防渗墙两钻一抓施工方案

1适用范围及工艺原理1.1适用范围本工艺适用于深度≤60m、墙厚0.6m1.2m的混凝土防渗墙施工，适配砂壤土、粉细砂、中粗砂、卵砾石粒径≤15cm的第四系松散地层，广泛应用于堤防加固、坝基防渗、基坑围护、库区防渗等水利与岩土工程。相较于全冲击钻成槽工艺，施工效率提高30%50%；相较于纯抓斗成槽工艺，对卵砾石地层适应性更强，成槽质量更稳定。1.2工艺原理两钻一抓成槽工艺核心为“两端钻孔、中间抓挖”：针对单个施工槽段，先采用冲击钻机在槽段两端各施工1个直径与设计墙厚相等的主钻孔，两个主孔完成后，采用液压抓斗直接抓取两主孔之间的副段土体，最终形成完整的矩形槽孔；槽孔验收合格后浇筑水下混凝土形成防渗墙段，相邻槽段通过混凝土搭接形成连续完整的防渗墙体。工艺原理清晰，机械化程度高，成槽速度快，质量可控性强。2施工准备2.1技术准备(1)测量放线：依据设计交付的平面控制网与高程控制网放样防渗墙轴线，设置永久控制桩，轴线点位偏差控制≤10mm，高程偏差≤5mm，沿轴线每50m布置1个控制桩，做好防护标识。(2)地质复核：沿防渗墙轴线施工先导勘探孔，每100m布置不少于3个先导孔，孔深超过设计墙深不小于0.5m，查明地层分布、地下水位、透水层位置、大粒径卵砾石分布等参数，针对性调整施工参数。(3)槽段划分：依据设计要求、地层条件、设备性能划分槽段，一期槽段长度取5.0m7.0m，二期槽段长度取4.0m6.0m；墙厚变化处、地质缺陷处槽段长度缩短1m以上；设计无要求时，相邻槽段搭接厚度不得小于15cm；槽段划分完成后编号标识，报监理单位审批后实施。(4)技术交底：实施三级技术交底，明确施工参数、质量要求、安全注意事项，留存完整交底记录。2.2场地与导墙准备施工平台平整碾压，承载力满足：冲击钻机作业区不小于100kPa，液压抓斗与起重设备作业区不小于150kPa；平台顶面高程高出设计地下水位不小于2.0m，高出设计墙顶高程0.5m~1.0m，设置2%的排水坡度引排地表水。导墙采用C20现浇混凝土倒L形结构，深度1.5m2.0m（穿透表层松散填土进入原状土不小于0.5m），导墙顶厚度0.2m0.3m，侧墙厚度0.2m0.25m，导墙净宽度比设计墙厚大40mm60mm。导墙施工允许偏差：轴线偏差≤10mm，顶面高程偏差±10mm，内侧墙面平整度偏差≤5mm。导墙施工完成后，内侧设置方木支撑，间距1.5m~2.0m，导墙背后采用黏性土分层回填夯实，压实度不小于93%，导墙强度达到设计强度75%以上方可进行成槽作业。泥浆循环系统设置制浆池、储浆池、沉淀池，总容积不小于同阶段总造孔容积的1.52.0倍，循环泥浆沟坡度为1%3%，保证泥浆自流循环，泥浆池周边设置1.2m高防护围栏。2.3机械设备配置一套完整的两钻一抓施工机组配置为：冲击钻机2台（CZ-30型适配≤1.0m墙厚，CZ-22型适配≤0.8m墙厚），液压抓斗1台（金泰SH46型或徐工XG450型，最大成槽深度60m，适配墙厚0.6m~1.2m），25t汽车吊1台，膨润土搅拌机1台，泥浆振动筛1台，旋流除砂器1套，泥浆比重计1台，含砂量测定仪1台，测斜仪1台，φ250mm水下混凝土导管若干，导管提升架1套，专用接头刷壁器1套，120kw发电机1台，满足独立作业要求。2.4材料准备(1)泥浆材料：优先采用钙基膨润土造浆，地质稳定、造价要求低时可采用优质黏土，辅以纯碱（Na₂CO₃）、羧甲基纤维素钠（CMC）调整性能，纯碱掺量为膨润土的0.3%0.5%，CMC掺量为0.05%0.1%。(2)混凝土材料：防渗墙混凝土设计强度等级一般为C15C25，抗渗等级不低于W6，设计无要求时渗透系数不大于1×10⁻⁷cm/s；配合比满足水下浇筑要求，坍落度控制为180mm220mm，扩散度340mm~400mm，初凝时间不小于6h，终凝时间不大于16h。2.5劳动力组织一个作业班组配置：施工班长1人，冲击钻操作手4人，液压抓斗司机1人（持证上岗），泥浆工2人，测量工2人，混凝土工6人，起重工1人（持证上岗），普工8人，专职质检员1人，专职安全员1人，所有特种作业人员均持证上岗。3施工工艺流程测量放线→导墙施工→泥浆系统布置→泥浆制备→槽段划分编号→一期槽段定位→两端主孔钻进→主孔质量检查→两主孔间土体抓挖→成槽整体质量检查→第一次清孔换浆→接头刷壁（二期槽）→槽段验收→下放浇筑导管→二次清孔→水下混凝土连续浇筑→接头修型→施工相邻二期槽段，循环施工形成连续防渗墙。4核心施工操作要点4.1泥浆制备与维护新制泥浆性能参数根据地层调整：黏性土、粉土地层，泥浆比重1.101.20g/cm³，黏度1822s，含砂量≤5%，pH值79；砂层、卵砾石地层，泥浆比重1.201.30g/cm³，黏度2228s，含砂量≤8%，pH值79。新制膨润土泥浆需静置膨化24h以上方可使用，造浆采用清洁淡水，不得含油污、杂质。施工过程中每4h检测一次循环泥浆性能，及时调整指标，当泥浆比重超过1.3g/cm³、含砂量超过15%时，直接废弃处理，不得继续使用。成槽过程中，槽内泥浆液面始终保持在导墙顶面以下30~50cm，且高出地下水位不小于1.0m，液面降低时及时补浆，防止槽壁坍塌。4.2主孔钻进（两钻）施工槽段定位完成后，放出两个主孔的中心位置，偏差控制≤5cm，冲击钻对位，钻头直径等于设计墙厚，偏差控制≤2cm；开孔时采用低锤间断钻进，保持孔身竖直，钻进过程中每进尺3m检测一次孔斜，孔斜率控制≤0.4%，孔深大于40m时孔斜率控制≤0.5%，终孔后孔深不得小于设计深度，误差≤5cm。两个主孔中心距按公式计算：，其中为主孔中心距，为槽段设计长度，为设计墙厚（等于主孔直径），该参数可保证两主孔之间的剩余土体厚度符合抓斗单次抓取要求，避免残留土体。钻进过程中遇到大粒径卵砾石时，采用冲击钻破碎后捞渣，不得强行钻进。4.3副段抓挖施工两个主孔终孔验收合格后，移位液压抓斗，斗体平行于防渗墙轴线，对位偏差控制≤5cm，匀速下放抓斗，每次抓取深度控制1.0m~2.0m，抓斗提出孔口后卸渣，及时向槽内补充泥浆，保持液面稳定。抓挖过程中每进尺5m检测一次槽段整体垂直度，发现偏斜及时停止抓挖，采用冲击钻修孔，偏斜纠正后再继续施工。抓挖至距设计孔底1.0m时，减慢抓取速度，避免超挖或扰动槽底土体，最终槽底高程偏差控制≤5cm，槽宽不得小于设计墙厚，不得有突出的探头石残留。4.4终孔检查与清孔换浆成槽完成后，依次检查孔深、孔斜、槽宽、搭接厚度，各项指标合格后进行清孔换浆。清孔换浆采用抓斗捞渣结合泵吸法，先由抓斗掏出槽底沉渣，再用泥浆泵循环置换槽内劣质泥浆；清孔完成后1h，检测槽底沉渣厚度不大于10cm，泥浆比重不大于1.15g/cm³，含砂量不大于5%，黏度不大于28s，即为合格。下放导管后，浇筑混凝土前再次检测槽底沉渣厚度，若沉渣超过允许值，采用导管气举法进行二次清孔，合格后立即开浇混凝土。4.5接头处理相邻槽段接头优先采用钻凿搭接法：一期槽段混凝土浇筑完成，强度达到2.5MPa后，方可开挖相邻二期槽段的端主孔；二期槽端主孔钻进时，孔位向一期槽段端面偏移10cm15cm，钻除一期槽端的混凝土皮层与泥皮，保证搭接厚度不小于15cm；二期槽成槽完成后，采用专用刷壁器沿接头面上下往复刷洗，每次刷洗提动高度2m3m，反复刷洗不少于3次，直到刷壁器表面无附着泥皮为止，保证接头面干净无残留，避免接头渗漏。对防渗要求较高的工程可采用接头管法：一期槽成槽完成后下放直径等于墙厚的接头管，管身竖直，底部插入槽底土不小于20cm；浇筑混凝土过程中每隔30min转动一次接头管，浇筑完成后2h~4h（根据混凝土初凝时间试验确定）开始拔管，分多次匀速拔出，形成完整的接头孔，二期槽浇筑后直接形成密封接头，接头质量更优。4.6水下混凝土浇筑采用直升导管法水下浇筑，导管采用φ250mm无缝钢管，丝扣连接，使用前进行水密试压，试压压力不小于0.3MPa，不漏水即为合格。导管布置遵循：导管间距不大于3.5m，导管距离槽段端部不大于1.5m，导管底部距离槽底控制15cm~25cm。浇筑前导管内放置隔水橡胶塞，开浇时保证首批混凝土埋住导管底部不小于1.0m，首批混凝土量经计算确定，不得小于要求。混凝土浇筑连续进行，不得中断，槽内混凝土面上升速度不小于2m/h；浇筑过程中每隔30min测量一次混凝土面高程，调整导管埋深，导管埋深始终控制在2m~6m，严禁埋深小于1m或大于8m，提升导管时避免触碰接头面与槽壁。混凝土浇筑顶面高出设计墙顶高程不小于0.5m~1.0m，保证浮浆凿除后墙顶混凝土强度符合设计要求；浇筑过程中做好完整浇筑记录，若发生故障停浇时间超过2h，按断墙缺陷处理。5特殊工况处理(1)槽壁坍塌：若槽内泥浆液面突然下降、出浆量减少，判定为轻度坍塌，立即停止钻进，加大泥浆比重至1.251.3g/cm³，减慢钻进速度，待槽壁稳定后继续施工；若坍塌量大、泥浆漏失严重，立即停挖，向槽内回填黏土至坍塌位置以上1.0m2.0m，静置24h以上，待土体沉降稳定后，加大泥浆比重重新钻进。(2)漏浆：遇到透水层、空洞发生漏浆时，立即停止钻进，维持泥浆液面，向槽内投入黏土块、水泥包，静置12h堵住漏浆通道后，重新开钻。(3)卡钻：冲击钻卡钻不得强行提拉，先上下活动钻头，松动后缓慢提拉；若卡钻时间长、泥渣沉淀埋钻，采用压缩空气扰动泥渣后再提拉；抓斗卡钻时，调整斗体开合角度，缓慢上下活动，不得硬拉，必要时采用冲击钻破碎周边卡阻土体后再提拉。(4)孔斜超标：孔斜率超过允许值时，回填石子黏土至偏斜位置以上1.0m~2.0m，重新钻进，不得直接修孔，避免偏斜加重。(5)断墙缺陷：混凝土浇筑过程中发生中断形成断墙，若断墙位置混凝土未初凝，清理表面沉渣后继续浇筑；若混凝土已凝固，在断墙段两侧各施工一个直径等于墙厚的补强孔，凿除断端不合格混凝土后重新浇筑补强，或在防渗墙迎水面补做高压灌浆处理。6质量控制标准6.1主控项目(1)混凝土强度：每槽段留置1组抗压强度试块，每10个槽段留置1组抗渗试块，强度必须符合设计要求，合格率100%。(2)墙身深度：每槽段终孔检测，深度必须不小于设计深度，合格。(3)渗透系数：每100m墙体布置1个检测孔做注水试验，渗透系数符合设计要求，设计无要求时≤1×10⁻⁷cm/s。(4)搭接厚度：接头部位搭接厚度不小于设计要求，最小不小于15cm，合格。6.2一般项目允许偏差轴线位置偏差≤10mm，导墙净宽偏差+20mm0，孔斜率≤0.4%（孔深>40m≤0.5%），槽底沉渣厚度≤10cm，墙身厚度≥设计墙厚，墙顶高程偏差±50mm，墙体平整度偏差≤30mm，混凝土坍落度180mm220mm，以上指标合格率不低于95%。7安全与环保控制措施7.1安全控制(1)所有施工区域设置明显安全警示标识，导墙沟槽、泥浆池周边设置1.2m高防护围栏，夜间设置警示红灯，未浇筑的空槽及时加盖或封闭防护。(2)特种作业人员全部持证上岗，起重作业前检查吊具、钢丝绳，钢丝绳断丝率超过10%立即更换，吊物下方严禁站人。(3)施工用电采用三级配电两级保护，接地接零符合规范，所