔接頭管時(shí)，邊拔管邊向接頭孔內(nèi)注入泥漿，以消除接頭管起拔時(shí)在接頭管底部產(chǎn)生的真空負(fù)壓導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生縮變而坍塌。

4 結(jié)論

拔管法是在反弧法接頭工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，克服了反弧法接頭工藝的缺點(diǎn)，保證了防滲墻接頭面100%交接。因此，保證了防滲墻槽段之間的連接質(zhì)量。該工藝是防滲墻接頭施工的發(fā)展方向。