液压抓斗防渗墙

1、第三节 液压抓斗1 液压抓斗概念液压抓斗法，是指用高压胶管将约30MPa的液压传送到几十米深处的抓斗斗体，以完成抓斗的启闭达到成槽造墙的一种施工方法。液压抓斗因其抓斗的闭斗力大、挖槽能力强并设有纠偏装置，故成槽效率高、槽口尺寸能得到保证。上海宝峨机械有限公司最新生产的GB-30型地下连续墙液压抓斗，是一种能满足高效、高质量施工的深基础施工设备，它配备了MDSG机械卷管系统,电子测斜及纠偏系统及CAPO 计算机辅助功率选择等先进的系统。配备了不同类型、不同规格的液压抓斗（如30cm、40cm、60cm等），可广泛用于地下连续墙深槽的挖掘、堤坝防渗、基坑围护、施工围堰、地铁车站、隧道、码头、挡土墙

2、、地下室、地下厂房、地下车库、地下街、地下变电站、污水处理厂、防护壁、石油和煤气地下储备槽、桥衍基础、基础方桩、城市高层建筑的基础施工、尤其适用于在城市密集建筑群区域中进行深基坑施工。设备的应用范围也限于不同规格和类型的地下连续墙槽段和钻孔灌注桩桩孔的挖掘作业。2 施工中常用的设备施工过程中使用的主要设备与机具见下表。序号材料及设备名称规格或型号单位数量用途1宝峨牌液压抓斗机GB30及以上台1主机2液压斗体根据墙厚配置个1抓槽3灰浆搅拌机ZJ800台2拌制固壁泥浆4泥浆泵BW150台2输送泥浆5砂石泵6BS台1吸浆清孔6空压机3m3台1泥浆池搅动泥浆7液压拔管机SCH-BZJ-00台2起拔接头

3、管8接头管依墙厚配置m墙段连接9集料斗1m3个2导管上部集料10215混凝土导管依最大墙深配置节泥浆下浇筑混凝土11混凝土搅罐车3m3台2混凝土运输12混凝土搅拌机JS750台1拌和混凝土13配料机PLD1200台1混凝土配料14装载机ZL50台1砂石上料15柴油发电机组200kw台1备用电源16水泵依供水高程确定台2施工用水17电焊机BX3-300-2台1维修保养18汽车吊25t台1现场吊装19比重计根10测量泥浆比重20粘度漏斗500/700ml个1测量泥浆粘度21含砂量测定仪个1测量泥浆含砂率22沸煮箱台1水泥安定性检测23雷氏夹个10水泥安定性检测24坍落度筒个1检测砼坍落度25混凝土

4、抗压试模组6成型抗压试块26混凝土抗渗试模组2成型抗渗试块27钢直尺50cm把1混凝土试验检测28钢圈尺50m把1测量放样29水准仪DS3台1测量放样30全站仪徕卡TCR802台1测量放样31地质钻机XY-2PC台1先导孔和检查孔钻孔32薄壁金刚石取芯机台1检查墙体侧向取芯3 防渗墙施工中主要参数混凝土防渗墙工序质量标准表项次检查项目质量标准1造槽槽孔中心偏差3cm2槽孔孔深偏差不得小于设计孔深3孔斜率0.4%4槽孔宽满足设计要求5入岩深度满足设计要求6清孔接头刷洗刷子、钻头不带泥屑，孔底淤积不再增加7孔底淤积10cm8孔内浆液密度粘土泥浆1.3g/cm3，膨润土泥浆1.15g/cm39浆液粘

5、度粘土泥浆30s，膨润土泥浆32s50s10浆液含砂量粘土泥浆10%，膨润土泥浆6%11混凝土浇筑清孔后与砼浇筑间隔时间4h12导管间距与埋深两导管距离3.5m；导管距孔端；一期槽孔为1.0m1.5m；二期槽孔为0.5m1.0m；埋深小于6m，但大于1.0m。13混凝土上升速度2m/h，或符合设计要求14混凝土塌落度18cm22cm15混凝土扩散度34cm40cm16浇筑最终高度符合设计要求17施工记录、图表齐全、准确、清晰4 防渗墙施工工艺流程根据设计图纸确定防渗墙轴线和标高按施工组织设计要求构筑防渗墙导墙和施工平台在导墙上标注I、II期槽段位置往某个I期槽灌注泥浆并做好开始施工的准备按三抓

6、完成一个槽段施工清孔验槽下设接头管和孔内预埋件及浇筑导管浇筑混凝土按工程师指令起拔接头管和导管判断混凝土上升面位置结束混凝土浇筑完成相邻另一个I期槽段施工完成第一个II期槽段施工直至完成防渗墙所有槽段的施工。防渗墙施工工艺流程图见图4.1。砼拌和站膨润土制浆站修筑施工平台安装制输浆设备浇筑砼导墙原材料准备制备泥浆槽段划分、放样泥浆储存及输送原材料质量检验筑施工平台抓斗造孔施工终孔验收泥浆处理弃废浆砼拌制清孔验收废弃下设砼浇筑导管砼运输安装接头管防渗墙砼浇筑图4.1 施工工艺流程图混凝土防渗墙施工工法每期槽段的抓槽顺序示意图见图4.2。图4.2 三抓纯抓法抓斗入岩造槽抓槽顺序示意图5 防渗墙施工

7、质量控制防渗墙施工采用“三抓法”成槽，即先抓两端主孔，后抓中间副孔至终孔成槽。（1）固壁泥浆抓斗抓挖作业时，采用黏土或优质膨润土制作泥浆，其各项性能指标应符合下列要求：较小的失水率；适当的静切力；良好的稳定性；较低的含砂量。在抓斗施工过程中，如果发生漏浆，要即时停抓并采取可行的堵漏措施（孔底漏浆，填粘土；孔口漏浆，填粘土粉和锯末），待浆面稳定后再抓挖；如果严重漏浆，要将抓斗迅速撤离该部位；如出现大面积漏浆则采取预灌浓浆堵漏。（2）接头处理采用I、II期槽段的方法构筑防渗墙（地下连续墙）是其特定的施工条件决定的。为了使I、II期槽段的墙体有效地连接在一起，就要解决好墙体之间的接头问题。而接头间接

8、缝尽量小的夹泥厚度和足够长度的渗径直接关系到接头部位的防渗效果。鉴于上述原因，接头方式一般可采取常用的接头管法、接头板法、套打一钻法、止水带法等；另外，在II期槽浇筑混凝土之前，一定要把槽孔两端接头部位（即两个I期槽端头）的泥皮刷干净。接头管要下设在I期槽段的两头，并在混凝土达到初凝状态后将接头管及时拔出。（3）砼浇筑：导管法浇筑混凝土是混凝土水下浇筑必要手段，是利用混凝土比重比水大的原理确保混凝土在水下灌注时与泥浆不会产生混浆。混凝土水下浇筑一定要严格按规范水电水利工程混凝土防渗墙施工规范（DL/T5199-2004）。首次浇筑时，采用“压球满管法”按先深后浅的顺序开浇，即从最深的导管开始，

9、由深到浅逐导管依次开浇，直到槽底砼面浇平后再全槽均衡上升。开始喂料要连续、均匀、迅速，使砼能立即充满漏斗，并用导注塞堵住管口；之后砼满管下落，推出管内的泥浆柱，落到孔底，迅速充满孔底并埋住导管管脚；一般初灌时，保证导管进入砼的深度为0.4m左右，这样，管外的泥水不会进入管内，就不会产生断桩。正常浇筑时，严格控制喂料速度，保持砼面均匀连续上升，上升速度不小于2m/h，并控制相邻导管间砼面高差不大0.5m。导管埋入混凝土的深度最大不宜超过6m，最小不小于1m。当浇筑的砼溢出孔口，即可终灌，立即起拔浇筑导管，清洗浇筑机具，转入下一槽孔浇筑混凝土浇筑过程中，如发生槽壁坍塌，可采取以下措施进行处理：如槽

10、壁坍塌发生在开浇后不久，浇筑的混凝土方量很小，则可终止浇筑，待槽壁稳定后，用抓斗重新成槽、清孔、然后重新浇筑砼。如槽壁坍塌发生在浇筑临近终了时，立即停止浇筑并详细记录坍塌部位，用抓斗对坍塌面进行抽渣清孔，直至孔内泥浆指标达到清孔要求，然后继续浇筑至设计墙顶高程；等墙体混凝土达到一定强度后，在墙顶采取岩芯钻机进行钻孔，采用灌浆方法对坍塌部位进行接触、补强灌浆。6 防渗墙施工质量检测混凝土防渗墙工程质量检查项目、质量标准及检测方法均按水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准-地基处理与基础工程（SL633-2012）表执行。（1）造孔工序a、槽孔孔深：施工完成后槽孔的实际深度。一般情况下，槽孔深度

11、不得小于设计孔深。大多数防渗墙要求穿透覆盖层嵌入基岩一定深度，但防渗墙所在的河床的基岩面仅仅是根据先导孔确定的，并不十分准确，由此确定的孔深只是具有参考作用。因此，施工中应进行基岩鉴定（详见水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范（SL174-96）中条），根据基岩鉴定确定的岩面高程、岩石性质，调整造孔深度，并报告监理、设计确认，或与监理工程师共同鉴定确认。槽孔孔深应是在槽孔清孔换浆后所测量的孔深，而不是槽孔清孔换浆前所测量的孔深，也不是清孔换浆结束1h后所测量的孔深。因为在槽孔清孔换浆前和在槽孔清孔换浆结束1h后孔底有沉淀物，故清孔换浆后立即测量的孔深才是真正的孔深。b、孔斜率：防渗墙槽孔是由一

12、个个主孔和副孔相连通而组成的，孔斜是指某一个主孔或副孔的孔底或该孔某一深度的中心位置相对于孔口中心位置的水平偏斜距离与孔深的比值。槽孔的孔斜率是槽孔建造质量的主要控制因素，端孔的孔斜率更是决定墙段是否可靠连接的重要因素。孔斜检测的方法有多种：对于一般工程，可用测量悬吊钻抓工具的钢丝绳的偏斜值的重锤法；对于重要或孔形有严格要求的工程，应采用超声波测井仪进行检测；成槽设备携带的测斜仪器，其测量精度经校验合格后，检测成果也可作为质量评定依据。孔斜率不得大于0.4%，采用重锤法计算孔斜率，其计算公式如下：K=（X/h1+X/h2）/100其中：K表示孔斜率X表示钢丝绳垂直于导向槽轴线方向的偏移值h1表

13、示桅杆顶端至导向槽砼面的高差（一般为16m）h2表示钻头从导向槽砼面深入槽孔内的深度c、孔位中心偏差：孔位是指组成槽孔的各单孔的孔口中心位置，孔位在不同方向上都应满足这两个标准。检测的方法是将钻具自由垂吊于孔口处，检测吊挂钢丝绳或钻具中心位置与防渗墙轴线线的位置。d、槽孔宽度：是指防渗墙的厚度。由于造孔钻具的尺寸决定了槽孔的宽度，所以造孔钻具得尺寸应满足防渗墙设计厚度要求。（2）清孔工序a、接头刷洗：二期槽孔成槽后，需要对槽孔两端的一期墙段的端面进行刷洗，将粘附其上的泥皮和残留土层刷洗干净。刷洗和检查同时进行，直至钢丝刷上不再带有泥屑，孔底淤积不再增加，方可认为刷洗合格。b、孔底淤积：指槽孔底

14、部沉积的泥渣，用厚度表示。孔底淤积不大于10cm，其测量方法是：先用测针测量其孔深H1，再用测饼测量其孔深H2，两者之差H=H1-H2，即为孔底淤积厚度。c、清孔孔内泥浆密度、粘土及含砂量：造孔泥浆的功用是支撑孔壁、悬浮、携带钻渣、堵漏防塌和冷却钻具，其密度和黏度较大，含砂量也大，不利于水下混凝土浇筑。因此，混凝土浇筑前需要进行清孔换浆。其清孔换浆后的浆液标准为：序号项目质量标准试验用仪器1孔内泥浆密度黏土1.30g/cm3比重称膨润土根据地层情况或现场试验确定2孔内泥浆黏度黏土30s500/700L漏斗膨润土根据地层情况或现场试验确定马氏漏斗3孔内泥浆含砂量黏土10%含砂瓶膨润土根据地层情况

15、或现场试验确定这里需要注意的是，测试泥浆的标本取样位置应为距孔底0.51.0m处，因为此处的泥浆密度、黏度和含砂量最大。（3）混凝土浇筑工序a、导管埋深：指水下混凝土浇筑时，导管底部埋入混凝土面以下的深度。导管埋入的过深或过浅都很容易发生事故。埋管深度的计算埋管深度的计算公式：H3=H-H1-H2其中：H3表示导管埋入深度H表示导管总长H1表示导墙面以上的导管及漏斗总长H2表示导墙面以下至混凝土面以上的导管长度b、混凝土上升速度：指水下混凝土浇筑时，混凝土面在槽孔中上升的速度，是通过一段时间内测量混凝土面上升的距离得出。测得的混凝土上升速度不得小于2m/h。c、导管布置：指导管与导管、导管与槽

16、孔端头的距离。导管布置按照水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范（SL174-96）中规定：槽孔内使用两套以上导管时，间距不得大于3.5m。一期槽端的导管距孔端或接头管宜为1.01.5m，二期槽端的导管距孔端宜为1.0m。当槽底高差大于25cm时，导管应布置在其控制范围的最低处。d、混凝土面高差：指控制槽孔内混凝土面均匀上升的指标，以槽孔内35个测点测得的混凝土面的高程差来表示，要求不大于0.5m。过大的高差容易造成混凝土混浆、墙段接缝夹泥，导管偏斜等多种不利因素。e、混凝土最终高度：指混凝土浇筑完毕后的混凝土面高程，它包含了混凝土墙顶上的泥浆层。由于泥浆层达不到防渗墙设计要求，因此，一般都要求

17、混凝土终浇高程高出设计墙顶高程至少0.5m，以后再把这部分质量较差的混凝土凿除，但是要计量此处的混凝土工程量。f、混凝土配合比：在防渗墙施工前，根据墙体混凝土性能的要求及使用原材料的情况，由混凝土配比试验确定混凝土配合比。配合比出来后一定要上报给监理工程师确认，经过确认后的配合比，一般情况下不得变更。g、混凝土坍落度、扩散度：指流态混凝土的工作性能，通常要求坍落度为1822cm、扩散度3440cm。由于流态混凝土的流动性在运输过程中容易发生变化，所以其坍落度、扩散度检查应以浇筑现场取样测定为主。h、混凝土抗压强度、抗渗等级、弹性模量等：指用防渗墙混凝土制作的试件的试验指标。由于混凝土的和易性在

18、运输过程中容易发生变化，因此混凝土试件宜在防渗墙孔口取样成型。取样数量为每一个单元取一组抗压试块，每三个单元取一组抗渗试块。成型试件应在标准养护条件下养护至规定龄期后进行室内试验。7 防渗墙施工资料汇编混凝土防渗墙施工记录较多，包括造孔（成槽）记录、基岩鉴定记录、清孔记录、混凝土浇筑导管下设和拆卸记录、槽孔内混凝土面上升记录、混凝土浇筑指示图及浇筑过程记录，以及钢筋笼和预埋件安设记录等。要求记录齐全、正确，书写清楚，便于查阅。附录1：混凝土防渗墙施工记录表B1 造 孔 班 报 机组编号 槽孔号 单孔号 钻机类型 年 月 日 时至 时 交班孔深 m时间（时：分）工作内容钻具进尺记录（m）折合进尺

19、（m）孔内及地质情况 （孔型、孔斜、地层、名称、变层位置等）本班主要材料消耗起止间隔名称厚度（m）宽度（m）总长机上余尺孔深进尺品名单位数量劳动力出勤情况技工学员普工时 间 记 录直接生产辅助生产故障停工附属生产准备工作总 合 计钻孔机械维修换钢丝绳换钻头孔内机械停水电待料清孔浇筑安装搬迁 机长： 班长： 记录员： 表B2 单孔基岩顶面鉴定表槽孔编号： 单孔编号： 孔口中心桩号： 防渗墙顶高程： m设计基岩顶面高程： m 实际基岩顶面高程： m取 样 号取 样 部 位岩 样 简 述孔深（m）高程（m）鉴 定 意 见基 岩 名 称基岩面深度（m）基岩面高程（m）说 明基岩鉴定成员签字：年 月 日

20、表B3 终孔验收合格证槽孔编号 起止桩号 槽孔长度 钻孔类型 造孔机组 造孔进尺 开孔时间 终孔时间 造孔方法 验收方法 验收时间 单孔序号项目抓斗宽度(m)孔位偏差(cm)终孔深度(m)嵌入基岩深度(m)最大孔斜(%)相应孔深(m)孔 形一、二期槽孔套接处的最小厚度： 起端： cm 末端： cm承包单位说明验收小组意见验收成员签字表B4 清 孔 验 收 合 格 证槽孔编号： 清孔开始时间： 清孔机组： 清孔结束时间： 清孔方法： 清孔验收时间： 清孔机具： （一） 孔内泥浆性能验收成果：单孔号取样总数（个）密度（g/cm3）粘度（s）含砂量（%）备 注（二）孔底淤积厚度验收成果：单 孔 号淤

21、积厚度（cm）（三）非一期槽孔端孔混凝土孔壁刷洗质量验收成果：位 置单孔号刷洗遍数累计刷洗次数最后一遍刷洗完毕后备 注刷子钻头上携带泥屑情况淤积厚度增加情况起端孔末端孔（四）承包单位说明： 经检测，清孔验收成果符合规范要求（五）验收小组意见：（六）验收成员签字：填发日期： 年 月 日表B5 第 号导管下设、开浇情况记录表槽孔编号： 开始下设时间： 清孔验收时间： 终止下设时间： 清孔结束时间： （一）导管编号及长度导管分节编号12345678910导管长度（m）导管分节编号11121314151617181920导管长度（m）导管分节编号21222324252627282930导管长度（m）（

22、二）导管实际下设情况：终孔验收孔深（m）导管总长（m）孔 外 管 长（m）导管下端距孔底（m）孔内管长（m）导管放置孔底导管安设后1234543624（三）开浇情况：1、砂浆注入漏斗时间：2、混凝土开始注入槽孔时间：3、开浇过程说明（发生事故情况及处理措施等）： 机长： 班长： 记录：表B6 号槽孔混凝土浇筑孔内混凝土顶面深度测量记录表开浇时间： 终浇时间： 单位：m测点时间123平均深度混凝土平均上升速度（m/30min）备注班长： 测量： 记录：表B7 号槽孔混凝土浇筑第 号导管拆卸记录导管共 节拆管序号导管总长（m）孔外管长（m）孔内管长（m）混凝土面深度（m）拆管前埋入深度（m）拆 卸

23、 导 管 记 录拆管后导管总长（m）拆管后埋入深度（m）备 注时 间节 数长 度（m）起止小计1234=2-356=4-5789101112=2-1113=6-1114机长： 班长： 记录：表B8 第 槽孔混凝土浇筑指示图起止桩号： 槽孔长度： m 平均孔深： m 平均孔宽： m 混凝土运输方式 计划浇筑方量： m3清孔验收时间： 开浇时间： 终浇时间： 浇高程： m 实际浇筑方量： m3槽孔编号 测量混凝土顶面时间(h:min)累计混凝土浇筑车（盘）数累计混凝土方量（实际/计划,m3）气象情况混凝土浇筑实况记录记录员浇筑班长技术值班导管编号12深度(m)高程(m) 终孔验收孔深（m）混凝土坍

24、落度 (cm)砼面平均上升速度孔底淤积厚度max（cm）混凝土扩散度 (cm)导管底至孔底距离（cm）导管间距max（m） 导管距孔端max（m）混凝土防渗墙浇筑开仓报审表（承包【 】开仓 号）合同名称： 合同编号：至： 监理部 我方下述工程混凝土浇筑准备工作已就绪，请贵方审批。单位工程名称及编码分部工程名称及编码单元工程名称及编码槽孔号31申 报 意 见主要工序具 备 情 况备料情况孔底淤积下料管下设预埋管下设混凝土系统准备施工单位签发上述检查项目检查合格，浇筑措施完善，浇筑方法明确，浇筑设备完好齐备，可在收到此开仓证 小时内开始浇筑。施工单位： 现场负责人： 监理单位签发签 发 人： 签发

25、时间： 年 月 日 时 备注：逾时未能浇筑，本开仓证作废。说明：本表一式三份，由承包人填写。监理机构审签后，承包人、监理机构、发包人各一份。表-1 单元工程施工质量验收评定表单位工程名称单元工程量分部工程名称施工单位单元工程名称、部位施工日期项次工序名称工序质量验收评定等级1造孔2清孔3混凝土浇筑单元工程（或实体质量）效果检查12施工单位自评意见单元工程效果（或实体质量）检查符合 要求，工序100%合格，其中优良占 %， 工序达到优良。单元工程质量等级评定为： （签字，加盖公章） 年 月 日监理单位复核评定意见经进行单元工程效果（或实体质量）检查，符合 要求，工序100%合格，其中优良占 %，

26、 工序达到优良。单元工程质量等级评定为：（签字，加盖公章） 年 月 日注1：对关键部位单元工程和重要隐蔽单元工程的施工质量验收评定应有设计、建设等单位的代表签字，具体要求应满足SL-176的规定。注2：本表所填“单元工程量”不作为施工单位工程量结算计量的依据。表-2 工序施工质量验收评定表单位工程名称工序名称造孔分部工程名称施工单位单元工程名称、部位施工日期项次检验项目质量要求检查（测）记录合格数合格率主控项目1槽孔孔深不小于设计孔深2孔斜率符合设计要求3施工记录齐全、准确、清晰一般项目1槽孔中心偏差30mm2槽孔宽度符合设计要求（包括接头搭接厚度）3456789施工单位自评意见主控项目检验点

27、100%合格，一般项目逐项检验点的合格率不低于 ，且不合格点不集中分布。工序质量等级评定为： （签字，加盖公章） 年 月 日监理单位复核评定意见经复核，主控项目检验点100%合格，一般项目逐项检验点的合格率不低于 ，且不合格点不集中分布。工序质量等级评定为： （签字，加盖公章） 年 月 日表-2 工序施工质量验收评定表单位工程名称工序名称清孔分部工程名称施工单位单元工程名称、部位施工日期项次检验项目质量要求检查（测）记录合格数合格率主控项目1接头刷洗符合设计要求，孔底淤积不再增加2孔底淤积100mm3施工记录齐全、准确、清晰一般项目1孔内泥浆密度黏土1.30g/cm3膨润土根据地层情况或现场试验确定2孔内泥浆黏度黏土30s膨润土根据地层情况或现场试验确定3孔内泥 浆含砂量黏土10%膨润土根据地层情况或现场试验确定施工单位自评意见主控项目检验点100%合格，一般项目逐项检