冲击钻配合洛阳铲应用于高坝混凝土防渗墙施工

□ 谭振华 湖南利邦工程建设有限公司

冲击钻配合洛阳铲应用于高坝混凝土防渗墙施工

□ 谭振华 湖南利邦工程建设有限公司

［导读］为解决冲击钻用于高坝防渗墙时施工受限等问题，配合洛阳铲成孔施工，采用垂直混凝土防渗墙方案治理六都寨水库大坝病险，取得了较好的效果，提高了工作的效率。文章对此进行了阐述。

一、工程概况

六都寨水库位于资水支流辰水中上游，行政区划隶属隆回县六都寨镇。水库坝址控制集雨面积338km2，水库总库容1.237亿m3，是一座以灌溉为主，兼有发电、防洪、供水等综合效益的大（Ⅱ）型水库。水库工程属Ⅱ等，其主要建筑物大坝、溢洪道、引水隧洞及放空隧洞等永久性建筑物为2级建筑物。大坝按100年一遇洪水设计，2000年一遇洪水校核。水库大坝为粘土心墙坝，最大坝高72.5m。局限于当时的设计和施工水平，处理措施考虑不周全，加之施工质量问题和工程运行多年，坝体防渗方案采用垂直混凝土防渗墙。

二、造孔成槽

高坝混凝土防渗墙施工时，槽段成槽的时间长短是关键，减少成槽时间可降低槽段施工过程中的垮孔、漏浆等一系列不确定因素发生的几率。根据六都寨水库坝体地质情况，防渗墙造孔采用冲击钻配合洛阳铲。高坝粘土心墙坝采用冲击钻成槽有一下优势：钻头在冲击成孔过程中可对下方土层有个挤压、密实的功效，可在一定程度上阻断裂隙渗流通道，防止施工过程中漏浆等情况的发生。但由于冲击钻在高坝粘土心墙中施工工效不高，可借助洛阳铲等这类设备加以解决。

（一）单元槽的划分和导向槽制作

施工槽段划分一般需要根据地质条件、墙体深度、施工方法等诸多因素来确定，本工程经研究分析确定槽段长度6m；导向槽采用C25混凝土结构导向槽，尺寸：500×1200mm，配筋：HRB400，受力筋7Φ14；分布筋Φ6@500。

（二）造孔

（1）冲击钻机造孔工艺。本工程采用冲击钻，钻劈法造孔成槽，成槽时先钻进主孔，后劈打副孔。选用（1.3~1.5）t十字冲击钻头和空心长钻头造孔。为保证终孔孔径不小于80cm，施工中及时进行修正。主副孔的钻进，主要依靠钻头的冲击切削作用成孔，对于主、副孔之间小隔墙劈打，要将钻机移到小墙中心才能进行，劈打时适当控制冲程，做到轻打稳打。打副孔时在主孔内放入掏渣桶，及时掏抽槽底钻渣。一、二期槽孔同时施工时，其间距应大于槽孔宽度1.5倍以上。主孔宽度应符合设计要求，副孔搭接处的宽度应大于主孔宽度，主、副孔高差不得小于3m。钻劈副孔时，应在相邻两主孔内放置接石桶，每钻进（0.3~0.4）m时，提取钻渣一次。钻进中应根据钻进速度，均匀放松钢丝绳，做到勤松、少放。当孔内钢丝绳摆动过大时，应停钻调整后方可继续钻进。钻进中出现斜坡、小墙、梅花瓣和探头石等，应立即采取措施进行修孔。钻进中遇到漏失地层，孔内泥浆也柱突然下降时，应立即提升钻具，加大泥浆黏度和投入黏土球堵漏，保持孔内泥浆液面，并快速钻透漏失层。

（2）地层因素造成的钻进困难。由于水库大坝为粘土心墙坝，分两次填筑而成，第一次为20世纪70年代人工填筑至40m高度，第二次为90年代采用机械化施工填筑加高30m到现在的72m高度，在试验槽段施工过程中，反映出两次填筑的心墙质量有很大差别，上层30m粘土质量好、密实度高，粘土糊钻现象严重，造成冲击钻施工进度极其缓慢，实验槽施工时平均施工进度约为5m/天台（定额为16.7m/天台）。浆情况及时往槽内补增泥浆。

（3）洛阳铲施工技术的应用。针对冲击钻施工进度极其缓慢的问题，经过咨询、考察，决定引入洛阳铲施工工艺，其原理就是根据槽段主孔位的分布，利用铲头自由落体运动把土体抓上来，最后在槽段内形成（4~5）个间距相等直径同墙厚的深井，一台洛阳铲设备正常情况下每天可施工（30~40）m，槽内各深井之间的土体再用冲击钻配合清除，经核算，采用洛阳铲工艺施工的槽段，平均施工进度约为（20~24）m/天台，洛阳铲施工工程量分别只占工作量的10%（80cm墙体）、16%（60cm墙体），但因为其解决了上部30cm范围内密实度大的粘土层，直接减少了冲击钻的冲孔工作量、抽浆时间，减少了后续施工的难度，解决了冲击钻头施工上部糊钻的困扰，从而大大加快了进度，工程效益明显。

（三）泥浆的生产和供应

泥浆具有稳定孔壁，悬浮岩屑，冲洗孔底和冷却钻头等作用。泥浆应具有良好的物理性、流变性和稳定性。本工程利用当地粘土制作泥浆，拌制泥浆应采用搅拌机，搅拌时间不应少于30min。在成孔槽段现场安装了年将搅拌机，备好膨润土、纯碱，并在相邻槽段设置简易泥浆池。成槽施工中断过程中要求操作工人每隔1h把槽内泥浆搅动一次，遇到跑浆、漏浆情况及时往槽内补增泥浆。

三、防渗墙混凝土浇筑

混凝土浇筑采用“直升导管法”，导管内径为230mm，壁厚4mm，提升导管采用16t汽车吊车作业。每槽段内下入二导管，两导管间距不大于3.0m，每根导管距离槽头不大于1.5m。导管的选用与混凝土浇筑强度和混凝土面上升速度相匹配，导管安装坚直，接头连接紧密不漏水。每根导管均置于槽宽的1/2处，下端高出槽底0.4m。漏斗容量须满足开浇混凝土封底并达到埋管1m 以上的要求，按以往的惯例，导管中应设隔水球，但是现场试验，在不加隔水球的条件下，更能保证混凝土开浇顺利。本工程采用漏斗底部加装活板的方法。

四、结语

（1）对墙体质量检查。混凝土钻芯取样12组，测得抗压强度最小值为10.2Mpa、最大值为13.5Mpa、平均值为11.2Mpa；防渗墙声波透射检测抽检5个槽段，所检查5个槽段的防渗墙质量均评价为合格；防渗墙注水试验抽检6个槽段，每个试段长度为5m，共取得51个试验实测值（渗透系数K值），其中最小值为3.34×10-7cm/s、最大值为7.98×10-7cm/s、平均值为5.85×10-7cm/s，全部符合设计值（K＜i×10-7cm/s，1≤i＜10）。

［1］高钟璞.坝基础混凝土防渗墙［M］.北京：中国电力出版社，2000.