水利工程的置换法防渗技术研究

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1堤防工程的开槽

第一，抓斗法成墙。置换法的成墙深度和工效依开槽工法的不同而异。薄型抓斗成墙最大深度可达38m。第二，射水法。一般适用于砂层及含砾较少，粒径较小的砂砾石层。射水技术建造的槽孔厚度为22～45cm，造墙深度最大可达30m。射水法的工效及造价都比抓斗法略低。第三，锯槽法可实现真正的连续开槽。第四，气举反循环工法。即把喷导管插入导孔内，下端为土石材料入口，上端露出地面为喷出口，使用空气压缩机向管底输送高压空气，产生的入口与喷口间的压差，把含有土石的泥浆喷出地面。

2泥浆护壁的操作

在天然地基条件下，堤身或堤基开槽后，上体原来的平衡状态被破坏，槽壁有发生坍塌的可能，在槽中注入泥浆可避免坍塌现象的发生。保持槽壁稳定是泥浆的功能，泥浆还具有以下作用：第一，泥浆有悬浮土渣的功能。第二，由于泥浆的比重比较大，通过其循环作用可把成槽过程中产生的士渣带出地面。第三，可长时间保持流动状态。第四，泥浆用自然水混合而成，可起到冷却和润滑钻具的作用。

2.1黏土、膨润土泥浆

在工程中应用最多的固壁泥浆是黏土泥浆和膨润土泥浆，其浆液是黏土颗粒分散在水中所形成的溶胶，可保证泥浆具有良好的性能。

2.2环保泥浆

在置换法防渗墙施工中，可采用环境无公害的环保泥浆。环保泥浆是以聚丙烯酰胺为主剂的稳定液，这种高分子聚合物分子之间借助交链连接，遇水后发生膨胀，可提高溶液的黏度，并在槽壁立形成一层坚韧的胶质膜，能避免槽壁的坍塌，达到稳定槽壁的效果。由于环保泥浆黏度较高，且对粉细砂有絮凝作用，可使其迅速沉降并凝聚团粒化，提高了抓斗的抓入量，对粉细砂抓取工效能提高2/3左右。实践表明，环保泥浆各项指标在成槽过程中都能满足验收标准，不需要进行换浆作业。

3进行槽孔验收工作

第一，单孔验收。对墙底入岩或深入黏土隔水层的防渗墙而言，通过先行施工的单孔(主孔)验收，来查明工程地质的实际情况，确定基岩或黏土所在位置和高程。单孔验收的主要目的是确定基岩或黏土层面。第二，终孔验收。终孔验收的主要内容有：孔位、孔深、孔斜度、槽宽；基岩岩样和入岩的深度；Ⅰ、Ⅱ期槽孔接头的搭接厚度。第三，清孔验收。终孔验收的主要内容有：孔底的淤积厚度；槽孔泥浆性能；接头的刷洗情况。

4各种置换法施工工艺

4.1抓斗法成墙施工工艺

抓斗法成墙槽孔有纯抓法和钻抓法。纯抓法成槽建造塑性混凝土防渗墙施工工艺。首先，施工工艺流程。“纯抓法”施工就是每个槽孔均采用抓斗分3次直接抓取成槽。其次，成槽方法。直接用抓斗抓取成槽。再次，泥浆固壁。为确保固壁效果和清孔换浆质量，一般应采用膨润土按照现场试验确定的泥浆配合比配制浆液。最后，槽孔浇筑。采用泥浆下直升导管法进行浇筑。按标准及设计要求布置浇筑导管。抓斗法的墙段连接方法。抓斗防渗墙墙段的连接最常用的方法是“接头管法”和“切削法”等。

4.2锯槽法成墙施工工艺

第一，锯槽法成墙主要工艺。成槽工艺：测量放线、先导孔施工。对防渗墙轴线、槽孔孔位进行实地放线测量，然后在轴线上打先导孔，收集堤身、堤基的地质资料可供设计校核并修正防渗墙底线位置。铺设轨道：锯槽机行走轨道对称于防渗墙轴线平行铺设，为保证成槽连续、顺直，开槽过程中随时检查找平轨道，使两轨道轨顶的高差应小于5mm，平行偏差在上5mm以内。枕木放置应整齐、稳固，地基不得有不均匀沉陷。钻导孔：打三个导孔，顺序为先两边后中间，设计确定中间隔墙宽度，就可以形成一个有一定长度和宽度的通槽，再注入泥浆。开槽：锯槽机开槽速度可自行控制。第二，清槽、下导管和下隔离体。清槽：采用反循环换浆，按规定进行验槽。下导管和下隔离体：可采用上工布、丙纶反滤布制成袋状作为隔离体，也可采用刚性隔离体，内部浇筑混凝土，并作为墙体的一部分，不再取出。第三，浇筑混凝土。施工中应采取以下措施：下设隔离体时保证其平行，并缓慢地垂直下至槽孔底部；加工一钢管架将下入的隔离体固定，保证其垂直且松紧适度；混凝土浇筑时要对隔离体进行浇筑，并在浇筑过程中及时测量隔离体与槽孔内的混凝土面的高差。

4.3气举反循环法成墙施工工艺

气举反循环法成墙施工方法如下：第一，铺设轨道及设备就位。沿着防渗墙的轴线方向铺设轨道，并使轨道在同一个水平面上，这时才能将轨道固定牢靠，再用升降机将成槽设备安装就位。第二，钻进成槽。先采用回转钻机在槽的一端钻一先导孔至设计终孔深度。把边长20～30cm的方管或直径20～30cm的圆管制成的喷导管插入孔内。第三，清槽。在槽内下放喷导管到底并来回移动2～3次，从槽底不断吸出钻渣淤泥，同时槽内不停地补充新鲜的泥浆进行置换，保证清槽换浆后槽内泥浆的技术指标满足设计及规范的要求。

作者：熊艳华 单位：七台河市汪清水库管理处