大壩造孔施工問題的因素分析和解決措施

唐 明

（延邊朝鮮族自治州水利局水政漁政監(jiān)察支隊(duì),吉林 延吉 133001）

近年來，國(guó)家對(duì)水利工程的施工質(zhì)量和工程質(zhì)量都提出了更高的要求。堤壩建設(shè)中，常會(huì)用到一種特殊的工藝，大壩造孔。在進(jìn)行大壩造孔的過程中，常會(huì)遇見一些施工問題，這些施工問題的出現(xiàn)又將直接影響堤壩的施工質(zhì)量，因此，必須嚴(yán)格把關(guān)，做好預(yù)防措施，并在問題出現(xiàn)時(shí)，給予及時(shí)有效的處理。

1 工程概況

某水電站混凝土拱壩建基面高程為480.00m，壩頂高程580.40m，最大壩高110.5m，屬于3級(jí)建筑物。整體壩型為拋物線型變厚雙曲拱壩，共由18個(gè)壩段組成，壩軸線長(zhǎng)度為290.14m，壩頂厚度4.3m，壩低厚度20.0m，厚高比例為0.21。壩體內(nèi)部設(shè)有交通廊道、灌漿廊道、抽水、集水、排水等設(shè)施，壩體外部設(shè)有泄洪道、灌漿洞、電梯井道、交通路橋等。

2 孔壁塌陷

（1）造成孔壁塌陷的原因。水利大壩施工過程中，基礎(chǔ)施工材料是工程質(zhì)量最基本的保障。因此，在大壩施工中，一定要確保施工所用的土料粘黏性良好，符合施工要求，同時(shí)，對(duì)土料進(jìn)行壓實(shí)處理，使壩體結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。在進(jìn)行大壩造孔施工中，一定要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，并定期對(duì)所用土料進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。水利大壩施工中，在孔壁保護(hù)上發(fā)揮重要作用的是泥漿，因此，為保證水利大壩的施工質(zhì)量，就必須首先確保泥漿的質(zhì)量。泥漿性能的發(fā)揮受多種客觀因素的影響，包括施工場(chǎng)地的地質(zhì)和水文情況等。在進(jìn)行施工前，施工單位也必須提前做好相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)勘察工作。水利大壩造孔施工中，孔內(nèi)壓強(qiáng)不足問題也十分常見，且極容易導(dǎo)致坍孔現(xiàn)象的發(fā)生。孔內(nèi)壓強(qiáng)不足主要是由孔內(nèi)泥漿流動(dòng)控制不當(dāng)所致。進(jìn)行泥漿施工灌注的過程中，因控制不當(dāng)，泥漿會(huì)流向其他施工層，進(jìn)而導(dǎo)致泥漿流失，使孔內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)不到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。因此，在施工中，必須做好相應(yīng)的定期檢測(cè)工作。一旦發(fā)現(xiàn)有泥漿流失現(xiàn)象，及時(shí)給予補(bǔ)充和攪拌，注意泥漿操作也必須嚴(yán)格遵照施工要求。此外，在水利工程施工中，鉆具的使用不當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致坍孔現(xiàn)象的發(fā)生。使用鉆具時(shí)，用力過度會(huì)損壞孔壁表層的泥皮，當(dāng)發(fā)現(xiàn)泥皮出現(xiàn)損壞現(xiàn)象后，就要及時(shí)采取相應(yīng)的措施給予處理和補(bǔ)救；（2）孔壁塌陷的解決措施。水利工程造孔施工中，若已經(jīng)出現(xiàn)了孔壁坍塌現(xiàn)象，就應(yīng)該及時(shí)采取相應(yīng)的措施給予補(bǔ)救和解決。坍孔現(xiàn)象一旦發(fā)生，就必須在第一時(shí)間將造孔設(shè)備移走，并將鉆具取出。技術(shù)人員到達(dá)施工現(xiàn)象后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行實(shí)地勘察，并作出科學(xué)合理的分析，找出導(dǎo)致坍孔現(xiàn)象發(fā)生的原因，并最終給出最科學(xué)合理的解決方案。當(dāng)前，運(yùn)用于解決坍孔現(xiàn)象的措施主要包括有：1）以施工要求為基準(zhǔn)，對(duì)泥漿的粘結(jié)度進(jìn)行調(diào)整，使泥漿的粘結(jié)性達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。此過程中，可適度添加一些粘合劑以提高泥漿的粘結(jié)性；2）水利大壩后期施工中，應(yīng)對(duì)坍孔現(xiàn)象發(fā)生處的泥漿灌注進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，施工嚴(yán)格遵照施工要求，并科學(xué)合理的使用鉆具，避免進(jìn)一步加重事態(tài)；3）若遇停工，要及時(shí)攪動(dòng)成孔內(nèi)泥漿，以每隔4～8h攪動(dòng)1次為宜；若有遺漏，則要及時(shí)補(bǔ)充，泥漿要始終保持在不低于槽口板以下0.5m，并高出地下水位2m以上；4）成槽孔段要合理控制長(zhǎng)度，一般以6～8m為宜，地層不好可按兩段跳躍造孔的方式進(jìn)行施工；（3）孔壁塌陷的預(yù)防手段。在進(jìn)行大壩施工前，施工單位必須對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘察，以全面了解和掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況和水文情況。實(shí)際情況為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行泥漿粘結(jié)度的調(diào)整，施工過程中，還要對(duì)泥漿做定期檢測(cè)。泥漿操作也要嚴(yán)格遵照施工規(guī)定進(jìn)行，以使孔內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，能夠充分滿足施工要求。造孔作業(yè)全部完成后，仍舊不可對(duì)泥漿進(jìn)行稀釋處理或?qū)⑶逅⑷肟變?nèi)。

3 鉆頭脫落

（1）造成鉆頭脫落的原因。在進(jìn)行大壩造孔施工中，鉆頭脫落也比較常見。鉆頭脫落是在鋼絲繩嚴(yán)重磨損的情況下發(fā)生的，這時(shí)的鋼絲繩極易發(fā)生松動(dòng)、抽脫現(xiàn)象。同時(shí)，工程施工中，保護(hù)繩未安裝現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生，而這種做法會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重坍塌問題，進(jìn)而促使埋鉆事故發(fā)生；（2）鉆頭脫落的應(yīng)對(duì)方案。首先，在最短的時(shí)間內(nèi)查明事故原因，若主繩斷裂是主要原因，則應(yīng)及時(shí)應(yīng)用保護(hù)繩，若無法及時(shí)獲得保護(hù)繩，就需要進(jìn)行泥漿的更換。其次，將鉆頭周圍的鉆碴及時(shí)抽凈，此過程中，一次清孔后，沉渣量仍超出規(guī)范要求，則需要進(jìn)行二次清孔。二次清孔借助導(dǎo)管進(jìn)行，孔口導(dǎo)向管距孔底20cm左右，調(diào)整垂直精度，使之高于倒垂孔精度，中心偏差不超過2mm。隨即，則需要進(jìn)行打撈工作，一旦被卡住，在提起的時(shí)候就需要進(jìn)行適度震打工作，以便將鉆頭隨時(shí)取出；（3）鉆頭脫落的預(yù)防措施。在進(jìn)行造孔施工的過程中，經(jīng)常檢查鋼絲繩，一旦發(fā)現(xiàn)有損壞現(xiàn)象，就需進(jìn)行及時(shí)的更換，并對(duì)用于鋼絲繩抬動(dòng)的卡子進(jìn)行緊固。同時(shí)，必須使孔內(nèi)保持潔凈，鉆碴抽取工作也要隨時(shí)進(jìn)行。

4 斜孔

（1）造成斜孔的原因。導(dǎo)致斜孔現(xiàn)象發(fā)生的原因主要有：孔內(nèi)鉆渣未抽取干凈；鉆頭磨損嚴(yán)重；松繩不當(dāng)?shù)取Ｒ陨线@些問題都可能導(dǎo)致鉆頭在下落的過程中發(fā)生傾斜，進(jìn)而導(dǎo)致斜孔現(xiàn)象的發(fā)生；（2）斜孔的處理方案。當(dāng)斜孔現(xiàn)象已經(jīng)發(fā)生時(shí)，首先，及時(shí)進(jìn)行孔斜點(diǎn)的尋找，在找到后，再進(jìn)行回扭操作。若孔斜現(xiàn)象嚴(yán)重，就應(yīng)及時(shí)回填，再造孔；（3）斜孔的預(yù)防措施。斜孔的具體預(yù)防措施包括：1）為使鉆孔的垂直精度得到保障，防止鉆孔出現(xiàn)偏斜，最有效的預(yù)防措施就是嚴(yán)格控制并隨時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。孔底轉(zhuǎn)壓控制在2-2.5MPa，轉(zhuǎn)速65-96r/m in，沖洗液量80-110L/m in，鉆速控制位0.5cm/m in。以鉆速的控制來實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)參數(shù)的有效控制；2）在確保孔內(nèi)潔凈的基礎(chǔ)上，將泥漿粘稠度調(diào)至最佳狀態(tài)。施工過程中，還需依據(jù)實(shí)際情況，對(duì)鉆頭的補(bǔ)焊過程、方法進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整和糾正；3）選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)進(jìn)行松繩操作，鉆頭運(yùn)行過程中，其穩(wěn)定性必須得到充分的保障，空錘現(xiàn)象必須避免；4）傾斜地層作業(yè)的過程中，應(yīng)全方位的考慮地層因素和水文因素的影響，對(duì)硬度小、均勻的表面要進(jìn)行謹(jǐn)慎處理。

5 結(jié)束語(yǔ)

大壩造孔對(duì)于水利工程質(zhì)量的保障有著十分重要的作用，因此，必須重視其施工的各個(gè)步驟，有效避免問題的發(fā)生。

[1]胡昌蘭,賈振國(guó).水利大壩造孔施工中常見問題的處理[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(36):217.

[2]張威.如何處理水工大壩造孔中的施工問題[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(33):220.