【摘要】以某水庫地下連續(xù)墻施工為例,分析了接頭管施工主要施工工藝,并對接頭管起拔力確定、起拔時機控制進行探討。工程實踐證明,墻段連接質量可靠,提前完成施工進度計劃,值得類似地下連續(xù)墻施工借鑒。
【關鍵詞】地下連續(xù)墻;接頭管施工;起拔控制
1、工程概況
某中型水庫壩體為均質土壩,大壩全長180m,壩高與壩頂寬度分別為20.3m和6m。水庫始建于上世紀六十年代,受當時建設技術條件的限制,大壩近年來出現(xiàn)嚴重的技術滲漏、建筑物穩(wěn)定性差等問題。為保障水庫安全運行,工程設計對大壩樁號0+000~0+180段進行防滲加固,防滲加固形式為混凝土防滲墻。防滲墻底部與中風化白云巖底部接觸,頂部進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,施工機具主要包括BH-12型液壓抓斗、YJB-1200全液壓拔管機、JS500型強制式拌和機。考慮防滲墻深度較大,且地層巖性主要是粘土與風化巖,設計采用兩期槽孔對防滲墻進行造孔;一期與二期槽孔間隔布置,槽孔長度均為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→接頭管下設與導管澆筑→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
接頭管下設工藝流程為:場地平整→起重機與拔管機就位→接頭管底管下設用拔管機鎖定→下節(jié)接頭管吊裝就位→定位銷連接→接頭管下設、拔管機重新鎖定→頂節(jié)管就位、安裝、下設。本工程接頭管下設采用25t汽車起重機進行,由底節(jié)接頭管往上依次下放施工。底節(jié)接頭管下設過程中應保證管孔中心與端孔中心的重合,下放速度應控制在合理范圍內。底節(jié)接頭管下放至φmm銷孔位置時,用φmm厚壁(18mm)鋼管對孔插入接頭管,并繼續(xù)將底管下放至指定位置。底管放置穩(wěn)固后,松開公接頭保護帽的固定螺釘,吊起保護帽至存放處。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,并用潤滑油進行潤滑。為保證接頭管管口的質量,對接過程中應避免兩節(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管法,施工方法如下圖所示?;炷翝仓┕で埃瑧獧z查并確認導管及接頭位置的封閉性,并按要求埋設導管,導管埋入混凝土深度控制在m。施工中可首先在導管中注入一定量的水泥砂漿;同時,提前準備好足夠量的混凝土,使得在導管內球塞擠出后導管底端能埋入混凝土內?;炷翝仓龅揭淮螡仓晒Γ蹆然炷翝仓r噴頭每小時提升高度應超過2m。
2.3 接頭管起拔
接頭管起拔過程分為初拔、正常起拔與終拔,各階段施工控制內容如下:
初拔目的主要是活動管,通過輕微活動導管而降低其與混凝土之間的粘結力作用,同時亦可通過此時的壓力表讀數(shù)判斷混凝土膠凝情況。初拔管道長度一般控制在10~20cm,拔管活動間隔1小時,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后進行正常起拔,這一時期壓力表讀數(shù)應控制在4~6MPa。初次拔起高度應不超過m,如首次拔起過程中壓力表讀數(shù)產生大幅度下降,則需停止拔管施工,再次起拔再依據(jù)壓力表示數(shù)確定。正常起拔過程中保持起拔力的均勻與穩(wěn)定,并根據(jù)壓力示數(shù)實時進行調整。
終拔階段應嚴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,應及時清洗管道,避免下次施工中發(fā)生堵塞,并在二期槽段施工前用潤滑劑進行潤滑處理。
3、接頭管施工關鍵技術
3.1 確定起拔力
本工程起拔裝置采用BH-12型液壓抓斗,通過液壓示數(shù)可推算得到起拔力值大小,計算公式為:
其中:Pmax為液壓控制臺壓力表最大示數(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。
通過實驗室測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,計算得到液壓控制臺的最大示數(shù)為MPa。參考液壓控制臺壓力最大示數(shù),就可實現(xiàn)對接頭管起拔過程力度的有效控制。
3.2 控制拔管時機
接頭管起拔實際對于整個混凝土防滲墻施工有著重要的作用,起拔時間過早或過晚,其成墻質量都會受到影響。接頭管起拔時機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,應保證在混凝土初凝時進行初拔,在末盤混凝土凝結后接頭管全部拔出?;炷聊z凝時間應根據(jù)實驗室實驗得出,并根據(jù)外部施工條件進行適當?shù)恼{整。接頭管起拔時機估算公式為:
其中:t為混凝土初凝時間;t0、t1分別為混凝土出料與進場時間;t2為實驗室混凝土試件初凝時間;為修正系數(shù),取0.98。
實驗得到本工程混凝土試塊膠凝時間在夏天為4~h。由于工程施工期主要集中在夏季,取混凝土初凝時間約h;施工中每間隔半小時對接頭管進行微動,避免接頭管與混凝土之間粘結力過大。當YJB-1200壓力表示數(shù)達到4~6Mpa時,進行接頭管起拔操作。
4、結語
接頭管法施工具有施工工期短、質量好、連接效果佳、施工功效高等優(yōu)點。近年來,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要求高,需要對接頭管下設、混凝土澆筑、接頭管起拔等施工工藝進行嚴格控制,以保障防滲墻接頭連接的可靠與穩(wěn)固。