液壓抓斗防滲墻施工技術在水庫防滲處理中的應用

(深圳市寶安區松崗街道市政建設工程事務中心，廣東 深圳 518000)

1 工程概況

五指耙水庫位于深圳市寶安區松崗街道東南向2.20km，庫址緊靠東方林果場，水庫集雨面積2.22km2，該水庫由1座主壩、1座副壩、溢洪道和輸水涵管組成。主壩最大壩高11.30m，壩頂高程31.20m，防浪墻頂高程31.60m，壩長310m，壩頂寬5m，為均勻土壩；副壩壩長305m，最大壩高5.60m，壩頂寬5m，壩頂高程30.85m；輸水管內徑0.7m，結構為鋼筋混凝土涵，全長50.40m。總庫容203.21萬m2,正常庫容130.62萬m3，為小(1)型水庫。1958年，五指耙水庫始建，1960年4月竣工，并開始投入運行。

在五指耙水庫除險加固時，為解決水庫一直存在的水量滲漏問題,對水庫地質條件、工期要求、防滲處理要求進行了充分技術論證，經詳細分析，最終決定采用液壓抓斗防滲墻方案，對該水庫水量滲漏問題進行防滲處理。

2 液壓抓斗防滲墻施工

2.1 施工設備選擇

液壓抓斗防滲墻中的液壓抓斗技術，其原理是將30MPa的液體防滲材料利用高壓輸送管輸送到深度達數十米的抓斗中，同時，對抓斗的開啟、關閉工作進行控制。本次施工項目設備選型為CB-30地下連續墻液壓抓斗，CB-30液壓抓斗，配有MDSG機械卷管，CAP計算機輔助功率及電子測斜、糾偏系統等。

2.2 項目施工相關參數

本次施工項目具備工期短的特點，其質量標準要求高(詳見表1)。

表1 防滲墻項目質量標準參數

續表

2.3 工藝流程

首先，做好施工前的準備工作，以設計圖紙為依據，對防滲墻軸線、標高進行確定，同時按照施工組織設計提出的設計要求，構筑防滲墻的施工平臺和導墻，在構筑導墻期間，明確標出Ⅰ期和Ⅱ期的槽段方位，向Ⅰ期槽開展泥漿灌漿，隨后，按照三抓完成一槽段施工，對該槽段開展清孔、驗槽、下設接頭管及預埋件的施工及角錐導管、澆筑混凝土，依據工程師發出的指令，完成接頭管、導管的拔起，判斷混凝上升面位置，確定混凝土澆筑完成后，結束澆筑作業，開展下個Ⅰ期槽段施工，在完成所有Ⅰ期槽段后，使用同樣的工藝順序對Ⅱ期槽段進行陸續施工，直到完成本次項目防滲墻所有槽段的施工。

3 施工質量管理工作

針對本次防滲墻施工項目，采用先進行兩端主孔抓挖，隨后再開展中間副孔抓挖工序，最終直至成槽，即采用三抓成槽法。

3.1 接頭處理質量管理

在開展Ⅰ期，Ⅱ期槽段墻體接頭施工期間，墻體接頭之間夾泥的厚度以及滲徑的長度，會對接頭部位的防滲效果造成很大影響，Ⅰ期、Ⅱ期槽段之間墻體的有效連接，其關鍵就在于接頭處理的質量。因此，在進行接頭處理階段，首先要充分考慮接頭處理的方法，推薦采用接頭管法，在施工期間開展Ⅱ期槽段混凝土澆筑前，需要先將Ⅰ期槽的端頭部位存在的泥皮進行清理，隨后將接頭的管下到Ⅰ期槽段的兩邊，混凝土澆筑、初凝后，再將接頭管進行拔出操作。

3.2 固壁泥漿質量管理

在開展抓斗抓挖作業期間，為了確保施工質量，應該用膨潤土泥漿進行防滲墻固壁作業。首先，進行泥漿配置試驗，確保泥漿具備較好的特性。在開展防滲墻固壁施工期間，如果出現漏漿現象，在漏漿部位，采取針對性的解決措施，例如：孔底部位出現漏漿，就需要填入黏土；如果漏漿部位位于孔口，則使用鋸末或黏土進行填充，等到泥漿面穩定之后，才可進行抓挖作業。倘若在施工期間出現嚴重漏漿現象，需要迅速撤離抓斗于漏漿位置，當漏漿面積處于較大情況下，需要立預灌濃漿堵漏操作。

3.3 混凝土灌注質量管理

在混凝土灌注階段，推薦采用導管方法。在混凝土處于水下灌注施工階段期間，不存在混漿問題。在開展第一次灌注期間，應該先從最深的導管開始，依據‘先深后淺’順序灌注，一直到槽底的混凝土面被澆平，再進行全槽均衡上升。在灌注混凝土期間，要求操作快速、均勻、有序，確保混凝土在短時期之內就可以充滿漏斗，隨后用塞子塞住關口。下一步是混凝土滿管下落，推出管內的泥漿，一直到孔底充滿。為了確保不會出現導管外側的泥水進入到導管中，造成斷樁施工事故，要求在第一次灌注期間，導管深入到混凝土里必須>0.40m長度。在開展正常灌注期間，需要嚴格控制混凝土提升速度，確保勻速上升，要求上升的速度<2m/h，控制相鄰導管混凝土面高差小于0.50m。此外，在孔口出現溢出混凝土泥漿情況時，需要立即停止灌注，拔出澆筑導管，及時清洗機具，隨后進行下個槽孔灌注施工。

3.4 對槽壁坍塌的處理

槽壁坍塌，屬于在混凝土灌注施工階段十分常見的一種施工問題。對槽壁坍塌進行處理，應采取‘具體問題具體解決’的措施，充分考慮到實際情況。一般情況下，槽壁坍塌多數出現在兩個部位，第一是在關注剛開始期間就出現坍塌現象，在這種情況下，通常都是處于灌注量較小階段，需馬上停止灌注，等到槽壁穩定之后，再使用抓斗重新抓挖、清孔，并重新開始灌注。第二是在混凝土灌注即將結束期間出現槽壁坍塌問題，在這一就二段，首先也是需要立即停止灌注作業，并對槽壁坍塌的位置進行記錄，對坍塌面利用抓斗進行抽渣、清孔，一直到孔力的泥漿性能指標達到清空要求，隨后再繼續灌注到設計標高。等到墻體的混凝土強度達到設計強度后，使用取芯機，在墻頂鉆孔，對坍塌部位進行灌漿補強操作。

4 施工質量檢測

4.1 造孔質量

4.1.1 孔深

在施工完成后，對其深度進行測試。通常，槽孔的深度必須大于等于設計孔深，對槽孔深的測量，需要在清孔換漿作業后的1小時之內進行測量。

4.1.2 孔斜率

防滲墻槽孔的組成，包括多個主孔和副孔相互連通，孔斜指某一主孔或副孔孔底或某一深度的中心位置，相對空口中心位置水平偏斜距離同孔深的比值。空穴率，是對槽孔開展質量控制的主要內容，同時孔斜率也決定著墻段連接的可靠性。在進行孔斜率測量期間，使用測量懸吊鉆抓鋼絲繩偏斜值重錘法對孔斜率進行測量，其測量的標準不得大于0.4%。式1為孔斜率計算公式：

K=(X/h1+X/h2)/100

(1)

式中K——孔斜率；

X——鋼絲繩垂直到鄉愁在線放線的偏移值；

h1——桅桿頂端到導向槽混凝土面的高差，通常情況下為16m·h2則表示鉆頭自導向槽滬寧凸面，深入槽孔的具體深度。

4.1.3 孔位中心偏差

孔位，即孔口的中心位置，其測量方法是把鉆具自由垂吊在孔口，檢測吊掛鋼絲繩或者鉆具中心的位置以及防滲墻軸線位置。

4.1.4 孔槽的寬度

因為孔槽的寬度，是由造孔鉆具決定的，所以，需要嚴格控制鉆具的規格尺寸，需要滿足防滲墻項目工程中設計的具體要求。

4.2 清孔質量

4.2.1 接頭刷洗

在Ⅱ期槽孔成槽之后，需要對兩端Ⅱ期墻段上黏附的土層、泥皮清晰干凈，同時，開展檢查，一直到使用鋼絲刷進行刷洗之后，不存在任何泥渣，孔底不再增加淤積，便可判斷為刷洗質量合格。

4.2.2 孔底淤積

淤積，指的是孔底沉積的厚度，要求厚度≤10cm，在開展測量期間，先對孔深H1利用測針進行測量，隨后，使用測餅測量孔深H2，計算淤積厚度公式為：

ΔH=H1-H2

(2)

4.2.3 孔內泥漿密度、黏土、含沙量

因為造孔泥漿具有較高的含沙量、黏度，十分不利于開展混凝土水下澆筑，因此，需要在澆筑前開展清孔換漿作業(表2為清孔換漿漿液指標)。

表2 清孔換漿后的漿漿液指標

4.3 混凝土灌注質量

4.3.1 導管埋深

在開展水下混凝土澆筑期間，不論導管埋入的過淺或是太深都容易發生事故。式3為導管埋深深度的計算方式：

H3=H-H1-H2

(3)

式中H3——導管的埋入深度；

H——導管墻面以下，到混凝土以上導管的具體長度。

4.3.2 混凝土上升

在開展水下混凝退澆筑期間，槽孔中混凝土面的上升速度，需要通過一段時間內的測量數據得出，本次項目設計要求為混凝土上升速度≥2m/h。

4.3.3 布置導管

在施工現場布置導管，需要嚴格遵循《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規范》(SL 174—96)5.4.2規定，在槽孔內布置、使用2套以上導管的情況下，導管之間的間距必須≤3.5m，Ⅰ期槽端導管，據孔段或是接頭的最佳距離為1～1.5cm,Ⅱ期槽端導管距離控端的最佳位置為1m，一旦槽底高差>25cm，即表示著導管應布置在控制范圍的最低處。

5 結 論

在水庫工程的除險加固工程防滲施工技術中，液壓抓斗成槽混凝土防滲墻施工技術具有良好的防滲效果，其耐久性較好。因此，工程技術人員應在明確其施工技術要求、方法的前提下，對各個施工環節質量嚴格控制，確保墻體防滲性達到設計要求。