李維琴

(江西贛禹工程建設(shè)有限公司，南昌 330000)

1 問(wèn)題的提出

峽江水利樞紐工程水庫(kù)總庫(kù)容10.1×104萬(wàn)m3，興利庫(kù)容8.7×104m3，死庫(kù)容1.4×104萬(wàn)m3，下游控制灌溉面積2.2×104hm2，根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000規(guī)定，工程等別為I等，主要建筑物為1級(jí)。水庫(kù)涉及到多個(gè)防護(hù)區(qū)，部分防護(hù)區(qū)在大壩蓄水到一定的水位后，部分堤防存在堤基滲漏和堤身管涌現(xiàn)象，并且存在擴(kuò)大的趨勢(shì)。為防止在防汛期間出現(xiàn)險(xiǎn)情，需要盡早處理，保證水庫(kù)安全運(yùn)行，亟待除險(xiǎn)加固。

液壓抓斗防滲墻施工技術(shù)最早出現(xiàn)并應(yīng)用于水庫(kù)防滲工程施工領(lǐng)域是在20世紀(jì)90年代，該技術(shù)可在硬質(zhì)土壤、砂礫石中建槽成墻，成槽深度最大可達(dá)60m，并能加快施工速度，降低造價(jià)，更好地發(fā)揮水庫(kù)工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?？紤]到庫(kù)區(qū)防護(hù)工程防滲及邊坡整治實(shí)際工期及施工質(zhì)量控制需要，決定采用液壓抓斗防滲墻施工技術(shù)。采用液壓抓斗防滲墻施工技術(shù)進(jìn)行置換建槽成墻的過(guò)程，主要應(yīng)用高壓膠管將液壓壓力傳遞至抓斗，通過(guò)抓斗的啟閉完成成槽造墻[1]。液壓抓斗防滲墻施工技術(shù)對(duì)于均值土壤、硬質(zhì)土壤及砂礫石均較為適用，在成槽施工過(guò)程中必須進(jìn)行泥漿護(hù)壁，待槽段施工完畢并驗(yàn)收后清孔換漿，達(dá)設(shè)計(jì)技術(shù)要求后灌注混凝土。

2 施工工藝流程

峽江水利樞紐庫(kù)區(qū)防護(hù)工程防滲及邊坡整治工程液壓抓斗防滲墻施工包括施工場(chǎng)地平整、導(dǎo)向槽澆筑、造孔、成槽試驗(yàn)及施工、清槽、接頭清理、設(shè)置澆灌架、插入灌漿管、泥漿制備及泥漿固壁、混凝土澆筑、清孔換漿等環(huán)節(jié)，施工流程詳見(jiàn)圖1。其中，造孔成槽、泥漿制備及護(hù)壁施工、混凝土灌注、槽段接頭處理等應(yīng)是本工程液壓抓斗防滲墻施工技術(shù)應(yīng)用及質(zhì)量控制的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。

圖1 液壓抓斗防滲墻施工工藝流程

2.1 造孔

以峽江水利樞紐庫(kù)區(qū)防護(hù)工程防滲及邊坡整治工程樟山防護(hù)區(qū)為例，防護(hù)區(qū)的堤防高程51.3m，防滲墻墻頂高程按50.3m設(shè)計(jì)，根據(jù)防滲及邊坡整治實(shí)際，應(yīng)將液壓抓斗施工平臺(tái)設(shè)置在50.3m的高程處。通過(guò)挖掘機(jī)開(kāi)挖堤頂并將其高程降至50.3m，所開(kāi)挖出的土方填至堤防一側(cè)并通過(guò)壓路機(jī)碾壓至設(shè)計(jì)密實(shí)度，起到壩頂拓寬的目的。用黏土摻加水泥置換碎石土、密實(shí)度差、承載力不足的壩頂部位至均質(zhì)土體后，上鋪厚度20cm的碎石層，以方便液壓抓斗機(jī)械行走。堤頂拓寬后，寬度增加至10-12m，能夠滿足本工程液壓抓斗機(jī)械安全施工、抓臂回轉(zhuǎn)等的要求。

為降低施工污染，實(shí)現(xiàn)綠色施工的目標(biāo)，將液壓抓斗機(jī)械布置在堤軸線下游側(cè)后，還應(yīng)在堤軸線下游側(cè)增設(shè)平行于堤軸線的排水溝，并按35m的間隔設(shè)置與堤軸線垂直的排水溝，施工過(guò)程中所產(chǎn)生的廢渣、廢水、廢漿通過(guò)排水溝排放至下游壩腳處的污水池后集中處理。

2.2 成槽

導(dǎo)向槽在液壓抓斗防滲墻施工中發(fā)揮著防滲墻軸線標(biāo)定、泥漿液面穩(wěn)定、槽口兩側(cè)土體支撐、承受接頭管集中反力等重要作用，所以液壓抓斗防滲墻施工各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)主要以導(dǎo)向槽為基準(zhǔn)進(jìn)行控制。本工程導(dǎo)槽斷面按照“┓┏”形狀設(shè)計(jì)，導(dǎo)向槽槽口設(shè)計(jì)尺寸為寬×深=0.50m×1.0m，墻體采用C20鋼筋混凝土材料，頂寬1.0m，頂厚0.4m。

防滲墻成槽是影響施工進(jìn)度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本次庫(kù)區(qū)防滲及邊坡整治工程使用BAUER-GB-50型液壓抓斗機(jī)械，工效可達(dá)10-16m2/h，考慮到處理大塊孤石及硬質(zhì)基巖的需要，還配備了1臺(tái)HDZ-100型沖擊式反循環(huán)鉆機(jī)，其鉆進(jìn)工效最大為0.6-1.0m/h。峽江水利樞紐庫(kù)區(qū)防護(hù)工程防滲及邊坡整治工程合攏斷槽段長(zhǎng)3.5m，其余槽段長(zhǎng)5.5m，通過(guò)“三抓法”并按照槽段左右側(cè)主孔→中間副孔的次序成槽施工。

成槽施工開(kāi)始前，采用紅漆在導(dǎo)墻頂標(biāo)出槽段中心線，并將邊界控制線用石灰劃出，再次全面檢查液壓抓斗機(jī)械各項(xiàng)性能，尤其是油泵、鋼絲繩、部件連接等方面。每完成2000m2的成槽施工工程量后進(jìn)行鋼絲繩涂黃油保養(yǎng)。

在成槽施工的開(kāi)槽環(huán)節(jié)，必須加強(qiáng)液壓抓斗高度及垂直度的控制，若通過(guò)成槽施工監(jiān)測(cè)系統(tǒng)觀察到軸線偏差超出設(shè)計(jì)技術(shù)及相關(guān)規(guī)范要求，則應(yīng)立即糾偏，以保證槽孔孔壁的垂直度與平整性。成槽后液壓抓斗緊臨基坑側(cè)導(dǎo)墻緩慢勻速入槽，為防止抓斗碰撞導(dǎo)槽后影響槽壁的平整性，應(yīng)盡量避免抓斗和導(dǎo)槽的接觸。

2.3 泥漿固壁

通過(guò)泥漿固壁施工環(huán)節(jié)，能充分發(fā)揮泥漿漿液的護(hù)壁、固壁、攜渣、切削刃冷卻、切土潤(rùn)滑等作用，固壁效果的好壞及成槽質(zhì)量與泥漿固壁施工技術(shù)及漿液質(zhì)量有直接關(guān)系。

本工程液壓抓斗防滲墻泥漿固壁施工選擇膨潤(rùn)土泥漿，單位方量泥漿按照膨潤(rùn)土:純堿:拌合用水:CMC=70kg:1.8 kg:1000kg:0.8 kg的配合比制備，在設(shè)計(jì)配合比的基礎(chǔ)上可根據(jù)槽段實(shí)際情況做相應(yīng)調(diào)整[2]。考慮到本次防滲及邊坡整治工程除險(xiǎn)加固的實(shí)際特點(diǎn)，應(yīng)在大壩左右壩肩分別布置2個(gè)包括漿液池、沉淀池、廢漿池等在內(nèi)的泥漿制備系統(tǒng)，在池底和池內(nèi)壁覆蓋防滲膜防滲后，用裝滿土的編織袋碼筑。

固壁泥漿制備通過(guò)XH-500型高性能回轉(zhuǎn)式拌和機(jī)完成，材料添加次序依次為拌合用水→膨潤(rùn)土→CMC→純堿。按設(shè)計(jì)比配置好CMC溶液后靜置5h，另取1只攪拌筒并依次加入適當(dāng)比例的拌合用水和膨潤(rùn)土，不間斷地?cái)嚢?min后加入事先配置好的CMC溶液，連續(xù)拌合8-10min添加純堿，直至攪拌均勻后置于儲(chǔ)漿池內(nèi)擱置至少24h，以使膨潤(rùn)土顆粒充分水化并發(fā)生膨脹反應(yīng)后將泥漿泵入循環(huán)池待用。成槽施工時(shí)通過(guò)循環(huán)泵將泥漿泵送至待開(kāi)挖槽段，在開(kāi)挖過(guò)程中按設(shè)計(jì)速度注入漿液，并將漿液液面和導(dǎo)墻頂?shù)木嚯x控制在0.3-0.5m以內(nèi)。將泥漿泵送至開(kāi)挖槽段充分發(fā)揮護(hù)壁和固壁作用后，將抽送至沉淀池內(nèi)的多余泥漿返回循環(huán)池處理利用。

2.4 灌注混凝土

成槽施工完畢且驗(yàn)收合格后開(kāi)始清孔換漿，先通過(guò)液壓抓斗將槽孔孔底沉渣和余土抓出，再配合吸漿泵并通過(guò)反循環(huán)法將槽底淤泥徹底吸出。墻段混凝土接頭處所存在的雜物和凝膠物的清除通過(guò)刷壁器完成后，二次清底。本工程清孔換漿施工示意圖見(jiàn)圖2。

灌注混凝土材料強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B性能等均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)塌落度范圍為18-22cm，擴(kuò)散度取值為35-40cm，材料密度應(yīng)至少為20kN/m3，在正式澆筑施工前應(yīng)進(jìn)行取樣試驗(yàn)，在不同槽段制作抗壓試塊和抗?jié)B試塊，按設(shè)計(jì)程序養(yǎng)護(hù)28d后送檢。本工程通過(guò)“直升導(dǎo)管法”進(jìn)行混凝土澆筑施工前還應(yīng)準(zhǔn)備3套內(nèi)徑20cm的導(dǎo)管并按0.6-0.7MPa的壓力值進(jìn)行導(dǎo)管密封性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束且灌注施工前將球膽直徑小于導(dǎo)管內(nèi)徑的充氣球置入導(dǎo)管內(nèi)充當(dāng)隔水栓，再按設(shè)計(jì)注漿量和注漿速度注入漿液和混凝土，充氣球逐漸被擠出并卡在導(dǎo)管底端，防止泥漿返回導(dǎo)管。澆筑施工過(guò)程中混凝土面勻速上升，待升至距離槽口3-5cm時(shí)，通過(guò)泥漿泵將漿液抽至廢漿池并勻速提升導(dǎo)管，待混凝土面與設(shè)計(jì)高程齊平后，停止注漿并拔出導(dǎo)管[2]。

圖2 清孔換漿示意圖

2.5 槽段接頭處理

通過(guò)接頭管連接槽段接頭，接頭管由汽車吊裝，并保證管中心線定位準(zhǔn)確，吊至距離槽底50cm時(shí)快速下放并借助結(jié)構(gòu)自重快速插入槽底，為防止混凝土材料從接頭管側(cè)面和底面流至背面，應(yīng)通過(guò)木楔將接頭管上部和導(dǎo)墻之間的縫隙塞緊，并使用起拔機(jī)將接頭管夾住。起拔機(jī)頂拔壓力應(yīng)不低于400MPa，且頂拔應(yīng)在混凝土澆筑2-3h后進(jìn)行，每次頂拔距離10cm，待頂拔至1.0m后若接頭管內(nèi)不出現(xiàn)涌漿現(xiàn)象，則按照10m/30min的頻率頂拔，最后全部拔除。

3 結(jié) 論

文章的應(yīng)用結(jié)果表明，液壓抓斗混凝土防滲墻施工技術(shù)在水庫(kù)大壩防滲及邊坡整治工程中的應(yīng)用能提高工效，加快施工進(jìn)度，提升施工質(zhì)量。為保證液壓抓斗防滲墻施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮，還應(yīng)加強(qiáng)施工前的地質(zhì)勘測(cè)及施工方案可行學(xué)性論證，有效避免泥漿固壁措施不當(dāng)、成槽效率低下、漏漿、導(dǎo)管堵塞、孔斜超標(biāo)、槽壁塌方等問(wèn)題的出現(xiàn)。