大坝围堰防渗墙的施工技术

2021-01-07王业成

河南水利与南水北调 2021年1期

关键词：管接头帷幕防渗墙

王业成

(大连水木工程管理有限公司,辽宁大连 116000)

0 引言

通过研究发现，大坝围堰防渗墙施工难点为拔管深度大、容易受到峡谷地形因素影响、覆盖层厚、存在大量孤石易加大造孔成槽难度等。因此，需联系具体情况采取相应的对策处理，合理使用超深钻孔、陡倾岸坡嵌岩、接头拔管、预埋管接头套筒箍接等施工技术处理。

1 工程概况分析

以某大坝上下游围堰为例，其使用的为复合土工膜、塑性混凝土防渗墙，以及墙下帷幕灌浆防渗技术处理。其中上游围堰防渗墙轴线长度、槽段数量、防渗墙施工平台高程、防渗墙施工深度、厚度、帷幕灌浆底线高程、防渗帷幕沿两岸堰肩接堰顶高程、帷幕灌浆最大孔深分别设置为：248、50、835、10～95、1.30、728、872、120 m。下游围堰防渗墙轴线长度、槽段数量、防渗墙施工深度、厚度、帷幕灌浆底线高程、防渗帷幕沿两岸堰肩接堰顶高程、帷幕灌浆最大孔深分别为：140、30、830、4～92、1.30、730、848、102 m。防渗墙槽段长度中缓坡段、孔深<60 m位置，Ⅰ期和Ⅱ其槽的长度约为7 m，通过3个主孔、2个副孔构成，副孔长度在2.50 m左右。孔深>60 ml期槽长为4 m，由2个主孔、1个副孔组成，副孔的长度在1.60 m左右。防渗墙施工过程多通过冲击钻机+钢丝绳抓斗成槽方法处理，主孔以钻凿、钻进方式处理，副孔建议应用钻抓、平打、钻劈等方式造孔，Ⅰ期、Ⅱ期槽接头孔使用接头管套进行接链，防渗墙混凝土中借助搅拌车的作用运输到浇筑台，然后经溜槽入孔、泥浆直升导管方法浇筑即可。

2 大坝围堰防渗墙施工难点和处理方法研究

其一，防渗墙接头孔通过接头管拔管工艺处理，拔管的深度较大、常规拔管机无法达到接头施工质量方面的相关标准。其二，受到峡谷地形因素影响，岸坡基岩面硬岩陡倾位置防渗墙嵌岩比较困难。与此同时，上游围堰基岩有薄层白云岩构成，先导孔取芯鉴定基岩存在一定挑战性。其三，覆盖层厚、有大量孤石，不但造孔成槽困难，同时发生卡钻和埋钻的可能性较大，容易受到合同工期因素影响，不能确保施工的整体质量。针对于此，应根据工程具体情况进行拔管功率计算，通过厂家生产定做拔管机，处理常规拔管机深孔拔管方面的问题。然后，通过专业地质勘探团队经基岩取芯处理上游围堰基岩面鉴定取芯问题，通过孔内定向、钻孔爆破方法，及重凿冲砸、钻头镶焊耐冲击等方式，解决造孔大块孤石、嵌岩困难相关问题。通过特殊的槽型监测装置，对槽孔有无小墙加以检测，结合防渗墙槽控制量、槽型、大小等情况，研制防渗墙槽型监测装置，在防渗墙槽段施工后通过钻机监测装置以上→下的顺序吊放到槽孔中，从而提高防渗墙成槽的质量。此外，应该不断完善预埋灌浆管接头工艺，合理运用套筒箍接技术确保灌浆管保持垂直的状态，避免发生焊接脱管及掉管方面问题。

3 大坝围堰防渗墙施工技术探析

3.1 超深钻孔施工技术

结合底层状况分析，接头使用ZZ-6/CZ-9型冲击钻机进行钻进处理，可以确保块石破碎/底层挤密效应，通过抽筒出渣方法排渣。如果为大量漂石和孤石，孔深>85 m厚度地层来讲，施工中应对加密次数检测，以便第一时间明确检测孔的状况。如果造孔偏斜可采用孔形控制、孔斜控制方法处理，在钻头上加焊钢圈扩大钻头的直径，然后将扩孔→斜孔转变，同时采取钻头加焊耐磨块修孔效果也比较理想。此外，回填石料修孔方法比较常用，主要使用石料/石块回填到偏斜段的顶部，重新造孔、加大造孔斜密度检测，以此保证修孔的质量。

3.2 陡倾岸坡嵌岩施工技术

冲击钻机钻凿主孔处于倾斜基岩面，需结合爆破抵抗线的大小、四周浇槽段混凝土状况，使用φ70乳化炸药、φ32乳化炸药，以定向聚能的方式爆破破碎岩石，同时可选用全液压钻机于岩面钻爆破孔、下置爆破筒爆破处理。在此之后经冲击钻机重锤冲砸及破碎，结合先导孔钻孔状况，使用部分先导孔预先做好爆破工作，进而获得最理想的破碎岩石效果。

3.3 接头拔管施工技术

槽段连接通过接头管法处理，主要需在清孔换浆后于Ⅰ期槽段两孔下置φ110 cm钢制接头管，做好相应固定工作后结合混凝土初凝的时间、土面上升速度、高度，以及起拔接头管等情况，在接头管的位置形成Ⅱ期槽端孔，Ⅱ期槽完成浇筑和Ⅰ期槽保持连接以此形成墙，接头管分节制作、连接，并通过液压拔管机起拔处理。

3.3.1 接头管下设方法

接头管在下设前对接头孔检测，使用直径120 mm钻孔修孔，确保接头孔保持垂直的状态，然后安装拔管架和液压站，作以相应的调试后接头管下设。使用25 t吊车、起吊下设接头管，这个过程中禁止强硬拉放，合理控制速度，尤其塌孔槽段需严格控制下管的速度，从而避免发生孔壁破坏的现象。实际下管期间如果预见障碍物应在第一时间停止下设，将接头管上提后，缓慢下放。除此之外，接头管需要下到孔底位置，在下设后借助拔管机的作用拔、放。

3.3.2 拔管方法

接头管拔管施工的重点：有效控制接头管外接触位置和混凝土龄期，要求相关工作人员全面了解混凝土浇筑状况，在施工期间做好混凝土浇筑、导管提升，以及接头管起拔等记录工作，客观评判不同位置混凝土龄期、预脱管龄期、脱管龄期，并严格控制起拔时间、拔管的速度。按照慢速限压拔管方法拔管，浇筑施工、拔管施工保持紧密联系，禁止浇筑速度过快，活动接头管间隔时间控制在20 min左右、提升1 cm/次，主要目的为及时破除混凝土粘结力。微动时间不可过早、频率过高，避免对混凝土凝结、孔壁稳定性造成不良影响。管底的混凝土龄期达到脱管龄期要求后，遵循混凝土浇筑速度起拔接头管。需要注意的是，因为无法确定预计脱管龄期的精度，脱管龄期、预计脱管龄期有所差距，因此拔管期间应严密观察拔管阻力、管内泥浆面变化，以及管底活门启闭等情况，合理调整拔管时间、速度。拔管底门开启后，管内浆面降低表示脱管成孔正常，如果没有成孔需对底门能否开启加以检查，若活门正常表示拔管时间不当，建议通过延长混凝土脱管龄期的方式处理。压力表显示拔管阻力较小条件下，应该严格控制拔管的速度，而成孔正产、拔管阻力较大条件下，则需要加快不干速度。拔管后及时于管内注入泥浆、有效调整拔管速度，避免产生孔口坍塌现象，接头管提出前对成孔深度测量并记录。待完成拔管工作后，对接头孔深测量，可在孔底回填18 m左右深度的粘土，1 d后以套打法钻进到终孔的深度。

3.3.3 预埋管接头套筒箍接施工技术

为确保预埋管的垂直度，防止发生焊接所致预埋管脱落情况，可通过完善预埋管接头处理技术→预埋管接头套筒箍接施工技术处理，确保套筒内径较预埋管外径大，长度设置为22 cm，以便保证预埋管成活率、墙下帷幕的施工质量及安全。