人工挖孔桩在大坝砼防渗墙断桩处理中的应用.

1、人工挖孔桩在大坝砼防渗墙断桩处理中的应用李少强福建省水利水电工程有限公司，福建 泉州 362000 )【摘 要】文章介绍了江西省鄱阳县军民水库除险加固工程混 凝土防渗墙施工中对断桩处理的施工方法。【关键词】军民水库大坝；防渗墙断桩；人工挖孔桩 【中图分类号】TU473.1+2 【文献标识码】 A 【文章编号】 10081151(2006)07-0033-02一、工程概况 军民水库位于江西省波阳县境内，坐落在潼津西河上游北支流上，距县城 84km ，是一座以灌溉为主，结合防洪、发电、养殖、航运等综合利用的大(二)型水利工程。水库正常蓄水位 82.15m，相应库容为 1.42 x 108m3 ,

2、属多年调节水库。枢纽工程主要由大坝、溢洪道、放空底涵、发电隧洞、坝后 电站及交叉工程建筑物组成。现状大坝运行性状类似均质坝，坝顶长 455m ， 坝顶宽 612m，坝顶高程 89.6m，最大坝高 39.0m。大坝防渗加固处理施工的主要内容：在坝中建造混凝土防渗心墙形成一道 防渗墙，墙厚 0.8m ，防渗墙进入基岩 1.5m 。总计防渗墙截水面积15200m2。大坝砼防渗墙 252#-254# 槽孔发生断桩过程： 2003 年 5 月 13 日在进 行252#-254# 槽孔施工中， 17:30 钻孔成槽结束，实测孔深 41.81m ， 19:00 进行该孔砼浇筑工作，在灌注约 2.0m 高砼后

3、，孔口发生塌方，坝方长 度约为 4m ，为防止大面积塌方，避免引起不良后果，按总监理工程师的指令 继续进行砼浇筑至孔口87.5m 高程。结果使得该槽孔发生断桩，断桩高度为 4m 。二、制定处理方案因 252#-254# 槽孔砼已浇筑成形，钻机根本无法施工。为了不影响大坝 防渗效果，故考虑将 251#-257# (桩号 0+200-0+205.6) 7 个孔的轴线向上游平移 1.06m ，在上游面施工一道防渗砼，并与两侧墙体搭接，形成连续的 防渗墙体。具体施工位置为上游桩号 0+199.50-0+206.10m ，分 5 个孔进 行人工挖孔桩施工，孔宽 1.32m ，与老砼墙体的搭接长度为 0.

4、50m ，以确保 搭接质量。三、施工程序 综合分析断桩槽段的地质条件、槽孔深度，为保证处理施工的质量和安 全，对该段槽孔应合理有序地安排施工。 251#-257# 段共 7 个单孔，长度5.6m ，其中 252#-254# 已施工，该槽孔内已浇筑 33.7m ，下部有 4m 断 桩，251# 、255# 、 256# 、 257# 孔未施工。根据 251#-257# 段槽孔的长 度结合挖孔桩的施工经验，为保证人工挖孔桩的施工质量、施工安全、施工可 操作性，按照 5 个槽孔施工( 250B-252A 、252B-253A 、253B-255A 、 255B-256A 、256B-258A )，两

5、端与老墙体搭接 0.50m ，见图 1 断桩槽孔 处理平面示意图，图 2 墙体搭接示意图所示，一期槽孔（ 250B-252A 、 253B-255A 、256B-258A 槽孔）先开始施工，二期槽孔（ 252B-253A 255B-256A 槽孔）施工循序跟进，开挖一模、支护一模。为了增强砼防渗墙 的防渗效果，一期槽孔开挖断面型式采用圆形，二期槽孔开挖型式采用双弧 形。图 1 断桩槽孔处理平面示意图图 2 墙体搭接示意图图 3 土方开挖及孔壁支护示意图四、施工工艺（一）槽孔土方开挖 槽孔土方开挖采用人工开挖施工，开挖断面型式平面为圆形，纵面为台 形，各开挖层呈钜齿状，以增大护壁与周围土方的摩擦

6、力，提高护壁砼的承载 力，见图 3 土方开挖及孔壁支护示意图所示。槽孔内各开挖层的深度，根据周 围土方的地质条件而定，初定一模的开挖深度为 1.0 m。250B-252A、256B-258A 槽孔开挖施工时，应挖到两侧砼防渗墙的砼面（ 250# 孔的上游侧和258 #孔的上游侧）。252B-253A、255B-256A 两个 U序槽孔开挖时，必须 将250B-252A 、253B-255A、256B-258A 三个 I 序槽孔的护壁砼表面的泥 皮用钢刷清除干净。开挖施工时分 5 个小组，每小组负责一个槽孔的施工，各 配备一台卷扬机，土方运输采用卷扬机吊运至坝顶工作面，再由农用车运输至 指定地点

7、堆放。在开挖过程中经常检查孔位、孔宽、孔斜、孔深、孔形等，使 各项指标均控制在允许范围以内。（二）模板制作安装 模板采用木模板，模板的制作满足施工图纸要求的建筑物结构外形，其制 作允许偏差应满足 SDJ207-82 规范中的有关规定。模板形状为圆台形，顶 宽 92cm ，底宽 102cm ，高度 100cm ，如图 4 模板示意图所示。模板拟按照 施工测量放样点进行安装，在安装的过程中对模板进行支撑和加固，以防模板 变形和倾覆。模板在使用前应清理干净、校正并经验收合格后方可使用。不承 重侧面模板的拆除，拟在混凝土强度达到其表面及棱角不因拆模而损伤时，方 可拆除，模板拆除后应堆放整齐，以备下次使

8、用。图 4 模板示意图（三）砼护壁支护根据设计图纸提供的大坝砼防渗墙孔深，251 -257 槽孔平均设计孔深为 41.81 m,孔底高程为 47.79 m,深度很大。因此，做好槽孔的砼护壁支护 对于保证施工安全是非常重要的，并且护壁砼厚度必须留有一定的安全系数。 在大坝砼防渗墙东西坝头及埋钻处理人工挖孔桩施工时， 最大孔深达 41.25 m,护壁砼厚度为 20cm，开挖面呈钜齿状，施工的质量和安全情况良好。根 据处理埋钻槽孔的施工经验再结合 251#-257# 槽孔的具体情况，拟定护壁砼 厚度为 1525cm，开挖面采用钜齿形，同时在开挖过程中，根据土层的地层 情况和地质条件，及时调整开挖断面

9、的大小和护壁砼厚度，确保施工安全。（四）双端接头处理措施 为了能在上游面形成一道连续的防渗墙，并与原墙体搭接紧密，每一模开挖时必须将 250 #及 258 #上游侧 80 cm 搭接段砼表面的泥皮清理干净，并 经班组自检、项目部复检、监理终检合格后，再进行砼护壁施工，确保搭接段 砼的施工质量。（五）嵌岩施工 该段嵌岩采用风镐进行施工，在开挖过程中应及时取样，并将岩样报送监理、业主分析，辨明基岩情况，保证嵌岩深度符合设计要求。（六）施工排水251 # -257井槽孔孔深为 41.81 m,孔底高程为 47.79 m,而目前库区水 位为 64.56m 高程，孔底低于水位线 16.77 m。在渗透压

10、力的作用下，会产生 一定的渗水，作业人员开挖过程中应密切注意围岩渗水情况，若有少量渗水， 则由人工排除；若水量较大，则应及时汇报，采用小型的潜水泵进行排水。（七）砼浇筑251 -257 槽孔砼浇筑由护壁砼浇筑和桩心砼浇筑组成，护壁砼浇筑依照槽孔开挖的程序进行，在土方开挖及模板安装完成后进行，护壁砼按照C20、S 8 砼的配合比进行配制，由搅拌机集中搅制，人工用斗车运到孔口， 再由卷扬机吊运砼至工作面，人工入仓，浇筑过程中用振捣棒结合钢筋插捣进 行振捣，保证砼的密实度，见图 5 孔壁砼浇筑施工示意图所示。桩心砼浇筑待 护壁砼全部完成后，集中连续进行浇筑，砼由 1 台 JZC350 搅拌机集中搅制

11、， 人工推斗车运至孔口，砼的入仓方式通过帆布溜管输送至孔底。砼的和易性、 流动性、坍落度、扩散度必须符合设计及施工规范要求，为防止骨料分层离 析，保证砼的密实度，砼浇筑应分层进行，分层铺料厚度为 3050cm，振捣 方式采用插入式振动棒进行人工振捣。图 5 孔壁砼浇筑施工示意图五、安全措施由于 251 -257 槽孔深度较大，安全隐患较多，为了保证作业人员施工 的安全，本项目采取以下措施，确保施工安全。第一，护壁混凝土高出地面 20cm ，以防边坡落物。第二，做好孔口安全防护：在涵管段周围设安全防护栏，非工作人员不得 入内，作业人员下班后，必须将施工孔孔口采用模板等封盖，禁止无关人员靠 近孔口

12、，防止人员坠落孔内。第三，施工人员必须戴安全帽，穿绝缘胶鞋，孔内有人时，孔上必须有人 监督防护；井孔周边作业人、监护人员，必须戴安全帽，严禁穿拖鞋、赤脚、 酒后上岗作业。第四，对挖孔作业人员上下安全保护措施：挖孔作业人员上下槽孔作业时 必须系安全带，并采用从软梯上下孔内，严禁不带安全带作业或直接攀爬孔 壁。第五，加强孔壁支护：槽孔应根据地质土层情况，及时对槽孔孔壁进行安 全质量支护，防止槽孔孔壁塌方。第六，做好孔内通风、排毒气工作：采用小型空压机进行孔内通风，特别 是每天开工以前，将通风管伸到孔底进行通风，确保施工时孔内空气新鲜。第七，若发现孔内有积水，应及时排除，同时要求作业人员在施工过程 中，密切注意周围地层的地质土层变化情况，如发生掉块、塌孔、渗透水时， 发现有异常情况应立即停止施工，立即上报项目部现场管理人员。现场管理人 员根据现场实际情况来确定采用必要的安全防护措施，保证施工安全。第八，加强设备日常的保养和维护：经常检查设备的性能，特别是孔口起 吊卷扬设备的维护检查。