劉冬青

摘 要：本文主要對鉆孔灌漿及防滲墻工程施工進(jìn)行研究，研究施工過程中的一些重要技術(shù)的技術(shù)要求，為類似工程的防滲施工提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：建設(shè)工程;鉆孔灌漿;防滲墻工程

中圖分類號：TU753;TV543 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1003-5168（2021）36-0063-03

Research on Construction of Drilling Grouting and Diaphragm Wall in Hydraulic Construction Engineering

LIU Dongqing

（Nanjing Engineering Branch of Jiangsu Union Technical Institute，Nanjing Jiangsu 211135 ）

Abstract： This paper mainly studies the grouting of diversion tunnel and the construction of diaphragm wall ，and learns some important techniques and technical requirements in the construction process.It can be used as a reference to discover and solve the roblems of the project， and also provides reference for the anti-seepage construction of other projects.

Keywords： hydraulic construction engineering;drilling grouting;diaphragm wall project

1 建設(shè)工程地質(zhì)條件

水利建設(shè)工程區(qū)兩岸岸坡基巖露頭較好，第四系覆蓋層面積較小。巖性為灰色-青灰色薄層狀砂質(zhì)板巖，泥質(zhì)板巖夾變質(zhì)石英砂巖，以砂質(zhì)、泥質(zhì)板巖為主，約占60%，其余為變質(zhì)石英砂巖。河床沖積層厚度一般為12.9～19.9 m。支洞進(jìn)口邊坡地表多基巖裸露，基巖巖性為變質(zhì)石英中、細(xì)砂巖，邊坡整體穩(wěn)定性差。洞室穿越地層巖性為砂、泥質(zhì)板巖及變質(zhì)石英砂巖，巖體較完整，巖體整體穩(wěn)定性較好導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡為斜坡地貌，邊坡陡峻，坡度39°～42°，地表多基巖裸露，局部覆蓋有崩坡積塊碎石土，基巖巖性為（P2a-Sb）的砂質(zhì)、泥質(zhì)板巖、（P2a-Ss+Sb）的中厚～厚層狀變質(zhì)石英砂巖夾砂質(zhì)、泥質(zhì)板巖及（P2a-Sb）砂質(zhì)、泥質(zhì)板巖，巖層產(chǎn)狀為NE0°～NE7°SE ∠81°～85°，導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡穩(wěn)定性差，須對導(dǎo)流洞進(jìn)口洞臉邊坡加強(qiáng)錨固及護(hù)坡處理[1-3]。

2 鉆孔灌漿工程施工方案及措施

2.1 鉆孔設(shè)備

氣動(dòng)鉆孔設(shè)備在地下洞室或者其他封閉的區(qū)域中使用時(shí)需要有消音器，由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的鉆孔設(shè)備不能使用。據(jù)工程的地質(zhì)條件選擇鉆機(jī)和鉆頭，回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)適宜鉆孔取芯，鉆頭采用金剛石或硬質(zhì)合金鉆頭適宜。保證壓力穩(wěn)定、出水均勻和工作可靠，在施工中鉆孔沖洗和壓水試驗(yàn)設(shè)備的水泵工作壓力應(yīng)按施工圖要求進(jìn)行。流量計(jì)、壓力軟管、壓力表、閥門及供水管等設(shè)備應(yīng)足量。據(jù)漿液類型和濃度來選擇相應(yīng)的灌漿泵，1.5倍最大灌漿壓力應(yīng)小于灌漿容泵容許工作壓力，灌漿壓力的20%應(yīng)大于灌漿泵的壓力波動(dòng)范圍。需要依據(jù)灌漿類型和濃度配置具有不同的轉(zhuǎn)速以及拌和能力的高速和低速兩種漿液攪拌機(jī)[4-5]。

2.2 灌漿試驗(yàn)施工

對不同水灰比、摻合料和外加劑的漿液進(jìn)行以下試驗(yàn)：漿液密度或比重測定;漿液配制程序及拌制時(shí)間;漿液的沉淀穩(wěn)定性;漿液的初凝或終凝時(shí)間;漿液流動(dòng)性或流變參數(shù);施工機(jī)械性能招標(biāo)，漿液結(jié)石的容重、強(qiáng)度、彈性模量和滲透性;其他試驗(yàn)內(nèi)容，漿液水灰比、外加劑以及摻合料等。在灌漿施工中依據(jù)以上漿液試驗(yàn)進(jìn)行選擇，灌漿試驗(yàn)區(qū)選擇與永久工程相結(jié)合地段。

灌漿試驗(yàn)是為了驗(yàn)證和優(yōu)化固結(jié)灌漿施工參數(shù)，保證所攪拌的漿液類型及灌漿泵排漿量相適應(yīng)，并保證均勻、連續(xù)地拌制漿液。灌漿管路保證漿液流動(dòng)暢通，并能承受1.5倍的最大灌漿壓力。灌漿泵、灌漿孔口及進(jìn)漿管路均應(yīng)安裝率定的壓力表，壓力表和管路之間應(yīng)設(shè)有隔漿裝置。不同地質(zhì)條件應(yīng)有相適應(yīng)的灌漿塞和灌漿方法、灌漿壓力。具有良好的膨脹性和耐壓性能，在最大灌漿壓力下能可靠地封閉灌漿孔段，并易安裝和卸除。

2.3 鉆孔灌漿施工方法及措施

鉆孔灌漿施工包括回填灌漿、固結(jié)灌漿、排水孔等施工，其施工方法與措施如表1所示。

3 防滲墻施工方案及措施

3.1 防滲墻施工設(shè)備試驗(yàn)

防滲墻成墻厚度、深度、施工布置條件、施工工程量、成墻水文及地質(zhì)條件較復(fù)雜，擬采用CZF-1500型沖擊反循環(huán)鉆機(jī)，在土層、砂土層、軟巖和硬地層中均可沖擊造孔，且造孔后，在孔壁周圍形成一層密實(shí)土層，對穩(wěn)定孔壁、提高防滲墻的受力尤為有利。

施工中設(shè)備的適應(yīng)性、槽孔劃分方案的可行性、生產(chǎn)定額、混凝土施工性能、泥漿護(hù)壁效果和接頭管工藝的可行性要素需要進(jìn)行分析，要為防滲墻的正式施工進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備，現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗(yàn)選擇防滲墻軸線的適當(dāng)位置，試驗(yàn)段包括：兩個(gè)一期和一個(gè)二期槽孔。主要試驗(yàn)內(nèi)容包括：混凝土配合比試驗(yàn)及施工性能驗(yàn)證、成槽工藝試驗(yàn)、澆筑工藝試驗(yàn)、泥漿配合比試驗(yàn)及護(hù)壁效果分析。

3.2 防滲墻施工方法及分析

3.2.1 槽段劃分及成槽工藝。槽孔劃分為一、二期槽孔，間隔布置，一期槽孔先施工，兩個(gè)一期孔間的二期槽孔后施工，單元槽孔長度根據(jù)地層特性、水文地質(zhì)條件、防滲墻平面與立面布置特性、施工設(shè)備能力及混凝土澆筑強(qiáng)度與上升速度進(jìn)行控制，單元槽孔長度一般在5.0～7.0 m。成槽施工工藝包括“鉆抓法”成槽和“鉆劈法”成槽，“鉆抓法”成槽的工藝流程：沖擊鉆鉆主孔→確定基巖面→主孔繼續(xù)鉆進(jìn)滿足入巖深度、驗(yàn)孔→副孔鉆孔→抓孔成槽、驗(yàn)收單元槽→清孔換漿;“鉆劈法”成槽工藝流程為：施工準(zhǔn)備→安裝鉆機(jī)→對準(zhǔn)孔位→主孔鉆進(jìn)→副孔劈打→主孔清回填→成墻。

3.2.2 防滲墻槽孔的施工質(zhì)量控制。槽孔中心線位置上下游方向允許偏差不大于±3 cm;成槽時(shí)要注意保證槽段的垂直度，槽孔孔斜率≤0.4%，端孔孔斜率≤0.2%;槽段的接頭處槽孔中心，任一深度的偏差值不得大于墻厚的1/3;槽孔的深度必須滿足設(shè)計(jì)要求;槽孔結(jié)束后，應(yīng)對槽孔質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，檢查合格，方可進(jìn)行清孔換漿工作。

3.2.3 混凝土澆筑。施工采用直升導(dǎo)管法、混凝土泵輸送法和鋪石灌漿法等。研究工程采用直升導(dǎo)管法，即混凝土拌合物通過導(dǎo)管下口，進(jìn)入初期灌注的作為隔水層的混凝土下面，頂部托著初期灌注的混凝土以及其上方的泥漿上升。應(yīng)盡量縮短澆筑工作的時(shí)間，連續(xù)性作業(yè)，完成澆筑工作應(yīng)在首批混凝土初凝之前的時(shí)間范圍內(nèi)。

4 防滲墻施工特殊問題的預(yù)防處理措施

4.1 鉆孔成槽施工特殊問題的預(yù)防處理措施

導(dǎo)墻破壞或變形。導(dǎo)墻出現(xiàn)坍塌、不均勻下沉、裂縫、斷裂、向內(nèi)擠壓等現(xiàn)象，導(dǎo)致不能使用;槽段內(nèi)局部槽壁塌坍。出現(xiàn)水位突然下降，孔口冒細(xì)密的水泡，鉆進(jìn)時(shí)出土量增加而不見進(jìn)尺，鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加的現(xiàn)象;槽壁漏漿。成孔過程，槽內(nèi)的漿位迅速下降，出現(xiàn)大量泥漿突然向外漏失現(xiàn)象;槽孔偏斜。槽孔垂直度超過規(guī)定數(shù)值，向一個(gè)或兩個(gè)方向偏斜;沉渣過厚。槽段清孔后，積存沉渣超過規(guī)范允許厚度，承受垂直荷載能力和墻底隔水性受到影響;鉆具或金屬工具構(gòu)件掉入槽孔內(nèi)，將鉆頭打壞，阻礙繼續(xù)鉆進(jìn)。當(dāng)施工中遇到塊石及塊球體時(shí)，在考慮孔壁安全的前提下，采用重錘法處理，亦可采用小鉆孔爆破或定向聚能爆破的方法處理。

4.2 混凝土澆筑特殊問題預(yù)防及處理措施

4.2.1 泥土進(jìn)入導(dǎo)管?；炷翝仓^程中，如果導(dǎo)管中涌入泥土，就會(huì)導(dǎo)致混凝土純度下降，使得混凝土層強(qiáng)度降低，甚至造成混凝土內(nèi)夾層，極易引發(fā)滲漏。導(dǎo)致泥土混入的原因有：第一批混凝土的數(shù)量不足，不能將所有泥漿沖出管道;管道底部距離水箱底部太遠(yuǎn)，不允許泥漿進(jìn)入管道;導(dǎo)管插入混凝土的深度不足以使泥漿混入導(dǎo)管中;過度拉出管子，泥漿可以擠入管子里。預(yù)防措施：應(yīng)計(jì)算第一混凝土的量以確保足夠的量和下沖以允許泥漿排出管道，并確保管道在混凝土中具有一定深度。導(dǎo)管口距離槽底應(yīng)該保持大于或等于25 cm?；炷林袑?dǎo)管的插入深度應(yīng)保持大于或等于2.0 m。在澆水過程中，應(yīng)注意控制澆水速度。測量錘通常用于測量混凝土的上升表面，并且管道的速度和高度根據(jù)測量的高度確定。治理方法：如果水箱底部的混凝土深度<0.5 m，可以將混凝土塞重新定位以澆注混凝土。

4.2.2 導(dǎo)管內(nèi)卡混凝土?；炷凉鼙换炷炼氯?，混凝土無法輸送?？赡茉蛴校簭墓艿赖撞康降撞鄣木嚯x太小或?qū)Ч懿迦肓说撞鄣某练e物中。水塞可能卡在管道內(nèi)，并阻礙混凝土的掉落?；炷凛斔瓦^程中，沖擊力太弱或混凝土坍落度過小，石粒度過大，砂率過小，流動(dòng)性差，混凝土難以凝實(shí)。澆注和切割之間的間隔時(shí)間過長，混凝土變厚，流動(dòng)性降低，甚至凝固。預(yù)防措施：導(dǎo)管口距離凹槽底部的距離應(yīng)保持在25 cm以上;與管道內(nèi)徑相比，混凝土塞子保持20～25 mm的間隙;確保將水量倒入第一批混凝土中。根據(jù)混凝土在水中澆筑混凝土的混合比、坍落度和砂率，加強(qiáng)操作控制，保持連續(xù)澆注。治理方法：可以敲擊震動(dòng)，搖動(dòng)或抬起堵塞的管道，或者用長桿疏通清理管道?？梢栽陧攲拥幕炷翆由形茨Y(jié)完全時(shí)，抽出管道，然后連接空氣吸泥機(jī)排除導(dǎo)管內(nèi)的混凝土，待排除導(dǎo)管堵塞情況后即可重新進(jìn)行澆筑。當(dāng)管道堵塞時(shí)，可以用高頻振動(dòng)器在管道頂部振動(dòng)，或者在提升管道后突然下降。

4.2.3 導(dǎo)管卡塞。混凝土澆灌作業(yè)時(shí)，隔水有可能會(huì)塞卡在導(dǎo)管內(nèi)，則會(huì)造成澆灌臨時(shí)中斷。可能原因有：防水塞的尺寸與生產(chǎn)和加工的尺寸不一致，尺寸偏差大，卡不能在管內(nèi)沖孔;在管道放置之前，內(nèi)壁的混凝土渣不能完全去除;混凝土的坍落度太大，可加工性差;沙子夾在水塞和管子之間，水塞不能下降。預(yù)防措施：防水塞（球）的生產(chǎn)和加工尺寸需要經(jīng)過嚴(yán)格檢查;澆注每種混凝土后，需要完全除去黏附在管道內(nèi)的水泥漿;混凝土的坍落度、可加工性和流動(dòng)性應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。治理方法：一旦發(fā)生卡塞事故，應(yīng)采取搗、鐓、拆的方法處理，若是上部發(fā)生卡塞要采取搗的方法，若是中部或下部卡塞主要采取拆的方法。

4.2.4 導(dǎo)管掉塞。當(dāng)澆水開始時(shí)，如果阻水塞已從管的下部端口脫離，則混凝土將直接混入罐中的泥漿中?？赡茉颍呵謇淼撞繒r(shí)的凹槽深度和管道長度的長度不準(zhǔn)確;在將導(dǎo)管插入端部之后，不能夾住槽夾的夾板，這將導(dǎo)致導(dǎo)管的下端口離槽的底部太高。預(yù)防措施：測量溝槽深度和導(dǎo)管長度的長度，并根據(jù)需要準(zhǔn)確掌握下導(dǎo)管的深度;使用夾板將其夾在導(dǎo)管下面，以確保不會(huì)從凹槽底部過高。治理方法：當(dāng)發(fā)現(xiàn)脫堵現(xiàn)象時(shí)，可以將導(dǎo)管卸載到一定距離，然后將吸入或反向循環(huán)管插入原管中，提取混有泥漿的混凝土，最后將管道移至這個(gè)位置。

4.2.5 管道埋在混凝土槽部分，不能拔出。當(dāng)混凝土澆筑到一定高度時(shí)，管道被抬起，但埋在混凝土中的部分不能被抬起而不能被拉出。可能的原因：混凝土澆筑間隔時(shí)間過長，管道不能及時(shí)上下移動(dòng)，導(dǎo)致管道和混凝土粘連而不能拉出;鋼保持架上的一些鋼筋沒有牢固焊接。當(dāng)混凝土被吊起并傾倒時(shí)，由于碰撞而使其散落，因此管道被卡住;導(dǎo)管插入混凝土的深度太大，摩擦阻力太大。預(yù)防措施：盡量減少間歇性澆水間隔。如果需要，應(yīng)間歇性地將管道提升到規(guī)格允許范圍內(nèi)的最小插入深度;應(yīng)經(jīng)常移動(dòng)管道以防止其黏附到混凝土上;在正常情況下，管道應(yīng)插入混凝土中≤4.0 m。治理方法：如果管道埋在槽部分內(nèi)的混凝土中，則可以將其抬起或拔出，并且可以立即使用大噸位起重機(jī)或鎖管頂部裝置來提升管道。

5 結(jié)語

防滲墻的施工中導(dǎo)向槽施工中，導(dǎo)墻和防滲墻的中心線必須一致，導(dǎo)墻寬度比防滲墻的寬度多3～5 cm，導(dǎo)墻堅(jiān)向面應(yīng)鉛直;導(dǎo)墻的施工接頭位置，應(yīng)與防滲墻的施工接頭位置錯(cuò)開，同時(shí)導(dǎo)墻分段施工時(shí)，分縫處設(shè)置跨縫鋼筋。

要重點(diǎn)關(guān)注鉆孔成槽施工及澆筑特殊問題預(yù)防和施工質(zhì)量及安全保證措施，而整個(gè)工程施工工藝的技術(shù)要求是否滿足是影響工程施工的成敗的關(guān)鍵，對于鉆孔灌注防滲墻施工工藝的控制與把握就顯得更為關(guān)鍵。

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