基于工程案例的水利工程施工技術研究

尹曉冰 劉亮

摘 要：本文基于筆者多年從事水利基礎工程施工的相關工作經驗，以某水利工程地下基礎施工為研究背景，以整個施工流程為線索，介紹了某水利工程地下連續墻的具體施工技術，包括施工準備、施工工藝、質量標準、安全技術措施、安全檢測。全文是筆者長期工作實踐基礎上的理論升華，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：地下連續墻 施工技術 水利工程 基礎施工

中圖分類號：TV523 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（c）-0072-02

該地下連續墻為鋼筋混凝土結構，墻厚0.8 m，設計槽寬為4.0 mm；計連續墻軸線總長347 m、共88個槽段，設計要求墻體底高程▽-21.0 m～▽-29.5 m，連續墻墻頂標高：▽+0.50 m。

1 施工準備

接通水電、施工場地道路、機械、設備進場、泥漿池布置、原材料送檢配合比的設計、導墻施工。

1.1 接通水電

從施工場地主電源處接通電源至施工場地；施工用水直接由堤頂水池提供。

1.2 施工場地及道路構筑

沿連續墻軸線填筑施工圍堰平臺孔口高程高于施工期洪水位以上，平臺長180米，寬80米，液壓抓斗、吊機、施工車輛等在施工場地內的施工道路寬10 m，為泥結石路面。東、西面連續墻各布置一個1.5 m×3.8 m×40 m泥漿池、棄渣槽布置靠近連續墻，方便抓斗抓出的廢渣直接堆放。

1.3 施工機械、設備進場調試

連續墻工程主要投入的施工機械為：“QUB-50型液壓抓斗和CZ-22型沖擊鉆。”QUB-50型液壓抓斗進場拼裝和調試。

1.4 配合比的設計、原材料送檢

地下連續墻砼強度為C25，把施工場地的鋼筋、砂、石、水泥送至監理或業主所指定的試驗室試驗和砼配合比設計，不合格料決不準用。

1.5 導墻施工

導墻施工是地下連續墻施工的關鍵環節，其主要作用為成槽導向、控制標高、槽段和鋼筋網定位，防止槽口坍塌及承重的作用，導墻形式采用“┙┗”。

連續墻導墻寬度為0.85 m，連續墻軸線距基坑一側導墻距離為0.4 m，以確保基坑尺寸寬度。導墻施工時，按相關要求進行控制，導墻軸線放樣準確，誤差不大于10 mm，導墻頂面高程（整體）允許偏差±10 mm，導墻頂面高程（單幅）允許偏差±5 mm，導墻墻間凈距允許偏差±5 mm，導墻施工平直，兩內側采用鋼模立模，內墻墻面平整度偏差不大于3 mm，垂直度不大于0.5%，基底與土面密貼，為防止導墻變形，導墻兩內側拆模后，每隔2米布設一道木撐，砼未達到70%強度，嚴禁重型機械在導墻附近行走。

2 施工工藝

采用液壓抓斗和沖擊鉆機配合施工，采取“兩鉆一抓”的成槽工藝施工成槽。連續墻槽段施工時，先用沖擊鉆機在劃分好的槽段兩端各鉆一個端頭孔，再用抓斗配以沖擊鉆施工至設計墻底標高。槽段施工分二序進行。施工工藝流程見圖1。

2.1 導墻施工

見第1.5點。

2.2 泥漿制作

為保證抓、沖成槽的安全和質量，護壁泥漿生產循環系統的質量控制，是關系到槽壁穩定、沖孔速度、砼澆灌質量、鉆頭磨損及砂礫石層成槽的必備條件。針對本工程施工特點，采用優質泥粉為主、少量粘土為輔的泥漿制備材料，造孔用的泥漿材料必須經過現場檢測合格后，方可使用。質量控制主要指標為比重為1.1～1.3，粘度18～25 S，含砂率≤5%，膠體率=95%，必要時，加適量的添加劑；為達到進度要求，泥漿的儲存量每臺套不得小于200 m3，泥漿必須經過制漿池、沉淀池及儲存池三級處理，泥漿制作場地以利于施工方便為原則，泥漿生產循環工序流程見圖2。

2.3 成槽工藝

（1）槽段劃分。

單元槽段長度的劃分根據設計院圖紙劃分為48個槽段。

（2）接頭施工。

根據設計要求，本工程采用弧型鋼板作為連續墻的接頭處理方法，接頭弧型鋼板采用厚8 mm鋼板按半徑400 mm、1350角卷制而成，圓弧鋼板在鋼筋網加工時焊接固定在一序槽鋼筋網燕尾槽上，在弧型鋼板內填充定做的泡沫塊并綁扎好，鋼筋網入槽后，在澆筑砼前還需在接頭孔內填入泥包，以避免澆筑砼時該空間被砼大量充填，造成后期接頭孔施工困難及砼的浪費。槽孔砼澆筑完成待有一定強度后應盡快使用沖擊鉆進行接頭孔施工，反復將弧型鋼板內的泡沫、泥渣及砼塊沖盡，確保后期槽與前期槽之間能緊密結合。

（3）成槽方法。

成槽工序是地下連續墻施工關鍵工序之一，既控制工期又影響質量，根據地質情況及結合以往施工經驗，采用地下連續墻液壓抓斗和沖擊鉆配合施工的成槽方法。即使用沖擊鉆先沖端孔，嚴格控制其垂直度，端孔達到設計深度后，采用液壓抓斗挖到設計深度。抓斗沿導墻壁挖土，通過液壓抓斗導向桿調整抓斗的垂直度，以控制成槽精度，挖至強風化巖層面，應盡量修平槽底，以減小沖擊鉆成孔偏差。

（4）成槽過程遇突發事故的應急措施

根據地質資料及以往施工經驗，本工程應可正常施工。但若因不可預見原因造成突然失漿或塌方等意外事故，則采取立即停止沖、挖，并加大供漿量，保持液面穩定、或向槽內加倒泥粉，也可立即進行土方回填，避免事故擴大等即時處理方法。而后匯同監理、設計、地勘及業主等部門分析原因，探明情況并提出處理方案，方可繼續施工。

（5）施工過程中注意泥漿性能的變化，每隔30 min進行定期檢測一次性能指標并作好記錄，及時補充符合標準的優質泥漿入槽，保證正常施工。

2.4 鋼筋網制安及吊放

鋼筋網根據設計尺寸規格進行制作，為保證鋼筋網制作平直規整，鋼筋網加工在場內適當位置進行，為保證鋼筋網砼保護層不小于80 mm，需在鋼筋網上設置一個“∏”形

定位器，鋼筋網吊放，采用100 t履帶吊，視場地及鋼筋網情況，一次吊放，鋼筋網的制作滿足要求，經監理驗收認可后放入槽內。

2.5 清槽

在成槽過程中，為把沉積在槽底的沉碴清出，需對槽底進行清槽，以提高地下連續墻的承載力和抗滲能力，提高成墻質量。沖擊鉆修槽完畢后，用液壓抓斗清除槽底沉碴，并檢查成槽情況，直至一序槽段接頭不帶泥屑為止。

2.6 水下砼澆注

在槽孔進行清孔換漿，并經監理人檢驗合格后方可進行砼澆筑；根據槽段的尺寸，槽段需設二至三套導管，管徑φ250 mm，間距不大于3 m，距槽段端頭不大于1.5 m，導管底口距槽底距離控制在20～50 cm，導管采用法蘭連接，砼采用現場拌合樓拌制，在孔口由砼攪拌車直接入槽（或采用泵送砼直接送至集料斗）。入槽時砼塌落度控制為18～22 cm，砼澆注過程必須連續進行，并保證砼面上升速度不小于2 m/n，導管埋深應在1～6 m之內。澆注第一斗砼時，必須保證兩臺砼攪拌車同時開澆，砼量保證各導管埋管深度不小于50 cm，澆注砼時，認真做好測量、觀察記錄，每個單元（槽段）必須現場留置一組砼試塊。砼導管的安拆，由25 t汽車吊配合進行。

3 連續墻施工質量標準

3.1 導墻允許偏差

導墻平行于地下連續墻軸線，允許偏差±10 mm；導墻內壁面垂直度允許偏差0.5%；其凈距允許偏差±5 mm；導墻頂面高程（整體）允許偏差±10 mm，導墻頂面高程（單幅）允許偏差±5 mm。

3.2 泥漿質量技術指標

泥漿比重為1.1～1.3，粘度18～25S，含砂率5%，膠體率>95%。

3.3 清槽標準

孔內泥漿比重不大于1.3，含砂率不大于10%；粘度不大于30S；沉渣厚度不大于100 mm。

3.4 鋼筋網制作允許偏差

主筋間距±10 mm；箍筋和加強筋間±距20 mm；網厚度（槽寬方向） ±10 mm；網寬度（段長方向） ±20 mm；網長度（深度方向） ±50 mm；保護層厚度不小于80 mm；鋼筋籠彎曲度不大于1%。地下連續墻施工允許偏差和質量要求應符合下列規定：槽底沉渣厚度不大于10cm，孔斜率不大于0.4%，遇有含孤石、漂石的地層及基巖面傾斜度較大等特殊情況時，其孔斜率應控制在0.6%以內；對于一、二期槽孔接頭套接孔的兩次孔位中心任一深度的偏差值應不大于施工圖紙規定墻厚的1/3。

4 質量安全技術措施

導墻拆模后，應在導墻間按一定間距加設支撐，在導墻砼養護期間，嚴禁重型機械在導墻附近行走、停置或作業。終槽深度必須保證設計深度，同一槽段內槽底開挖深度一致，并保持平整，遇特殊情況應會同設計單位研究處理。施工期間槽內泥漿必須高于地下水位▽1 m以上，且始終保持在導墻頂面以下0.3～0.5 m，當發生泥漿滲漏時應及時堵漏和補漿。鋼筋網規格、尺寸按設計要求，其加工制作嚴格按有關規范進行。鋼筋網應在清槽合格后立即吊裝，在運輸和入槽過程中，不得產生不可恢復的變形，如有變形則不能入槽。鋼筋網就位合格后應及時澆筑水下砼，間隙時間不超過4小時，灌注前應復測沉渣厚度。鋼筋網制作和就位的安置標高應符合設計要求。對進場施工人員進行《安全施工管理條例》教育，樹立安全第一的思想，對特種作業人員進行專業培訓。建立安全施工責任制，明確各級領導、職能部門、工程技術人員和生產工人在施工中的安全責任。吊裝時，吊機站位要平穩、起吊位置應合理，嚴禁超重或超距離起吊，并安排責任心強、熟練的起重工進行操作。在吊裝過程中，吊機施工范圍內閑人不得停留，并由經驗豐富的起重工專門指揮，做到有組織、有順序、合理進行施工。

5 安全監測

本工程在樁號壩縱0-48.35～0+096.15范圍內的廠房部位采取地下連續墻加鋼支撐支護措施進行垂直開挖，因此需對地下連續墻和鋼支撐進行安全監測，內容包括：側向位移監測；鋼支撐應力監測。

5.1 側向位移觀測

側向位移觀測采用地下連續墻內埋設測斜管。

測斜管選用φ76 mm，鋁合金或性能較好的塑料管，管內有兩互相垂直的縱向導管。

測斜管安裝前首先應檢查是否平直，兩端是否平整，對不符合要求的測斜管應進行處理或舍去。

將測斜管一端套上管接頭，在其周圍對稱鉆4個孔，用柳釘或螺絲將管接頭與測斜管固定，然后在管接頭與測斜管接縫處用防水膠帶纏緊密封，測斜管底部應套上端蓋，以防止漿液或水滲入管內，在管接頭上鉆孔時，必須避開測斜管內的導槽。

測斜管安放于地下連續墻墻體內的槽段接頭位置，通過預先固定在鋼筋籠上進行埋設。完成后，用測頭模型在預埋管內上下滑動，以了解導管是否暢通無阻。注意測斜管管口的保護，以免其它異物掉入管內。

為避免埋設過程中測斜管浮起，在測斜管埋設時管內注入清水。測斜管埋至樁頂或墻頂時，頂面預留50 cm，并用管帽封焊。待測斜管埋設工作完畢，且周圍砼達到終凝或孔內灌漿3天后，測斜管用清水沖洗干凈。

在地下連續墻頂部埋設鋼筋頭，開挖時用經緯儀觀測鋼筋頭位移情況。

5.2 鋼支撐應力監測

鋼支撐安裝時在地下連續墻和鋼管接觸處埋設應力計，在鋼管中間埋設鋼弦式應力計，以為便隨時監測基坑穩定性提供科學依據。

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