土坝坝体混凝土防渗墙中坝基帷幕灌浆孔预埋管分层整体吊装安装方法

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摘要：大、中型水库的除险加固工程中，土坝坝体采用混凝土防渗墙、坝基采用帷幕灌浆的防渗加固方法，是一种质量好、效果长久的防渗方法；混凝土防渗墙中帷幕灌浆孔预埋管的安装是防渗墙施工的一个关键性工序；本文通过工程实践探索出预埋管分层整体吊装的安装方法，使预埋管的安装简便、速度快，垂直度有保证、可靠。

关键词：混凝土防渗墙；帷幕灌浆；预埋管；分层整体吊装安装；偏斜率

Abstract: large and medium-sized reservoirs problems of reinforcement project, the main dam concrete walls, the dam foundation seepage prevention of curtain grouting reinforcement method, it is a kind of good quality, the effect of the long seepage control methods; In the concrete walls curtain grouting embed pipe installation is aperture diaphragm wall construction of a key working procedure; This article through the engineering practice explore embedded pipe layered the installation method of integral hoisting, make embedded pipe installation is simple, fast, vertical degree have assurance, reliable.

Keywords: concrete walls; The curtain grouting; Embed pipe; Layered integral hoisting installation; Partial slope

中图分类号： TU528文献标识码：A文章编号：

1 概述

在大、中型水库的除险加固工程中，水库坝体、坝基防渗加固是水库除险加固工程的一个重要的、关键性的项目；在土坝坝体的防渗加固中，混凝土防渗墙以其防渗效果好、效果长久、质量可靠，而成为土坝坝体防渗加固的一个有效方法。目前大、中型水库的除险加固工程中，土坝坝体大部分采用混凝土防渗墙、坝基采用帷幕灌浆的防渗加固方法，在混凝土防渗墙中预埋钢管做坝基帷幕灌浆钻孔，坝基帷幕灌浆孔预埋管的安装是混凝土防渗墙施工的一个关键性工序。

采用防渗墙中安装坝基帷幕灌浆孔预埋管的方法，使混凝土防渗墙轴线和坝基帷幕灌浆孔轴线一致，在坝轴线方向的立面上形成一个同轴线的、连续的防渗体。在进行坝基帷幕灌浆时，由于防渗墙起到压浆、止浆作用，使坝基帷幕灌浆更有效。在防渗墙的压浆作用下，防渗墙和帷幕灌浆防渗体的连接为粘结连接，使两者间连接紧密、无缝，使混凝土防渗墙和帷幕灌浆防渗体形成一个连续的、粘结良好的、无断开的防渗体。帷幕灌浆能把混凝土防渗墙底部的沉渣层粘结固结，防止沉渣层的渗漏。

2 混凝土防渗墙坝基帷幕灌浆孔预埋管的安装要求

帷幕灌浆预埋管安装所用时间如果过长，会影响槽孔的稳定性，增加槽孔塌孔的可能性，会引起槽底的沉渣厚度增大。因此，安装预埋管所需的时间，要求尽量短，不能大于规定要求。

预埋管的垂直度必须符合规定要求，偏斜率不能大于规定要求，以保证坝基帷幕灌浆孔施工时，钻具能正常放入和提升，以及保证坝基帷幕灌浆孔的偏斜率。

预埋管必须有足够的稳定性和刚度，在混凝土浇注过程中，在流态混凝土的冲击、流动、浮托作用下，不至于产生移动、偏斜、抬动等位移，以及不能产生过大的弯曲变形。

3 混凝土防渗墙坝基帷幕灌浆孔预埋管分层整体吊装安装方法

3.1 预埋管分层整体吊装安装的方法

土坝混凝土防渗墙槽孔施工时，一般每个槽孔长度为6m，帷幕灌浆孔间距一般为2m，单槽内有3个帷幕灌浆孔，槽孔混凝土浇注时一般为2个导管进浆浇注，导管对称位布于2个预埋管中间。

附图1：槽孔内预埋管和混凝土浇注导管的布置

预埋管分层整体吊装安装的方法是把一个槽孔内的预埋管整体分成多层，每层通过水平固定的固定连接形成一个分层整体，依次把每个分层整体吊装、焊接连成一个整体，并在槽口采取固定措施。

预埋管采用直径90～130mm钢管，单根管长度规格为6m。为了减少吊装过程中吊装、焊接连接的工作，提高安装速度，先把钢管焊接连接成单根12m长，然后用水平固定架把各根钢管焊接、固定形成一个长度为12m的分层整体。

3.2 分层整体的形成

预埋管钢管间的焊接连接，用4条直径14～18mm、长度50cm的钢筋，焊接连接用的钢筋要平直，焊缝要错开一定的距离。

水平固定支架用45×45×5角钢，每6m设一道，第一层底部也要设一道。第一层预埋管要根据各个管所对应槽底位置的深度差异切割调整好管脚的高差，使预埋管吊装到位后，管脚能和槽底的起伏或坡度情况吻合。

附图2： 水平支座结构图

3.3 分层整体的吊装安装

槽孔开槽施工结束、验收合格后，把各分层整体按吊装顺序依次排列好，先吊装底部层，把底部层放入槽孔后，用槽钢横穿管夹并支承于导向槽上，吊车再把下一层预埋管吊起，与已安放于槽孔内的首层管对准、就位、焊接连接，然后把支撑的槽钢及管夹拆除，把已焊接连接好的预埋管层放入槽内，再吊装、焊接连接下一层预埋管。这样，就把各层预埋管吊装、焊接连接成一整体，安放于槽孔内。

3.4、预埋管的固定

预埋管焊接连接成一个整体、安放于槽孔内后，在放置及混凝土浇注过程中，其底部有可能存在不均匀沉降、滑移、偏移等情况，会引起预埋管整体的偏斜、移位，因此在槽口需采取加固固定措施。

在槽口用横向的槽钢紧贴预埋管、横跨导向槽，把每根预埋管和槽钢焊接固定，并采取措施固定槽钢，横向定位槽钢起到定位、悬挂承重作用。在槽孔混凝土浇注完成后，定位槽钢可以拆除重复使用。

附图3：预埋管安装、固定

3.4 偏斜率的控制

影响预埋管偏斜率的因素包括钢管的焊接连接、吊装安装过程中引起的偏差及混凝土浇注过程中对预埋管影响，帷幕灌浆钻孔及预埋管的偏斜率要求不大于1%。

钢管的焊接连接要在水平台座上进行，以保证钢管的焊接连接平直；水平固定支架的焊接要精准，分层预埋管的吊装要平稳、垂直，各层之间要垂直对准、焊接连接要平直。

预埋管整体安装、固定后，就类似于一个一端固定于槽口导向槽的悬臂深梁，各点只能产生弹性变形。在槽轴线方向，预埋管整体的刚度大，在混凝土浇注过程中，流态混凝土冲击及流推作用下产生的位移微小，不会影响预埋管轴向的偏斜率。

防渗墙槽孔施工中，槽孔的偏斜率是很小的，规范要求不大于0.4%，实际施工中槽孔的偏斜率一般为0.0～0.2%，可以认为槽壁是基本垂直的。预埋管横向上的偏斜率，可以通过槽壁对水平固定支架在横向上的约束来控制；横向上水平固定支架与槽壁的间距，是可以通过设定支架的横向宽度来实现；水平固定支架的横向宽度，以不影响分层预埋管放入槽孔为前提；横向上水平固定支架的边框与槽壁的间距一般小于5cm，以保证偏斜率符合要求。

在防渗墙轴线方向，由于一、二期槽的混凝土之间有一定的搭接要求，在施工二期槽时，要对一期槽混凝土进行一定的切割，因此不能通过槽孔端部槽壁对水平固定支架的约束来控制防渗墙轴向上的偏斜率。

4 土坝混凝土防渗墙坝基帷幕灌浆孔预埋管分层整体吊装安装的工程效果

与其它安装方法相比，预埋管分层整体吊装的安装方法安装速度快，预埋管偏斜率小，合格率高，可达100%。以槽宽6m，槽深45m的槽孔为例，使用分层整体吊装的安装方法，实际施工中预埋管安装时间为60～90分钟。

工程实例：

广西横县六蓝水库除险加固工程：水库库容9600万立方米，最大坝高46.2m，为均质土坝；坝基设计为帷幕灌浆，河槽段坝体设计为塑性混凝土防渗墙、预埋坝基帷幕灌浆孔，防渗墙长度240m，厚度60cm，槽孔宽度为6m，槽孔深度为28～47m，共40个槽孔、120个帷幕灌浆孔预埋管。施工时混凝土防渗墙坝基帷幕灌浆孔预埋管采用分层整体吊装安装方法，预埋管采用φ110焊缝钢管、厚度2.2mm，防渗墙混凝土浇注完成后量测预埋管的偏斜率全部合格，合格率为100%，后续帷幕灌浆钻孔施工时钻具均能正常起、落。

参考文献：

1、 白永年等. 中国堤坝防渗加固新技术. 北京：水利水电出版社 2001

2、 王清友等. 塑性混凝土防渗墙. 北京：水利水电出版社 2008

3、 从蔼森. 地下连续墙的设计施工与应用. 北京：水利水电出版社 2008

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