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本文作者：羅貴芳作者單位：廣東省水利水電第三工程局

1.引言

近年來，我國(guó)運(yùn)用了較多的地下連續(xù)墻新工法作為軟土層（粘性土、砂土以及沖填土等）基礎(chǔ)和地下工程止水、防滲、承重、擋土的鋼筋混凝土墻體結(jié)構(gòu)，其發(fā)展日臻完善。地下連續(xù)墻具有強(qiáng)度、剛度大，防滲止水性能好，耐久，無噪聲，震動(dòng)小，成墻垂直精度高、施工布置靈活。其既可用作臨時(shí)性施工圍護(hù)措施，又可作永久性結(jié)構(gòu)，既可獨(dú)立受力，也可與后澆混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合共同受力，適應(yīng)地層范圍廣，可作為各種大型基坑支護(hù)及地下結(jié)構(gòu)；造墻性價(jià)比高等顯著優(yōu)點(diǎn)。將該新技術(shù)應(yīng)用于水利應(yīng)急工程可縮短工期，確保安全度汛，有其特殊的意義。本文結(jié)合揭陽市三洲攔河閘應(yīng)急重建工程中的射水法地下連續(xù)墻施工，研究探討該項(xiàng)技術(shù)的施工工藝原理等一系列技術(shù)問題，為類似工程提供借鑒和參考。

2.工程應(yīng)用

2.1工程概況

三洲攔河閘位于榕江南河中游，是一宗以灌溉為主，結(jié)合供水、航運(yùn)和發(fā)電等綜合利用的大型閘壩工程，工程由左岸發(fā)電廠房、河中16孔攔河水閘、右岸船閘、左右岸連接土壩及引水涵等組成，為Ⅰ等大（1）型工程。水閘閘址區(qū)地表為第四系沖積層覆蓋，其厚度一般10m～16m，下部為燕山三期花崗巖，風(fēng)化劇烈。閘址區(qū)沖積層在兩岸階地表現(xiàn)為“粘性土—粗砂—粘性土—砂礫石”二元復(fù)合結(jié)構(gòu)，上部粘性土厚一般2m～4m，砂層厚2m～3.5m，中部粘性土厚1m～3m，底部砂礫石厚2m～6.7m。在主河床區(qū)，堆積厚度為10m左右的粗砂、砂礫石層，其中上部粗砂、礫石一般呈松散～稍密狀，為強(qiáng)透水層，下部礫砂、礫石層含泥質(zhì)較多，呈稍密～中密狀，為中等透水層。在左岸堤腳處地表上部為厚約4.2～6.7m的淤泥質(zhì)土，底層高程‐2.6～4.1m，呈流塑～軟塑狀?？紤]到施工進(jìn)度確保安全度汛，同時(shí)兼顧結(jié)構(gòu)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理等諸多特點(diǎn)，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較并優(yōu)化，確定本水閘的閘前防滲采用400mm厚C25砼防滲墻；連接島基礎(chǔ)防滲采用600mm厚C25鋼筋砼地下連續(xù)墻；攔河水閘防沖結(jié)構(gòu)采用600mm厚C25鋼筋砼防沖墻，施工時(shí)采用射水法施工。

射水法建造砼地下連續(xù)防滲墻就是通過裝置，采用射流力量達(dá)到破壞地層結(jié)構(gòu)的目的，同時(shí)利用成形器將地層進(jìn)一步破壞并切割成設(shè)計(jì)要求的規(guī)格尺寸的槽孔。隨后采用常規(guī)的方法，即水下砼直管澆筑進(jìn)行槽孔內(nèi)的砼直管澆筑工作，最后形成地下混凝土防滲墻體，其施工工藝包括了導(dǎo)墻修筑、泥漿制備和使用、成槽及清孔、鋼筋籠制作及吊放、水下混凝土澆筑等，主要概括為造孔成槽和水下砼澆筑兩大技術(shù)部分。目前，導(dǎo)管法水下砼澆筑工藝非常成熟，因而造孔成槽工藝成為了地下連續(xù)墻施工技術(shù)改進(jìn)提高的關(guān)鍵。造孔成槽主要包括破土、固壁（維持孔壁穩(wěn)定）、出渣和槽孔的連接等四個(gè)關(guān)鍵要素，其相互關(guān)聯(lián)、相互制約，在一定程度上影響著墻體的最終質(zhì)量。破土要根據(jù)土體強(qiáng)度確定水壓力等指標(biāo)，固壁則通過控制泥漿性能質(zhì)量指標(biāo)和水流流速來實(shí)現(xiàn)，出渣主要采用正、反循環(huán)兩種方法來實(shí)現(xiàn)，槽孔的連接就是接縫連接。

3.施工工藝原理及質(zhì)量控制

3.1導(dǎo)墻施工

導(dǎo)墻是本工程地下連續(xù)墻射水造孔前修筑的臨時(shí)構(gòu)造物，具有控制連續(xù)墻施工精度、儲(chǔ)存泥漿、具備足夠承載力、維持穩(wěn)定液面等作用。本工程采用的導(dǎo)墻砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C20，墻頂標(biāo)高高出外地面標(biāo)高15~20cm。

3.2泥漿制備

泥漿在地下連續(xù)墻射水造孔過程中起到護(hù)壁攜渣、冷卻機(jī)具和切土潤(rùn)滑等作用，本次施工采用膨潤(rùn)土、水、碳酸鈉和CMC進(jìn)行造漿。新制膨潤(rùn)土泥漿物理性能指標(biāo)（如：比重、粘度、失水率、含砂率等）和配合比要符合要求，一般要求濃度不小于4.5%，密度不大于1.1g/cm3，pH值介于9.5~12間等。施工過程要經(jīng)常檢查，發(fā)現(xiàn)不合格要及時(shí)調(diào)整。

3.3成槽及出渣

槽孔施工采用跳孔方法進(jìn)行。先進(jìn)行Ⅰ序（或Ⅱ序）槽孔的建造，槽孔開挖結(jié)束后，進(jìn)行砼澆筑；而后再進(jìn)行Ⅱ序（或Ⅰ序）槽孔的開挖和砼澆筑工作，并按槽孔施工步驟安排施工。成槽對(duì)地下連續(xù)墻的施工質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，因而控制好前后偏差和左右偏差（尤其是后者）是成槽質(zhì)量控制的關(guān)鍵。射水成槽過程務(wù)必控制好槽孔的垂直度，成槽達(dá)到深度后檢查槽段寬度及垂直度，并在成槽過程中根據(jù)不同地層變化提取巖樣鑒定入巖情況，確保達(dá)到設(shè)計(jì)入巖深度，驗(yàn)收合格后進(jìn)行清槽。成孔后要求槽孔孔壁平整垂直，孔位偏差不大于30cm，傾斜率不大于0.4%，深度和寬度均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。為防止塌孔，除了選擇合適的泥漿配合比、控制沖孔水流流速和適當(dāng)縮短單元槽段長(zhǎng)度外，還應(yīng)保證施工期間，槽內(nèi)泥漿面不應(yīng)低于導(dǎo)墻頂面0.3m，并有效地降低地下水位，保持槽內(nèi)泥漿面高于地下水位0.5m以上。出渣主要是利用水泵及成型器中的射水噴嘴形成高速泥漿水流來切割破壞土層結(jié)構(gòu)，水土混合回流，泥砂溢出地面（正循環(huán)）或利用砂礫泵抽吸出孔槽（反循環(huán)），溢出或抽吸出的與泥漿混合一起的土、砂、卵石等流入沉淀池沉淀，泥漿水循環(huán)利用。控制清孔換漿后1h的孔底沉淤厚度不大于1cm，孔內(nèi)漿液密度、粘度、含砂量等技術(shù)指標(biāo)符合要求，二期槽孔接頭刷洗要求刷子、鉆頭不帶泥屑，孔底沉淤厚度不再增大。

3.4鋼筋籠制作及吊放

鋼筋籠制作質(zhì)量的好壞是連續(xù)墻質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)，鋼筋籠制作要在專用平臺(tái)上閃光對(duì)焊主筋，鋼筋籠尺寸、位置要準(zhǔn)確，平臥組裝，并按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確預(yù)埋鋼筋和管線，嚴(yán)格控制平整度誤差及各項(xiàng)指標(biāo)偏差在允許的范圍內(nèi)。為確保鋼筋籠的順利吊運(yùn)，務(wù)必嚴(yán)格保證鋼筋籠的剛度，在縱向鋼筋桁架吊點(diǎn)與主筋平面之間焊上斜向拉筋。支撐點(diǎn)預(yù)埋件為鋼板預(yù)埋件，鋼板運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行氣割加工，并將錨固鋼筋焊在其上，鋼筋籠加工成型后將預(yù)埋鋼板焊接在地下連續(xù)墻的水平鋼筋外側(cè)，土方開挖時(shí)將砼保護(hù)層鑿除后露出鋼板。本工程鋼筋籠分為兩段制作吊放，以避免長(zhǎng)度較大所帶來的施工困難，入槽后控制鋼筋籠定位偏差為：標(biāo)高±5cm，垂直墻軸線方向±2cm，沿墻軸線方向±7.5cm。

3.5水下砼澆筑

為保證混凝土強(qiáng)度符合要求，應(yīng)通過配合比試驗(yàn)確定施工配合比，水泥、Ⅱ級(jí)粉煤灰、中砂、石、水、FDN‐4用量符合要求，28d齡期砼強(qiáng)度及指標(biāo)值均滿足設(shè)計(jì)要求。在清孔合格后4h內(nèi)開始澆筑砼，采用履帶式吊車起吊混凝土料斗，用3根f250導(dǎo)管進(jìn)行澆筑，開導(dǎo)管時(shí)采用預(yù)制圓柱形砼隔水塞用8#鐵絲吊于導(dǎo)管口，其上覆蓋砂漿層，待砼澆筑達(dá)一定量后剪斷鐵絲，混凝土塞下落并埋入底部砼中。在整個(gè)澆灌過程保證導(dǎo)管埋入混凝土深度不小于1m且并控制在2~4m，混凝土面上升速度不小于2m/h，中途停歇時(shí)間在30min內(nèi)，并在6h內(nèi)澆完，導(dǎo)管間距不大于3m，與槽段兩端距離不大于1.5m，為保證地下連續(xù)墻頂端砼質(zhì)量，澆灌頂面標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出50cm。

3.6墻體接頭方式

混凝土單槽板之間的接頭處理的關(guān)鍵，就是要求做到接頭平整嚴(yán)密，達(dá)到防滲要求。本工程地下連續(xù)墻接頭連續(xù)墻的接頭采用接頭管形式。吊放鋼筋籠前，在未開挖槽段一端緊靠土壁安放接頭管，阻擋混凝土與未開挖槽段土體粘合，并起到澆灌混凝土側(cè)模作用。澆灌混凝土?xí)r，要經(jīng)常提動(dòng)接頭管，待混凝土初凝后逐漸拔出接頭管，在澆灌段端部形成半圓形的混凝土接合面。采用接頭管的形式，減少了墻塊之間的接縫數(shù)量，提高了接縫的平整度，達(dá)到了更好的防水效果。

4.地下連續(xù)墻混凝土質(zhì)量檢驗(yàn)

本工程地下連續(xù)墻C25混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)強(qiáng)度值為29.1~42.2Mpa，平均值、離差系數(shù)、強(qiáng)度保證率均符合要求；通過圍井試驗(yàn)檢測(cè)防滲效果，抗?jié)B試件達(dá)到W8抗?jié)B等級(jí)。同時(shí)隨機(jī)抽取20%的槽段進(jìn)行鉆孔抽芯檢測(cè)，結(jié)果表明砼芯樣完整光滑，無夾層，拼接性好，粗骨料與砂漿膠結(jié)良好，強(qiáng)度值符合要求。在內(nèi)襯墻施工過程中，在基坑四周和連續(xù)墻墻身布置了觀測(cè)點(diǎn)，定期進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)墻身最大變形為22mm，最小變形為90mm，均在允許變形范圍內(nèi)，無整體變形和下沉現(xiàn)象，本連續(xù)墻單元工程驗(yàn)收全部合格，施工質(zhì)量?jī)?yōu)良。

5.結(jié)束語

射水法建造的混凝土地下連續(xù)防滲墻具有施工速度快，墻的厚度薄，槽孔壁穩(wěn)定形體好，防滲效果好，耗用水泥量少，投資省，性價(jià)比高，操作簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛等顯著優(yōu)點(diǎn)。在本工程射水法建造地下連續(xù)墻的施工過程中，克服了工程工期緊等困難，通過有效的施工組織管理和質(zhì)量控制措施，保證接縫的質(zhì)量，使地下連續(xù)墻成型的槽孔孔壁穩(wěn)定，澆筑的混凝土墻面平整，垂直偏差小，整體防滲性能好，造墻工效高，工程造價(jià)低，經(jīng)濟(jì)效益顯著，兼顧了施工進(jìn)度確保安全度汛，保證工程項(xiàng)目的順利開展。