地下連續(xù)墻接頭管法施工技術(shù)分析

【摘要】以某水庫(kù)地下連續(xù)墻施工為例，分析了接頭管施工主要施工工藝，并對(duì)接頭管起拔力確定、起拔時(shí)機(jī)控制進(jìn)行探討。工程實(shí)踐證明，墻段連接質(zhì)量可靠，提前完成施工進(jìn)度計(jì)劃，值得類似地下連續(xù)墻施工借鑒。

【關(guān)鍵詞】地下連續(xù)墻；接頭管施工；起拔控制

1、工程概況

某中型水庫(kù)壩體為均質(zhì)土壩，大壩全長(zhǎng)180m，壩高與壩頂寬度分別為20.3m和6m。水庫(kù)始建于上世紀(jì)六十年代，受當(dāng)時(shí)建設(shè)技術(shù)條件的限制，大壩近年來(lái)出現(xiàn)嚴(yán)重的技術(shù)滲漏、建筑物穩(wěn)定性差等問(wèn)題。為保障水庫(kù)安全運(yùn)行，工程設(shè)計(jì)對(duì)大壩樁號(hào)0+000～0+180段進(jìn)行防滲加固，防滲加固形式為混凝土防滲墻。防滲墻底部與中風(fēng)化白云巖底部接觸，頂部進(jìn)行回填土至壩頂高度，防滲墻高程為139.9m，。防滲墻施工采用“全抓”法施工，接頭孔采用接頭管法，施工機(jī)具主要包括BH-12型液壓抓斗、YJB-1200全液壓拔管機(jī)、JS500型強(qiáng)制式拌和機(jī)。考慮防滲墻深度較大，且地層巖性主要是粘土與風(fēng)化巖，設(shè)計(jì)采用兩期槽孔對(duì)防滲墻進(jìn)行造孔；一期與二期槽孔間隔布置，槽孔長(zhǎng)度均為9m。

2、地下連續(xù)墻接頭管施工工藝

接頭管法施工主要工藝流程為：清孔換漿→接頭管下設(shè)與導(dǎo)管澆筑→泥漿下混凝土澆筑→起拔接頭管→形成接頭孔。

2.1 接頭管下設(shè)

接頭管下設(shè)工藝流程為：場(chǎng)地平整→起重機(jī)與拔管機(jī)就位→接頭管底管下設(shè)用拔管機(jī)鎖定→下節(jié)接頭管吊裝就位→定位銷連接→接頭管下設(shè)、拔管機(jī)重新鎖定→頂節(jié)管就位、安裝、下設(shè)。本工程接頭管下設(shè)采用25t汽車起重機(jī)進(jìn)行，由底節(jié)接頭管往上依次下放施工。底節(jié)接頭管下設(shè)過(guò)程中應(yīng)保證管孔中心與端孔中心的重合，下放速度應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)。底節(jié)接頭管下放至φmm銷孔位置時(shí)，用φmm厚壁（18mm）鋼管對(duì)孔插入接頭管，并繼續(xù)將底管下放至指定位置。底管放置穩(wěn)固后，松開(kāi)公接頭保護(hù)帽的固定螺釘，吊起保護(hù)帽至存放處。為保證接頭的順利安裝，每節(jié)接頭管下放完成后，需要用清水沖洗接頭配合面，并用潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑。為保證接頭管管口的質(zhì)量，對(duì)接過(guò)程中應(yīng)避免兩節(jié)接頭管直接碰撞。

2.2 澆筑混凝土

混凝土澆筑采用泥下直升導(dǎo)管法，施工方法如下圖所示。混凝土澆筑施工前，應(yīng)檢查并確認(rèn)導(dǎo)管及接頭位置的封閉性，并按要求埋設(shè)導(dǎo)管，導(dǎo)管埋入混凝土深度控制在m。施工中可首先在導(dǎo)管中注入一定量的水泥砂漿；同時(shí)，提前準(zhǔn)備好足夠量的混凝土，使得在導(dǎo)管內(nèi)球塞擠出后導(dǎo)管底端能埋入混凝土內(nèi)。混凝土澆筑應(yīng)做到一次澆筑成功，槽內(nèi)混凝土澆筑時(shí)噴頭每小時(shí)提升高度應(yīng)超過(guò)2m。

2.3 接頭管起拔

接頭管起拔過(guò)程分為初拔、正常起拔與終拔，各階段施工控制內(nèi)容如下：

初拔目的主要是活動(dòng)管，通過(guò)輕微活動(dòng)導(dǎo)管而降低其與混凝土之間的粘結(jié)力作用，同時(shí)亦可通過(guò)此時(shí)的壓力表讀數(shù)判斷混凝土膠凝情況。初拔管道長(zhǎng)度一般控制在10～20cm，拔管活動(dòng)間隔1小時(shí)，具體拔管次數(shù)視壓力表數(shù)值確定；視情況逐次縮減提升間隔時(shí)間與增加提升高度，本工程壓力表判定界限為4MPa。

壓力表大于MPa后進(jìn)行正常起拔，這一時(shí)期壓力表讀數(shù)應(yīng)控制在4～6MPa。初次拔起高度應(yīng)不超過(guò)m，如首次拔起過(guò)程中壓力表讀數(shù)產(chǎn)生大幅度下降，則需停止拔管施工，再次起拔再依據(jù)壓力表示數(shù)確定。正常起拔過(guò)程中保持起拔力的均勻與穩(wěn)定，并根據(jù)壓力示數(shù)實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

終拔階段應(yīng)嚴(yán)格控制接頭管的提升速度，避免槽孔出現(xiàn)坍塌情況。接頭管拔出后，應(yīng)及時(shí)清洗管道，避免下次施工中發(fā)生堵塞，并在二期槽段施工前用潤(rùn)滑劑進(jìn)行潤(rùn)滑處理。

3、接頭管施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 確定起拔力

本工程起拔裝置采用BH-12型液壓抓斗，通過(guò)液壓示數(shù)可推算得到起拔力值大小，計(jì)算公式為：

其中：Pmax為液壓控制臺(tái)壓力表最大示數(shù)，；為摩擦系數(shù)，MPa.m-2；為槽段混凝土高度，m；為接頭管直徑，m。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)室測(cè)得混凝土與接頭管之間摩擦系數(shù)為1.21MPa.m-2，而由工程澆筑混凝土槽段高度以及底部接頭管直徑，計(jì)算得到液壓控制臺(tái)的最大示數(shù)為MPa。參考液壓控制臺(tái)壓力最大示數(shù)，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)接頭管起拔過(guò)程力度的有效控制。

3.2 控制拔管時(shí)機(jī)

接頭管起拔實(shí)際對(duì)于整個(gè)混凝土防滲墻施工有著重要的作用，起拔時(shí)間過(guò)早或過(guò)晚，其成墻質(zhì)量都會(huì)受到影響。接頭管起拔時(shí)機(jī)需要考慮混凝土早期特性、水下混凝土澆筑施工速度、槽孔深度以及接頭管直徑等因素，應(yīng)保證在混凝土初凝時(shí)進(jìn)行初拔，在末盤混凝土凝結(jié)后接頭管全部拔出。混凝土膠凝時(shí)間應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)得出，并根據(jù)外部施工條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。接頭管起拔時(shí)機(jī)估算公式為：

其中：t為混凝土初凝時(shí)間；t0、t1分別為混凝土出料與進(jìn)場(chǎng)時(shí)間；t2為實(shí)驗(yàn)室混凝土試件初凝時(shí)間；為修正系數(shù)，取0.98。

實(shí)驗(yàn)得到本工程混凝土試塊膠凝時(shí)間在夏天為4～h。由于工程施工期主要集中在夏季，取混凝土初凝時(shí)間約h；施工中每間隔半小時(shí)對(duì)接頭管進(jìn)行微動(dòng)，避免接頭管與混凝土之間粘結(jié)力過(guò)大。當(dāng)YJB-1200壓力表示數(shù)達(dá)到4～6Mpa時(shí)，進(jìn)行接頭管起拔操作。

4、結(jié)語(yǔ)

接頭管法施工具有施工工期短、質(zhì)量好、連接效果佳、施工功效高等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，在槽深為2040m的地下連續(xù)墻施工中取得良好效果。但由于接頭管法施工技術(shù)要求高，需要對(duì)接頭管下設(shè)、混凝土澆筑、接頭管起拔等施工工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制，以保障防滲墻接頭連接的可靠與穩(wěn)固。