２０１１年第２期 “抓取法”施工塑性砼防渗墙技术的应用 唐金亮 （新疆水利水电勘测设计研究院勘测总队，新疆昌吉８３１１００） 摘要：结合工程实例，对“抓取法”施工塑性砼防渗墙技术进行了介绍。 关键词：抓取法；塑性砼防渗墙；施工工艺；泵送混凝土 １工程概况 ４“抓取法”施工 跃进水库是１座引蓄玛纳斯河水的大（２）型注入式 平原水库，垂直防渗墙坝段总长７ １００ｍ，墙深１５．２０～ “抓取法”施工塑性砼防渗墙技术就是在地面上进 行造孔施工，在地基中以泥浆固壁，利用液压抓斗开凿 ２１．１０ｍ，塑性砼垂直防渗墙总面积１５０ ０００ｍ 。坝体为人 成槽形孔，回填塑性砼防渗材料，筑成具有塑性防渗性 工填土，主要为重粉壤土，坝体土土质较均匀，坝基上部 能的地下连续墙。抓取法适用于不含大颗粒的软土或细 低液限黏土干密度１．６７ｇ／ｃｍ ，渗透系数Ｅ×（１０ ～１０ ） ｃｍ／ｓ。坝基为第四纪冲洪积物，岩性多为粉土质砂和粉 土，含砾石，粉土质砂干密度１．６８ｇ／ｃｍ３，低液限粉土干密 颗粒地层。主要强调在造孔过程中，必须保证泥浆供应， 使槽内保持一定静压力，以维持孑Ｌ壁的稳定。造孔中，孔 内泥浆面应保持在导墙顶面以下３０～５０ｃｍ。划分槽段 时，应综合考虑地基的工程地质及水文地质条件、施工 度１．６０ｇ／ｃｍ 。墙体材料为塑性砼。其主要技术要求为：防 渗墙厚０．３０ｍ，深入到坝基土层或截穿砂层并伸入其下 部位、造孔方法、机具性能、造孔历时、混凝土供应强度、 相对不透水层１ｍ，砼防渗墙中心线与坝轴线平行，砼配 浇筑导管布置原则以及墙体平面形状等因素。合拢段的 合比设计龄期９０ｄ，砂率３７％，砼设计强度等级为ｃ５，抗 槽孔长度以短槽孔为宜，尽量安排在槽深较浅、条件较 渗标号Ｗ６，坍落度１８～２２ｃｍ，扩散度３４～４０ｃｍ，水泥 品种为４２．５Ｒ普通硅酸盐水泥。 ２塑性砼防渗墙施工工艺 好的地方。抓取法施工分主孔和副孔，主、副孔长度均应 小于抓斗的有效抓取长度。 ４．１施工准备 塑性砼防渗墙施工工艺：施工准备一建造导向槽一 开槽一清槽一砼导管下设一泥浆下砼浇筑。 ３施工方案 ４．１．１平整路面，路面过软时，填筑一定厚度的砂石料 层，以防止机械失稳。 ４．１．２对基线、水准基点、轴线定位点等业主提供的控 制网点进行复测，确保无误后方可引用，并在施工工期 加以妥善保护。根据工程的需要及施工的便利，按等级 ５结束语 导向槽制作：采用机械人工挖土方，钢板制安。 塑性砼防渗墙：采用“抓取法”施工。 ４施工过程中应注意的问题 ４．１及时封闭底拱 引洮供水一期工程总干渠８ 隧洞黄土洞段，围岩为 根据设计要求，拱架的安装不得占用二次衬砌混凝 底拱的掏槽工作由人工来完成，难度相对较大，但尽管 如此，底拱仍不能取消，而且必须与侧拱和顶拱及时封 粉质壤土，土质不均，有弱湿陷性，成洞条件较差，为极 全隐患。给后期隧洞的安全运行也带来一定的隐患。为 了保证工程施工顺利进行，确保工程后期正常运行，结 土体型，因此要求底拱要掏槽布设于岩石中。施工过程 不稳定的Ｖ类围岩。在施工过程中存在较大的质量及安 闭起来，才能起到联合支护的作用。若施工中取消了底 合工程施工实际情况，在湿陷性黄土洞段开挖施工时， 拱，则侧拱在山岩压力下，很容易下沉，导致拱顶及拱肩 严格按照“新奥法”施工原理，采用“短进尺，强支护，勤 围岩失稳。 ４ ２必须高度重视施工排水 观测”的施工原则，从开挖到支护，再到洞内排水、观测 以及特殊地质围岩较差洞段的处理都进行了周密的考 虑及有效的预防，很好地保证了施工人员及工程安全。 鉴于此类围岩遇水软化的特性，必须高度重视洞内 的排水工作。一旦洞内渗水不能及时抽排，很容易引起 同时为施工质量及工程后期的运行奠定了良好的基础， 隧洞的沉降，轻则造成不能保证设计体型，严重的将引 也为以后类似围岩的隧洞开挖施工积累了宝贵的施工 起塌方，给工程及施工人员带来很大的安全隐患。因此 经验。ｌＩ 抽排水工作必须引起设计单位、施工单位的高度重视。 参考文献 『１＿甘肃省引洮供水一期工程初步设计报告［Ｒ］甘肃省水利水电勘测设计研究院 农业科技５怯是。 ２０１１年第２期 要求在已知的控制网点基础上加密控制网点。用经纬 度和质量满足设计要求。 ５清槽 仪、水准仪，极座标法进行现场测量放线，按设计要求准 ４．成槽后进行终槽验收，经检查合格，方可进行清孔 确地定出开挖槽轴线、轮廓线和桩号，并标明高程。 ４．１．３布置施工现场临时设施如供水、供电、道路、砼拌 换浆。清孔换浆宜选用泵吸法。清孔换浆结束后ｌｈ，应达 合站、泥浆制备站、临时房屋及导向槽等。导向槽宽 到下列清孔标准：①孔底淤积厚度不大于１０ｃｍ。②当使 ０．５０ｍ，深０．５０ｍ，挖好后安置３ｍｍ厚的长方形钢板框 用黏土泥浆时，孔内泥浆的密度不大于１．３０ｇ／ｅｒａ ，黏度 架，结构形式为： 不大于３０ｓ，含砂量不大于１０％；当使用膨润土泥浆时 ０．５０ｍ ０．５０ｍ 钢板 ０．５０ｒｎ 导向槽结构图 ４．２主要施工机械设备配置 ４．２．１成槽机具采用ＳＭ８７０和ＨＣ６０液压抓斗（意大利 土力公司生产）各１台，最大挖深７０ｍ，适用于砂砾土及 细颗粒地层。 ４．２．２泥浆拌制系统配置３台（１ｍ ）高速泥浆搅拌机，２ 台ＢＷ一２５０型泥浆泵，保证其生产能力满足施工高峰期 用料要求。泥浆管路铺设两路至工作点。 ４．２．３砼拌合站配置电子秤计量的ＪＳ一５００砼搅拌机２ 台，生产能力５０ｍ３／ｈ，并配备４ｍ 砼罐车４台，能拌制出 满足墙体物理力学指标的塑性砼，生产及运输能力能满 足施工高峰期连续生产的要求。 ４．２．４泥浆净化回收系统配备振动筛、旋流器等设备， 对泥浆进行净化回收和重复利用，减少环境污染，降低 工程造价。 ４．３砼拌和站 本工程塑性砼防渗墙施工，砼拌和系统在２个施工 段依次布设２台Ｊ５—５００砼搅拌机，并布设砂石料堆放 场，黏土堆放场，水泥平台。 ４．４建造导向槽 成槽机具采用液压抓头成槽，槽段分两期施工，先 施工Ｉ期槽，后施工Ⅱ期槽，即隔槽施工，采用抓取法成 槽，Ｉ、Ⅱ期槽均采用三抓或四抓成槽，抓取顺序为先抓 取两侧单元，后抓取中间单元，Ⅱ期槽的施工存在槽头 搭接，用抓凿法处理。采用抓凿法接头工艺时，精确标记 孔位，每次移动定位时严格对准标记。先抓除２５０～ ３００ｍｍ一期塑性砼墙体至设计深度，待二期槽清孑Ｌ时， 再在一期槽两端用抓斗斗齿垂直再凿除３０～５０ｍｍ砼 至槽底，后用钢丝钻头刷子上下刷洗，以保证砼搭接厚 固 岔韭牵胜５怯．袅 应根据实际情况另行确定。 清孑Ｌ换浆合格后，方可进行下道工序。 ４．６砼浇筑 ４．６．１浇筑导管布置 浇筑导管沿槽段轴线布置，相邻导管的间距不大于 ３．５０ｍ，Ｉ期槽两端导管距槽端控制在１．５０ｍ，Ⅱ期槽两 端的导管距槽端控制在０．５０～ｌｍ，用钢尺量测布置各导 管位置，合格后方可开浇，且每根导管距槽底应控制在 １５—２５ｃｍ范围内，用钢尺具体量测每根导管的长度，来 搭配满足要求。从开浇至终浇，必须连续浇筑，一气呵 成，不得中断，导管埋入砼的深度不得小于ｌｍ，不宜大 于６ｍ，砼面上升速度不宜小于２ｍ／ｈ，每半小时用测绳量 测１遍，位置选在两槽头处和两导管的中间位置，应保 持砼面均匀上升，各处高差应控制在０５０ｍ以内，在每 次拔管时，一定要计算准确，量测精确，防止浇筑管拔出 砼面造成质量问题。 ４．６．２泵送混凝土施工 泵送混凝土具有施工周期短、见效快、造价低、质量 可靠等优势，能够适应各种复杂地质条件下的正常施 工。①泵送混凝土的系统组成。泵送混凝土系统由混凝 土拌和系统、混凝土泵、泵管、集料斗、接料斗、胶球塞、 导管组成。②混凝土的拌合。拌制混凝土各项材料计量 允许偏差应符合规定，并经常检测粗、细骨料的含水率。 宜采用强制式搅拌机拌合，自材料全部投入搅拌机起至 出料应连续搅拌，时间应控制为１２０～１５０ｓ。首盘应检测 坍落度，以后应不定时抽查坍落度，为保证混凝土的配 比质量，应严格控制水灰比和水泥用量。③混凝土的浇 筑。砼输送泵布置在坝后路旁，以便于砼泵安装和砼运 输下料，泵管采用内径１００ｍｍ，每根３ｍ的钢管联结，沿 坝顶铺设至槽口浇筑导管直接对口浇筑。泵管配置完毕 并与混凝土泵接通后应进行全面检查，确认符合要求后 方可开机进行空转，空转正常后，先泵水润湿泵管壁，再 泵水泥砂浆润滑泵管壁，但不得泵入集料斗内。开始泵 送时，混凝土应保持连续泵送，必要时可以降低速度以 维持泵送的的连续性。若有特殊情况，停歇时间一般不 ２０１１年第２期 得超过１ｈ，尤其在夏季高温、冬季低温，或混凝土的析水 量较大以及压送困难时，应特别注意进行间歇推动，每隔 送管曰与集料斗口顶面的距离应适宜，以免混凝土离析， 禁止输送管口直对导管口浇筑混凝土，以免混凝土的下 清除超径骨料，防止发生堵管。 全施工措施进行加固，或改善槽口地基条件和槽内泥浆 性能。 重时可回填槽孔。 ２地层严重漏浆塌孔时，应迅速向槽内倾倒黏土，严 ４ ５ｍｉｎ应进行不少于４次的正反推动。浇筑混凝土，输 ６．６Ｉ３混凝土浇筑过程中如导管堵塞拔脱或漏浆需重新 冲导致导管移位。混凝土泵人仓口需设过滤网，并及时 下设时，可将导管全部拔出、冲洗，并重新下设，抽净导 管内泥浆继续浇筑，继续浇筑前必须核对混凝土面高程 堵管处理：用榔头敲击泵管，从出泵口开始逐节检 及导管长度，确认导管的安全插入深度。 查泵管，并拆开泵管接头，倒出管节内混凝土，然后重新 ６．４混凝土浇筑过程中如因某种原因中断时间超出规 接上泵管。或在距离混凝土泵机ｌＯｍ左右拆开１泵管接 范要求时，需对已浇入槽中混凝土顶部０．５０ｍ凿除，重 头，查看泵管内混凝土是否可以自由流出，判定其堵管 新清孔换浆，下设导管，浇灌混凝土。 位置，否则要逐节拆卸，空出泵管内混凝土。 ６．５先施工Ｉ序槽段塑性砼防渗墙，Ⅱ序槽段成槽施工 混凝土入泵仓后要将塌落度小的混凝土于塌落度 必须在Ｉ序槽段塑性砼初凝后进行。 大的混凝土充分搅匀，保证混凝土在泵管内正常流动。 ６．６挖槽机移开后，安装直升导管，导管内径ｌＯｅｍ，每 因故临时停泵，要对泵管内的混凝土采取吸、排操 个导管均应下人可浮起的木球隔离球塞，堵塞导管底 作，使管内混凝土来回运动，防止发生堵管。 口。导管底部出口与孔底板距离不得大于２５ｅｍ，并不大 混凝土人槽孔前，集料斗要储存足够的混凝土，已 于１．５０倍木球直径。 保证顺利开浇和保证导管内有足够的混凝土压住泥浆， ６．７水下混凝土浇筑时，确保供料连续。槽孔内混凝土 防止泥浆进入导管内，造成混凝土混浆的质量事故。同 面保持均匀上升，其高差控制在０．５０ｍ以内，上升速度 时保证混凝土浇筑的连续性和流动性。 不小于２ｍ／ｈ，并连续上升至设计高程以上０．５０ｍ，凝固 泵管的长度不易超过１００ｍ，尽量将拌和站靠近防 后凿除０．５０ｍ深，回填黏土夯实，并配备必要的电源。 渗墙附近，缩短泵管的总长度；同时保证管路平直，避免 ６．８水下混凝土浇筑时，导管埋入砼内的深度不小于 死角和大起大落。混凝土泵机、泵管在浇筑完成后，要及 ｌｍ、不大于６ｍ，以免泥浆进入导管内。 时进行压水冲洗，待泵管内出水清净为止。避免二次使 ７结束语 用造成堵管、堵泵事故。 “抓取法”施工塑性砼防渗墙技术，具有施工效率 ５砼的检测 高，工程造价低，经济效益显著的特点。 在砼浇筑前，严格按砼施工配合比，检测控制浇筑 采用砼输送泵，一方面对砼进行了二次搅拌，另一 泥浆、砂、石料、水泥及膨润土的用量及原材料的质量标 方面大大缩短了砼浇筑时间，显著提高了砼面上升速 准，合格后方可进行砼浇筑，浇筑前、中、后检查坍落度 度，这对砼浇筑成墙质量都有较好的改善和提高。＿Ｉ 并控制在１８～２２ｃｍ，扩散度３４～４０ｅｍ的范围内。按照 设计要求防渗墙体强度ｃ５、抗渗Ｗ６的指标，通过 配比试验提供施工配合比（重量配合比），坍落度为 １８～２２ｅｍ，扩散度为３４ ４０ｃｍ，每立方米混凝土材料 用量见表１。 表１ 砼防渗墙材料用量表 ６主要质量通病及纠正措施 ６．１槽口严重变形或坍塌，可针对具体情况采取其它安 农盐斜技５往窟＠
