液压抓斗在琥珀沟地连墙施工中的运用

液压抓斗在琥珀沟地连墙施工中的运用

冯秋铜,高洁,贾贺军,高婷婷,周妍  

中国水电基础局有限公司二公司    301700

摘要：随着科学技术水平不断提高，社会不断进步，在水库工程施工中，混凝土防渗墙施工技术得到广泛应用，在防止渗漏方面取得较好效果，更好地促进水库工程建设。液压抓斗在防渗墙建设中发挥着极大作用，进一步分析能够在施工中对出现的问题更好更快地解决，同时也能进一步明确施工要点，对保证水库工程的质量是非常有帮助的。下面将以琥珀沟项目为依托，结合项目施工工艺，总结和提炼液压抓斗在地连墙施工中的运用。

关键词：液压抓斗、地连墙、施工应用

一、工程概况

琥珀沟水利枢纽工程位于内蒙古赤峰市巴林左旗境内的乌力吉沐沦河一级支流乌兰白其河下游河段上，坝址距下游碧流台镇8.40km。琥珀沟水库库容3110×104m³，为Ⅲ等工程，主要任务以城镇供水、农业灌溉为主，工程具有的建筑物有挡水建筑物、泄水建筑物及引水建筑物，主要包括拦河主坝、副坝、溢洪道、泄洪洞及引水洞。建成后每年可供碧流台镇、十三敖包镇、林东镇的镇区用水320万m³；

二、防渗墙施工总体方案

根据施工条件及技术指标，主副坝C25混凝土防渗墙施工技术方案为：

（1）“两钻一抓法”快速成槽，充分发挥金泰SG46A液压抓斗、HS系列机械抓斗、CZ-22冲击钻机等先进设备的优势；主坝右坝肩及软岩部位采用“抓取法”成槽，即采用抓斗挖掘地层，形成槽孔；

（2）优质膨润土泥浆护壁，确保孔壁稳定；

（3）气举反循环法清孔换浆；

（4）使用6m³规格的混凝土拌和车将其中的混凝土运到槽口；

（5）在混凝土浇筑过程中，使用泥浆下“直升导管法”；

（6）浇筑混凝土期间还应采取25t汽车吊及冲击钻机给予辅助；

（7）在“接头管法”墙段连接期间，可选择YJB-800型液压拔管机，节约混凝土及接头钻凿工时，确保接缝质量可以最大化提升。

（8）防渗墙施工可从两方面开展，即Ⅰ期和Ⅱ期槽段。

三、防渗墙造孔成槽

1.1钻进方法

防渗墙施工分两期进行，Ⅰ、Ⅱ期间隔布置，先施工Ⅰ期槽孔，后施工Ⅱ期槽孔。

根据招标文件要求，以及类似地层施工经验，结合实际地层条件、施工强度、设备能力等因素综合考虑，本工程防渗墙拟采用“两钻一抓”法成槽。

（1）造孔成槽

一期槽端孔及中间主孔采用冲击钻机施工，中间副孔使用抓斗施工；二期槽孔的端头孔直接由起拔接头管形成，中间部分的成槽同于一期槽孔。一期槽成槽结束并经验收合格后在槽孔两端下设接头管，待混凝土浇筑完毕一定时间后起拔，形成接头孔。二期槽施工时抓斗顺接头孔切削土体成槽，一二期之间形成良好搭接。

（2）嵌入基岩方法

防渗墙需嵌入基岩，采用CZ-22冲击钻凿入基岩。

对于局部陡坡段基岩，拟采取孔内进行定向爆破和钻孔爆破的措施进行处理。

1.2孔型控制

（1）各槽孔开孔中心线位置在防渗墙轴线上、下游方向的误差不大于30mm。

（2）槽孔壁面应平整垂直，防止偏斜，孔斜率不得大于0.4%；孤石、漂石地层及基岩面倾斜度较大时，孔斜率应控制在0.6%内。对于一、二期槽孔接头套接孔的两次孔位中心任一深度的偏差值，应不大于施工图纸规定墙厚的1/3，并采取措施保证设计厚度。

（3）控制措施：

挑选操作抓斗成槽熟练的操作工为本工程进行施工；采用泥浆固壁防止槽孔出现塌孔现象；运用先进的抓斗为本工程施工。

1.3终孔

按照招标文件要求，主坝右坝肩垂直防渗进入低液限黏土内1.5m，主坝左坝肩垂直防渗进入风化基岩内1.5m。副坝左坝肩垂直防渗进入强风化基岩内1.5m，副坝右坝肩垂直防渗进入风化基岩内1.5m。主坝坝基垂直防伸入渗底部弱风化层1.5m。副坝坝基垂直防渗伸入底部弱风化层1.5m。

施工时，每个槽孔在接近设计岩面时注意控制成槽速度，到达基岩面后及时取样，由监理人进行鉴定，确定满足设计要求后继续成槽，直至终孔。

四、抓斗在建设地连墙中的重要性

现阶段，在国际上已广泛使用了抓斗建造地下连续墙技术，地下连续墙抓斗技术从近些年相关报道与专业技术研究中可以看出共有六种发展趋势：第一种，在专用吊臂上进行使用钢丝绳对抓斗进行悬挂，液压动力则取于底盘；第二种，为了保证挖槽的高质量完成，可配备抓斗纠偏装置，具有良好的导向性能；第三种，在抓斗升降过程中，悬挂抓斗钢丝绳与液压软管应处于同步状态；第四种，在操纵室的电脑屏幕上可以将涉及的一切调控参数显示出来，同时还能打印数据记录；第五种，为了满足施工需求，可配备多种规格的工作装置，促进抓斗的多功能发展；第六种，通过绿化措施、节能技术的科学运用，能够实现低排放、低振动、低噪声，降低对环境的破坏。

五、本项目的液压抓斗简介及其作用

作为地下连续施工期间最不重要的一项工序，槽段开挖极为关键，最终挖成的槽壁形状就是连续墙的形状，连续墙的施工质量与其垂直度控制效果息息相关。若垂直精度不够将会导致如下几种现象：第一种，钢筋笼难以吊放，极易对壁面造成擦伤，不但会刮落泥膜，还会加大沉淀物，难以确保混凝土施工质量；第二种，端板施工接缝，由于端板编织布被擦破后会出现泥浆现象，处理难度相对较大，所以会导致连续墙施工受到影响，无法有序展开；第三种，作为结构墙时的连续墙，若横向钢筋搭接不准、垂直精度不够，就会与设计要求不符，严重影响结构安全。

琥珀沟项目的槽孔壁面要求平整垂直，防止偏斜，孔斜率应控制在0.4%以下；孤石、漂石地层及基岩面倾斜度较大时，孔斜率应控制在0.6%内。如果一期槽孔和二期槽孔接头套接孔存在两次孔位中心出现明显偏差，要控制在施工图纸墙厚的三分之一内，同时实施有效对策确保设计厚度满足要求。

现阶段，将可调整导板直接应用于半导杆式液压抓斗及钢丝绳悬挂式液压抓斗上面，能够确保槽段垂直度被有效管控。上海金泰工程机械有限公司生产的 SG 系列抓斗的设计更加偏向于长导向方式，且其具有低重心特点，同时装备了副齿确保作业期间的平衡度，大大降低了偏斜情况的发生。抓斗配备纠偏导板和纠偏仪，通过纠偏仪对抓斗状态展开实时检测，并将获取的数据传输到处理器予以及时处理，再经过处理器向液压输送纠偏信号，实现对油罐的控制，这样抓斗的状态就可以利用油缸伸缩进行科学调整。除此之外，在工作开展过程中，也要加大对槽壁的重视与调整。可利用先进电子测量系统，再通过屏幕中显示的抓斗深度及位置方向，确保其精确度，甚至可达到0.01。

琥珀沟水利枢纽坝基防渗墙总长1968.97米，厚度0.8米，总防渗面积7.85万平方米。其中位于坝址右岸的主坝防渗墙，轴线长度1550米，副坝防渗墙长418.97米。主坝右坝肩及软岩部位采用“抓取法”成槽，根据地层分布和实际情况，造孔过程中，项目部充分利用抓斗和冲击钻机的各自优势，灵活运用，确保快速成槽，优质成槽。2021年9月12日，随着副坝55号槽孔最后一节导管顺利拔起，标志着内蒙古琥珀沟水利枢纽防渗墙工程全面完工。

结束语：

随着水利施工工艺的迅猛发展，在混凝土防渗墙施工中愈加重视液压抓斗的运用，与以往施工技术相比，液压抓斗不仅施工灵活度高、施工进度快，而且施工质量高，施工效果更加理想，取得的社会效益与经济效益十分显著，未来发展前景不可小趋。

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