深厚覆蓋層下防滲墻槽段連接型式的選擇及應用

郭雅麗，侯立柱

1.新疆下坂地水利樞紐工程建設管理局，新疆 喀什 844000

2.新疆水利水電勘測設計院地質研究所，新疆 烏魯木齊 830002

1 工程概述

某工程壩址區河谷呈“U”型，兩岸山高坡陡，基巖裸露，壩肩巖體較完整，強風化較淺，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造孔、墻體材料為低強度混凝土的條件；操作簡單，無需特殊設備，缺點是損失約10%的墻體混凝土材料和工時。

“單反弧”工藝是在相鄰一期槽澆筑后，先用沖擊反循環鉆機施工兩端主孔（即單向弧導向孔），導向孔終孔驗收合格后，再用雙反弧鉆頭進行擴孔，邊擴孔邊采用反循環方式將主孔內的石渣抽出，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”工藝是在相鄰兩個一期槽孔之間留下一個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行擴孔，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導孔，二期槽孔施工完成后，即在此形成一個接縫面。如果二期槽孔混凝土澆筑質量良好，所形成的接縫將很密實，這也是該法的優點，缺點是操作復雜。

2.2 防滲墻槽段連接型式分析

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

采用“雙反弧”或“單反弧”方法，成敗的關鍵在擴孔，而擴孔鉆進有時在側墻和中心孔導向的情況下進行的。試驗和現場施工表明，下坂地覆蓋層防滲墻擴孔系數大于1.3，且地層中含有砂層透鏡體，孔壁不穩定，成墻不規則，相鄰墻段端孔超挖過大或局部塌孔均會給擴孔造成困難，若采用 “雙反弧”接頭工藝，由于“鼓包”等不定因素隨時可能出現，使得接頭的擴孔、套接存在問題，接頭質量難以保證。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孔；對單反弧法施工砂層透鏡體孔壁易于變形或不穩定，兩側接觸模量差異巨大，亦不利于擴孔，下覆砂礫石層不均一，膠結性差，層位較深也不易接控制反弧法擴孔質量。

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

綜上幾點，本工程壩基覆蓋層深厚復雜，防滲墻深度達90m，且墻體材料強度高、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

一期槽清孔換漿結束后，在槽段兩端孔位置下設直徑80cm～100cm鋼制接頭管，孔口固定，在混凝土澆筑過程中，根據混凝土初凝時間和混凝土面上升速度及上升高度起拔接頭管。混凝土澆筑后接頭管部位形成二期槽端孔，待二期槽成槽后連接成墻。接頭管分節制作，插銷連接，采用液壓拔管機起拔。

3.1 施工設備

采用最先進的YBJ1200全液壓拔管機型拔管機，是目前國內防滲墻施工中使用過的最大口徑、最大噸位的液壓拔管機。

3.2 接頭管下設

采用25t吊車起吊接頭管，先起吊底節接頭管，對準端孔中心，垂直徐徐下放，一直下到銷孔位置，用插梢對孔插入接頭管，繼續將底管放下，使插梢擔在拔管機抱緊圈上，松開保護帽固定螺釘，用清水沖洗接頭結合面并涂抹潤滑油或脫模劑，然后吊起第二節接頭管，卸下接頭保護帽，打開卡塊蓋 ，用清水將接頭內圈結合面沖洗干凈，對準接頭插入，動作要緩慢，接頭之間決不能發生碰撞，否則會造成接頭唇部變形，使接頭連接困難。用卡塊卡接頭管時，將卡塊旋入并鎖定。

吊起接頭管，抽出插梢，下到第二節接頭管銷孔處，插入插梢，下放使其擔在導墻上，再按上述方法進行第三節接頭管的安裝。重復上述程序直至全部接頭管下放完成。接頭管下設前一定要對接頭孔進行嚴格檢測，保證接頭孔的垂直度，下放過程中不能強拉硬放，防止破壞孔壁。

3.3 拔管

拔管法施工關鍵是要準確掌握起拔時間，起拔時間過早，混凝土尚未達到一定強度，出現接頭孔縮孔和垮塌現象；起拔時間過晚，接頭管表面與混凝土的粘結力使摩擦力增大，增加了起拔難度，甚至接頭管被鑄死拔不出來，造成孔內事故。為了防止接頭孔縮孔、垮孔和鑄死接頭管現象發生，采取如下技術措施：1）接頭管起拔時間在管底部混凝土澆筑20小時后開始；2）隨著接頭管起拔，及時向接頭孔補充泥漿；3）開澆時，及時測量混凝土的初凝時間和終凝時間，以便指導起拔接頭孔；4）控制槽內混凝土上升速度，混凝土上升速度控制在3m/h范圍內；5）槽內混凝土上升過程中，經常向上微動接頭管。

3.4 加強質量管理

控制導墻建造質量，核算接頭管起拔時導墻所需的支承力，以免起拔過程中造成導墻變形或下沉；嚴格控制端孔孔位及孔形，孔位偏差不大于3cm，開孔不壓向二期槽孔；孔形偏差嚴格按規范要求，最好控制在3‰以內。

端孔直徑宜控制在110cm左右，以利于接頭管的下入。端孔深度宜超過相鄰副孔0.2m，以利于接頭管的定位，防止開澆時混凝土的沖擊使接頭管移位偏離，造成接頭管底部出現反坡，影響二期槽孔的刷洗質量，形成缺陷。端孔成孔過程中及成孔后進行孔形檢測，孔斜超標及時修正，避免卡管。接頭管下設之前，應檢查其圓度、直度，底閥開關靈活，否則進行處理。

起拔接頭管時，邊拔管邊向接頭孔內注入泥漿，以消除接頭管起拔時在接頭管底部產生的真空負壓導致混凝土產生縮變而坍塌。

4 結論

拔管法是在反弧法接頭工藝的基礎上發展而來的，克服了反弧法接頭工藝的缺點，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量。該工藝是防滲墻接頭施工的發展方向。