凌雪兰
中国水电基础局有限公司 天津 301700
摘要:混凝土防渗墙施工技术在我国水利水电行业的应用至今已经有60多年的发展历史了,防渗墙本身能有效的减小渗流量,降低渗透压力,并且墙体也具备一定的抗冲刷能力,在地基与基础处理中占据了不可替代的作用。但是防渗墙成槽过程中,经常伴随着漏浆、塌孔、卡钻、埋钻等事故的发生,致使成槽工效大大降低。本文结合大宁水库工程施工,阐述了防渗墙成槽过程中事故预防和处理的方法。
关键词:大宁水库;防渗墙;事故;预防;处理
一、概述
大宁水库位于北京市房山区大宁村,本次工程要求设计防渗墙轴线为DX0+153.848~DX3+164.70,防渗墙轴线长3010.85m,墙厚0.6m,嵌入基岩不小于2.0m,防渗面积为40612㎡,最大孔深为26.97m,最小孔深为3.67m,根据工程特点,混凝土防渗墙选用“抓钻法”施工工艺,快速成槽,充分发挥冲击钻机钻凿主孔及基岩、液压抓斗抓松散地层等各种设备的优势;选用优质膨润土泥浆固壁,确保孔壁稳定;选用泥浆下直升导管法浇筑混凝土;采用“接头管法”进行墙段连接,保证接缝质量,加快施工进度。由于现场存在300米的回填平台施工,以及施工地表近3米的粉细沙层,在防渗墙成槽施工过程中,经常出现漏浆、塌孔、等事故,一旦发生事故,要立即分析事故发生的原因,拟定出有效的处理方案,将事故排除。本文就北京市南水北调大宁调蓄水库工程中的混凝土防渗墙施工中的漏浆、塌孔、卡钻、埋钻等事故的处理与预防经验进行一下浅议。
二、漏浆
(一)、产生漏浆的原因:
1、原始地基松散,空隙太大。
2、人工或机械填筑的地基,因回填碾压不密实引起漏浆。
3、在处理孔内事故等,由于处理措施不当引起漏浆。
4、泥浆质量不好,不能形成致密泥皮时,也容易引起漏浆。
(二)、预防及处理漏浆的措施
1、施工平台在回填时要分层碾压(振冲)密实,必要时进行预灌浆处理法进行。
2、加强泥浆质量的性能控制。
3、具体的措施如下①把浆面降在槽孔板以下可能降到的范围内,用人工糊住漏洞,所用的材料有水泥浆,枯稻草沫和黄泥伴制而成。②用锯末、稻草、泥土、水泥等直接向孔内回填,再用钻头夯密实,待凝24小时后再施工。③对原始地层使用高喷、固结灌浆的措施,预防漏浆。
4、往孔内回填粘土,重新造空。
三、塌孔
塌孔分为孔口塌孔和孔内塌孔。塌孔的原因一般是成槽深度内地层土质比较松散、扩壁措施不当、施工机械效率较低等。
1、孔口坍塌的预防和处理
预防孔口坍塌,首先要将混凝土导向槽基础夯实,并且采用合理的混凝土标号和合理的配筋。如遇导墙底部有含砂层,应彻底清除,然后回填粘土夯实。在成槽过程中,应保证孔内泥浆质量和孔内泥浆液面高度,一般控制在导墙顶面下30—50厘米。
孔口坍塌处理:坍塌较轻时,一般是加大孔内泥浆比重或提高泥浆液面就可以了。如遇孔口坍塌叫严重,致使导墙断裂,就应该回填槽孔,拆除导墙并重新修建。
2、槽孔内塌孔的预防及处理
槽内塌孔的主要原因是底层比较松软,护壁泥浆比重较小,地下水位较高,施工期较长等原因。
预防措施:在成槽中加快成槽速度,对底层较复杂以及地下水位较高的地段,尽量加大泥浆比重,或向孔内回填匀质粘土来防止塌槽。
坍塌处理:如遇塌孔不严重时,可采用改善泥浆性能,提高泥浆液面等措施来继续成槽,如塌孔很严重时,应立即向槽内回填粘土或低标号混凝土,待回填材料达到一定强度时,再采用相应措施重新开槽。在塌孔特别严重的地段,可以采用高压旋喷灌浆或者高压摆喷灌浆的方法处理。
四、卡钻
(一)、卡钻的原因:
1、施工中大块石掉入槽内或土层中存在不稳定的漂石或大孤石,将钻头卡住。
2、当地层中有粘土、粉砂、泥砂或软土层时,钻具容易被底层缩径而卡住。
3、停止施工时,钻头没有提离孔底。
4、由于操作不当,形成梅花孔,使钻头被卡住。
(二)、防止及处理卡钻的措施:
1、当机械停运一段时间时,要把钻头提离孔底5m或至孔口。
2、不能使用变质泥浆,回收的泥浆一定要通过振动筛、旋流器或沉淀池,再加适量的新泥浆,以达到浆液的性能指标。
3、施工中要注意孔口的保护工作,钻头升降时,尽量不要碰击孔壁,以防孔壁的石块掉入槽孔内。
4、上下卡钻处理方法 当孔内石块掉下后,首先要准确探测孔内的情况并详细分析原因,如果是少量的石块可以放炮或用弧铲和冲针冲坏石块,慢慢向上提升便可,常规处理卡钻可用以下方法:①对于下卡可先反冲,并用冲针冲击钻钻脖四周,待钻头松动后拔起。②对于已成槽的孔内卡钻可将钻机向左(右)移动1米左右,利用主绳反冲或主卷扬斜拉钻头进行处理。也可用抽筒放至钻头下往上反复推几次钻头。③当钻头、冲针、抽筒均被卡住时,更要分析卡钻的主要原因是什么,然后先易后难或几个相互震动也能拔出。④梅花孔形成的卡钻,要使钻头反转并多次向上提升才有效果,提上后再用钻头把梅花孔扫圆,然后再进行施工。
五、埋钻
(一)、埋钻的原因:
1、在造孔过程中,由于塌孔,大量的泥石块将掉入孔内,埋住钻头。
2、处理孔故时,由于采用方法不当,造成孔内塌孔。
3、劈副孔时、提梁、C形环及钢绳断裂造成钻头掉入主孔内把钻头埋住。
4、由于孔壁渗水或孔内涌水,而造成孔壁失稳、掉块,而形成埋钻。
(二)、处理及预防埋钻的措施:
1、钻头旁边打一孔,钻至被埋钻头底深2~5米的地方,然后用反冲等方法来处理。
2、在用高压水(气)冲散钻头周围的土渣的同时再反冲钻头。
另外在别的工地还遇见过漏浆现象严重,造成塌槽子现象。比如在南水北调中线一期穿越工程中,北岸竖井整体塌陷严重。当时采用的是先在竖井外围高压旋喷封堵处理。然后用粘土回填槽孔,用C15混凝土回填塌陷的竖井中心,最后再重新打混凝土地板和工作平台。当然这种方法成本非常高,不到万不得已不需要采用。
南水北调配套大宁调蓄水库工程施工经验表明,对于漏浆、塌孔、卡钻等事故采取合适预防和处理方法,对于保证防渗墙的施工质量、确保工期、节约项目成本效果显著。
参考文献:
1、高钟璞《大坝基础防渗墙》、中国电力出版社2000年2月第一版。
2、《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》 中国水利水电出版社2014年12月第一版。