混凝土导墙上桩下墙施工技术浅谈

混凝土导墙上桩下墙施工技术浅谈

佘夏

中国水电基础局有限公司三公司

摘要：桐子林水电站的泄洪消能系统技术改造施工中，导流明渠左导墙，为增加其承载能力，切断导墙基础的水利联系，防止泄洪闸所放水流对基础结构的影响，在左导墙顶面采用上桩下墙的方案施工。通过合理的规划及安排，为达到目的积累了宝贵的经验。

关键词：上桩下墙；施工段； 成孔 ；成墙

1 前言

桐子林水电站位于四川省攀枝花市盐边县境内的雅砻江干流上，是雅砻江干流下游最末一级梯级电站。桐子林水电站现已建成并投入运行。上桩下墙施工实施区域为明渠左导墙。其所采取施工的上桩下墙工艺，即先行采用旋挖钻机钻至孔底，而后使用冲击钻机在混凝土导墙下软弱基岩段冲击成墙方式，通过地连墙浇筑方法，分组实施、逐孔推进，实现混凝土内部成桩基岩内部成墙的施工。

2 实施条件

实施区域位于桩号(左导)0+125.00～(左导)0+223.50段，平台宽度6.2m；钢平台剩余未拆除区域位于(左导)0+125.00～(左导)0+210.00段，逐段拆除后进行桩墙施工的推进。

施工地层导墙为C30混凝土，最深处38.04m，呈梯形逐层递减至24m。建基面分段情况为：地基主要为混合岩，上部以弱风化IV类岩体为主，局部强风化V类岩体，岩体相对较软弱；下部以微弱风化Ⅲ类岩体为主，局部弱风化IV类岩体，岩体相对较坚硬。

3 施工布置

(左导)0+130.00~(左导)0+140.00段，设置1排抗冲桩，距离左导墙外侧2.5m，在2015年施工墙顶抗冲桩中心延长线上，开孔之间净距0.50m，抗冲桩桩径φ1.0m,桩底高程EL.950.00m,共计3根。

(左导)0+140.00~(左导)0+170.00段，在现有抗冲桩外侧空隙位置增加1排抗冲桩，与墙外桩基本相连，桩径1.0m,桩间距约0.5m,桩底高程上游5根为950.00m,其余高程EL.945.00m,共计20根。

(左导)0+170.00~(左导)0+185.00段、(左导)0+185.00~(左导)0+200.00段，在首部增加2根抗冲桩，尾部增加1根抗冲桩，共计3根。

(左导)0+200.00~(左导)0+224.00段，在现有抗冲桩中心延长线上增设1排抗冲桩，抗冲桩布置避开地连墙，桩径1.0m,桩间距约0.50m,桩底高程EL.965.00m,桩底入岩4~7m,共计6根。

4 施工方法

4.1 施工段划分

根据现场实际情况，左导墙上桩下墙施工（桩直径1m，墙搭接厚度0.5m）进行分组划分逐根推进。

按防渗墙的接头孔划分分组：每组划分为2.5m，含2个桩基孔位，为主孔，主孔中心距1.5m；主孔间的连接墙段描述为分组下的1-2#墙，墙段间距0.5m；上一组的2#孔，即为下一组的1#孔。施工中，根据实际情况适当调整每组施工的顺序，以利按期完成。

4.2 钻孔及成墙

选用大扭矩旋挖钻机对每组的1#、2#孔实施钻孔，自平台孔口钻进至终孔。

旋挖造孔完毕后移机至下一分组继续施工。成墙使用冲击钻，其钻进分两次进行，先施工每组孔位的1#侧的0.25m，后施工每组孔位的2#侧的0.25m。采用特制的定位导向装置，将冲击钻头导向冲击两桩之间的残余隔墙，自混凝土导墙底部钻砸至孔底。

图1 冲击钻成墙示意图

使用冲击钻机进行成墙施工，操作手需具备丰富的经验，每冲击一次均需要谨慎慢扳，长时间的细心操作易造成人员的疲倦，因此需加强熟练工的配置；且扳与放的重复操作对冲击钻钢绳及整体设备的消耗较大，须配置性能较好的设备，并增加相关配件和易损材料。

钻进软弱地层时“轻打勤放”，即采用小冲程、高频次、勤放钢丝绳的钻进方法；对于坚硬地层，采用加重平底十字钻头，高冲程、低频次的重打法。钻头不间断的冲击到地层的新鲜层面，并且每一次均需与定位导向器强击，钻头易严重磨损，经常性的检查钻头的情况，冲击成墙过程中向孔内投放粘土球或膨润土并勤出渣，以保持钻头的冲击力和泥浆的冷却效果。

冲击钻机冲击副墙的过程中勤测量孔斜，及时掌握孔形情况；勤观察钻头情况，根据孔斜检查结果，在钻头上加焊一圈钢筋，扩大钻头直径，并用钻孔定位导向器控制钻进方向；在孔斜的相反方向加焊耐磨块，加强钻头强度，在相应位置进行钻进。

由于在劈打副墙时全部的钻碴落入主孔内，主孔堆渣至钻进深度后钻机吊开，旋挖开行至钻孔孔位处，使用平底捞渣钻头进行捞渣。

4.3 清孔

分组2期孔终孔成墙验收后，使用钢丝绳吊圆球钢丝刷对接头孔进行刷洗，钻机带动刷子自上而下分段刷洗，从而达到对孔壁进行清洗的目的。使用捞渣平底钻进行较大粒径：如钻渣及泥砂等沉淀物等的捞除；使用空压机及振动筛滤除孔内浮渣，并补充新鲜浆液，孔深和孔底沉渣采用标准测绳、测饼配合检测。

4.4 接头管下设

在完成的分组1#（或2#）孔浇筑，另一孔在浇筑前下设接头管。待混凝土初凝后，用拔管机将接头管拔出，在分组的接头管下设孔保持孔洞状态，连接墙段和该孔之间形成半圆形的曲面接头，浇筑孔完成混凝土填充。

采用分体式接头管，一则可减轻其自重，二则可减小其与混凝土和土体之间的摩擦力。每节接头管长6m，接头管之间采用锁销连接，接头管起拔采用液压拔管机。

接头管圆弧规范，也易于接头的刷洗，不留死角，可以确保接头的接缝质量。其次，由于接头管的下设，节约了套打接头混凝土的时间，提高了工效，对缩短工期有着十分重要的作用，但同时加大了施工成本。

4.4 浇筑

来料罐车开至左导墙与大坝衔接处，衔接处布置地泵，通过地泵管道输送混凝土至每处浇筑孔位，孔口料斗集料，入孔浇筑方法采用水下导管提升法。

采用压球法开浇，水下导管浇筑法进行施工。混凝土浇筑过程中，导管始终埋在混凝土中，保证孔内混凝土面匀速上升，防止将导管提出混凝土面，最小埋入深度不得小于2m。导管应勤提勤拆，以防堵管。

同步顶拔接头管，根据现场混凝土浇灌记录表，计算接头管管允许顶拔的高度。接头管由液压顶管机顶拔，履带吊协同作业，分段拆卸。

4.5 控制关键

孔斜控制、成墙的连接是关键：

利用TS-K100QC（W）超声波成槽检测仪纠偏，在钻进过程中及时纠偏，并在成墙后检测导墙混凝土下部钻进情况和成墙连通情况，证实成墙的可靠性。通过卷扬系统向槽内放入井下装置，同时发出超声波脉冲，当超声波遇到孔壁时发生反射，反射信号经接受器接收并放大，根据发射、接受的时间差测出传感器与孔壁之间的距离，检测结果以扫描图像格式存储在文件中，进行数据资料的分析和管理。

动态管理是关键：

在施工期间，按每组分序旋挖钻孔，冲击钻根据情况跟进配合成墙。调整冲击钻成墙施工较慢的，工期控制主要体现在成墙功效上的状态。过程中根据通过工序间合理搭接、设备间的调配，动态调整施工进度计划，紧密组织施工。

5 结语

以桐子林电站为例的“混凝土导墙上桩下墙施工技术”，主要针对上部为混凝土，下部为软硬岩皆有的成墙地层处理提供了实施指导思路，以科学的生产试验及相关准备指导施工，积累了大量宝贵数据和经验，有效的为后续类似工程提供了一些技术方法和手段。

合理的机械配套方案，适宜的机械、人员使用，合适的施工方法的使用——达到了切断因混凝土导墙基础产生的水利联系，防止河床侧水流对左导墙底部基础的淘刷及破坏的目的，创造性的解决了无先例的施工难题。

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