抓斗法連續防滲墻施工技術應用探討

杜紅霞

(浙江省第一水電建設集團股份有限公司，杭州310051)

1 工程概況

某樞紐工程需采取除險加固，目前存在大壩滲漏嚴重、壩坡穩定不滿足要求;溢洪道邊墻高度、穩定不滿足要求、下游消能防沖不滿足要求;壩下涵管裂縫、滲漏嚴重，結構不滿足要求等主要問題。現需要對沿壩軸線上游3.5 m處設置混凝土防滲墻，墻厚60 cm，防滲墻深入強風化基巖以下1 m，防滲墻墻底采用帷幕灌漿，灌漿深度進入相對隔水層以下5 m。

2 施工方案構思

本樞紐工程的壩體塑性混凝土防滲墻配置液壓薄壁抓斗機采取“抓斗法”成槽，成槽施工泥漿采用“泵送泵回”方法，混凝土澆筑采用泵送混凝土的“水下直升導管”法，槽段接頭采用“接頭管”法。施工時通過采取從左岸至右岸跳倉分二序施工方式。對于遇到壩下涵管時，按設計要求預留出壩下涵管封堵施工時倒掛井的位置，結合實踐，給出本工程的施工程序，如圖1 所示。

上游側導墻利用放浪墻底板，下游側導墻則采用混凝土結構，現澆成倒“L”形式，要求其內側凈寬度比防滲墻寬100 mm，頂高程同放浪墻底板頂高程。

導墻施工完成后，以此作為防滲墻施工控制的基準，有效地穩定泥漿液面以及地面荷載。另外施工導墻前應當首先將壩頂下游側利用開挖料填筑加寬至6 m左右［1］。

圖1 抓斗成槽混凝土防滲墻施工程序框圖

3 導墻施工技術

導墻是進行槽段劃分、定位、成槽導向的臨時構筑物，也是鋼筋籠網片吊裝與灌注導管的支撐裝置，質量好壞直接影響地連墻施工。

本工程導墻采用“L”型導墻，施工順序為:測量、定位、高程控制，導墻面高出地面200。同時要求本工程的導墻凈空比墻厚大50 mm，中心線兩邊各大25 mm。導墻開挖，導墻底面平整，立內模板。導墻鋼筋綁扎。立外模及支撐模板。澆注導墻墻身混凝土。拆模時首先確定上下兩層作為導墻的支撐構件，然后再回填導墻外側。施工本工程的導墻采取實施分段方式，嚴格控制每段導墻長30 ～50 m。施工嚴格按圖紙施工，導墻達到一定強度前嚴禁重型設備從旁邊行走，以防導墻變形。

結合工程實踐經驗，導墻是本工程施工的關鍵環節之一。本工程對于導墻的質量標準采取嚴格控制，具體采取標準:導墻中心軸線偏差±10 mm;導墻垂直度偏差＜1/200;導墻凈距允許偏差±10 mm;導墻頂面應平整［2］。

鑒于導墻在本工程中的重要性，其施工質量是關鍵，本工程隊導墻施工技術要求采取嚴格控制，如內墻面與防滲墻縱軸線平行度誤差為±10 mm;內外導墻間距誤差為±10 mm;導墻內墻面垂直度誤差為5‰;導墻內墻面平整度為3 mm;導墻頂面平整度為5 mm。

4 泥漿制備

泥漿施工質量好壞對于地連墻工程的施工安全及其質量具有直接影響，尤其是本工程砂層較厚，更要加強對泥漿的質量管理。泥漿能在成槽過程中起到液體支撐的作用，并且可以保護開挖槽面的穩定，使泥渣懸浮沒有沉淀，這樣地下水就不會流入或者漿液不會漏掉，對切削刃也可以起到潤滑等作用，其中最重要的一個作用是固壁。其質量的好壞對成槽的質量與安全有直接影響［3］。

本工程一個標準槽段成槽泥漿池總容量200 m3，采用的地連墻的泥漿系統利用圍護樁排放的泥漿造漿，經過沉淀、過濾等子系統形成地連墻泥漿系統。供漿管采用4 寸鐵管，呈放射形埋地布設，鐵管一端用膠管與泥漿泵連接。回漿管采用兩套3寸管，以便清槽時有兩套泵同時使用。

5 成槽施工技術

防滲墻成槽主要的施工工藝為合理劃分槽段以及成槽施工機械，同時在成槽施工過程中還應當采取有效的防槽壁坍塌措施［4］。槽段劃分需考慮工程地質條件、成槽深度以及混凝土澆筑強度等因素。槽段長度3.8 ～7.2 m，抓挖順序見圖2 所示。

圖2 槽段長度與抓挖順序圖

5.1 成槽施工

根據本工程的地質情況，選用1 臺寶峨(BAUER)GB－30 型液壓抓斗機。該型設備是從德國引進的較為先進的地下連續墻施工機械，效率可達8 ～15 m2/h。為應對遇到大塊孤石或堅硬基巖的情況，配備1 臺CZF—1200 型沖擊式反循環鉆機，該型鉆機鉆進基巖時工效為0.5 ～0.8 m/h。

對成槽施工嚴格控制其質量，采取施工技術控制策略。成槽施工前，在導墻頂面劃好槽段中心線及邊線的控制標記;成槽前對成槽機械進行一次全面檢查，各部件必須連接可靠，特別是連接螺栓不得有松脫現象［5］。本工程成槽地層為壩體均質土層，在成槽過程中，要把抓斗的垂直度及平面位置控制好，特別是在開槽這個階段。

5.2 塌槽的處理措施

在成槽的過程中，軟土層很容易導致坍塌，結合這個具體實際情況，務必要采取行之有效的措施防止槽壁坍塌。該工程采取措施如下:

1)減輕地表荷載，對本工程槽壁附近堆載≤20 kN/m2。平穩操作成槽機械，禁止猛起猛落，防止在槽內形成負壓區，導致槽坍。

2)泥漿強化:采用質量高的膨潤土制備泥漿，CMC 增黏劑配入，形成致密而有韌性的泥漿止水護壁，并加入重晶石來提高泥漿比重，從而保持槽內的泥漿水頭高度。

3)縮短裸槽時間:抓好工序間的銜接，盡量采取最少的時間完成成槽至澆灌完混凝土。

在施工過程中，如果出現塌槽，要迅速填入砂土，并在抓斗回填的過程中進行壓實，待密實后再次進行挖槽［6］。成槽質量按照以下標準:

1)垂直度不能＞0.4%。

2)槽深誤差:+100 mm ～－200 mm。

3)寬誤差:0 ～+50 mm。

5.3 清底換漿

成槽以后，采用抓斗把槽底余土及沉渣抓起，再用泵舉反循環把孔底的沉渣吸取起來，并用刷壁器把已澆墻段混凝土接頭處的凝膠物清除掉。在灌注混凝土之前，運用泵吸反循環進行二次清底并不斷進行泥漿置換，清槽以后測定槽底以上0.2 ～1.0 m處的泥漿比重應＜1.2，含砂率≤8%，黏度≤28 S，槽底沉渣厚度＜100 mm。

5.4 槽段接頭處理

對槽段進行接頭處理之前，對槽段接頭混凝土壁用刷壁器進行上下的刷動，把混凝土壁上的雜物清除干凈。采取接頭管方式對本工程槽段間接頭進行聯接。

安裝之前，要對接頭管仔細進行逐段清理和檢查，用汽車吊吊裝并在槽口連接。管中心線要求對準正確位置，垂直并緩慢下放，在距槽底50cm 左右的地方，迅速下插到槽底，并在背面填粗砂，從而避免混凝土從底部及側部流到接頭管背面。接頭管上部用木楔與導墻塞緊，并用接頭管起拔機夾住接頭管。

采取頂升架頂拔起拔接頭管，根據混凝土的澆筑時間來確定起拔時間及其拔升高度，澆灌高度以及混凝土初凝和終凝時間而定，依次拔動，一般2 ～3 h開始頂拔，采取輕輕頂拔和回落方法，每次頂拔10 cm左右，拔到0.5 ～1.0 h時，如果接頭管內沒有涌漿等異常現象的出現，每隔30 min 拔出0.5 ～1.0 m，最后根據混凝土頂端的凝結狀態就可以全部拔出，并沖洗干凈。

5.5 混凝土灌注施工技術

混凝土灌注采用水下“直升導管法”。混凝土澆灌前，在地面對導管作密封性實驗，壓力控制在0.6 ～0.7 MPa。本工程配備有3 套導管(其中1 套導管作為備用)，兩套導管之間的距離≤3 m，導管距槽端頭≤1.5 m，導管提離槽底大約25 ～30 cm。灌注開始之前，運用導管進行泵吸反循環二次清底換漿，并在槽口上設置擋板，防止混凝土落入槽內導致泥漿污染。

6 結 語

根據某水庫除險加固工程的實際情況以及施工實踐，文章詳細地總結出“抓斗式混凝土防滲墻”施工技術，從防滲墻工程施工效果，表明該法具有較大推廣價值。

［1］趙慧.抓斗法連續防滲墻施工技術在江雄水庫工程中的應用［J］.陜西水利，2010(02):93 －94.

［2］肖冬順，馬明.抓斗法造地下連續防滲墻在西藏某水庫的應用［J］.西部探礦工程，2005(07):31 ～33.

［3］劉英豪，黃紅禮，劉海玲，等.液壓抓斗法混凝土防滲墻技術應用［J］.河南水利與南水北調，2008(03):42 －43.

［4］何康，任澤垠，陳華濤. 混凝土防滲墻技術在倪河水庫的應用［J］.河南水利與南水北調，2010(08):159 －161.

［5］傅談，劉樹明.地下混凝土防滲墻的質量控制［J］.山東水利，2001(03):44 －45.

［6］曾福連.薄壁抓斗低彈模塑性混凝土防滲墻在新安水庫大壩防滲加固工程的應用［J］. 水利建設與管理，2001(05):40 －43.