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1、第三节第三节 液压抓斗液压抓斗1 液压抓斗概念液压抓斗概念液压抓斗法，是指用高压胶管将约 30MPa 的液压传送到几十米深处的抓斗斗体，以完成抓斗的启闭达到成槽造墙的一种施工方法。液压抓斗因其抓斗的闭斗力大、挖槽能力强并设有纠偏装置，故成槽效率高、槽口尺寸能得到保证。上海宝峨机械有限公司最新生产的 GB-30型地下连续墙液压抓斗，是一种能满足高效、高质量施工的深基础施工设备，它配备了 MDSG 机械卷管系统,电子测斜及纠偏系统及 CAPO 计算机辅助功率选择等先进的系统。配备了不同类型、不同规格的液压抓斗（如30cm、40cm、60cm 等） ，可广泛用于地下连续墙深槽的挖掘、堤坝防渗、基坑围
2、护、施工围堰、地铁车站、隧道、码头、挡土墙、地下室、地下厂房、地下车库、地下街、地下变电站、污水处理厂、防护壁、石油和煤气地下储备槽、桥衍基础、基础方桩、城市高层建筑的基础施工、尤其适用于在城市密集建筑群区域中进行深基坑施工。设备的应用范围也限于不同规格和类型的地下连续墙槽段和钻孔灌注桩桩孔的挖掘作业。2 施工中常用的设备施工中常用的设备施工过程中使用的主要设备与机具见下表。序号材料及设备名称规格或型号单位数量用途1宝峨牌液压抓斗 机GB30 及以上台1主机 2液压斗体根据墙厚配置个1抓槽 3灰浆搅拌机ZJ800台2拌制固壁泥浆 4泥浆泵BW150台2输送泥浆 5砂石泵6BS台1吸浆清孔 6空
3、压机3m3台1泥浆池搅动泥浆 7液压拔管机SCH-BZJ-00台2起拔接头管8接头管依墙厚配置m墙段连接 9集料斗1m3个2导管上部集料 10215 混凝土导管依最大墙深配置节泥浆下浇筑混凝土 11混凝土搅罐车3m3台2混凝土运输 12混凝土搅拌机JS750台1拌和混凝土 13配料机PLD1200台1混凝土配料 14装载机ZL50台1砂石上料 15柴油发电机组200kw台1备用电源 16水泵依供水高程确定台2施工用水 17电焊机BX3-300-2台1维修保养18汽车吊25t台1现场吊装 19比重计根10测量泥浆比重 20粘度漏斗500/700ml个1测量泥浆粘度 21含砂量测定仪个1测量泥浆含
4、砂率 22沸煮箱台1水泥安定性检测 23雷氏夹个10水泥安定性检测 24坍落度筒个1检测砼坍落度 25混凝土抗压试模组6成型抗压试块 26混凝土抗渗试模组2成型抗渗试块 27钢直尺50cm把1混凝土试验检测 28钢圈尺50m把1测量放样 29水准仪DS3台1测量放样 30全站仪徕卡 TCR802台1测量放样 31地质钻机XY-2PC台1先导孔和检查孔钻孔 32薄壁金刚石取芯 机台1检查墙体侧向取芯3 防渗墙施工中主要参数防渗墙施工中主要参数混凝土防渗墙工序质量标准表项次检查项目质量标准 1槽孔中心偏差3cm 2槽孔孔深偏差不得小于设计孔深 3孔斜率0.4% 4槽孔宽满足设计要求 5造 槽入岩深
5、度满足设计要求 6接头刷洗刷子、钻头不带泥屑，孔底淤积不再增加 7孔底淤积10cm 8孔内浆液密度粘土泥浆1.3g/cm3，膨润土泥浆 1.15g/cm39浆液粘度粘土泥浆30s，膨润土泥浆32s50s 10清 孔浆液含砂量粘土泥浆10%，膨润土泥浆6%11清孔后与砼浇筑间隔时间4h12导管间距与埋深两导管距离3.5m；导管距孔端；一期槽孔 为 1.0m1.5m；二期槽孔为 0.5m1.0m； 埋深小于 6m，但大于 1.0m。 13混凝土上升速度2m/h，或符合设计要求 14混凝土塌落度18cm22cm 15混凝土扩散度34cm40cm 16浇筑最终高度符合设计要求 17混 凝 土 浇 筑施
6、工记录、图表齐全、准确、清晰4 防渗墙施工工艺流程防渗墙施工工艺流程根据设计图纸确定防渗墙轴线和标高按施工组织设计要求构筑防渗墙导墙和施工平台在导墙上标注 I、II 期槽段位置往某个 I 期槽灌注泥浆并做好开始施工的准备按三抓完成一个槽段施工清孔验槽下设接头管和孔内预埋件及浇筑导管浇筑混凝土按工程师指令起拔接头管和导管判断混凝土上升面位置结束混凝土浇筑完成相邻另一个 I 期槽段施工完成第一个 II 期槽段施工直至完成防渗墙所有槽段的施工。防渗墙施工工艺流程图见图 4.1。砼运输泥浆储存及输送修筑施工平台浇筑砼导墙槽段划分、放样抓斗造孔施工膨润土制浆站安装制输浆设备制备泥浆泥浆处理弃废浆废弃终孔
7、验收清孔验收下设砼浇筑导管砼拌和站原材料准备原材料质量检验 筑施工平台砼拌制图 4.1 施工工艺流程图混凝土防渗墙施工工法每期槽段的抓槽顺序示意图见图 4.2。图 4.2 三抓纯抓法抓斗入岩造槽抓槽顺序示意图5 防渗墙施工质量控制防渗墙施工质量控制防渗墙施工采用“三抓法”成槽，即先抓两端主孔，后抓中间副孔至终孔成槽。（1）固壁泥浆抓斗抓挖作业时，采用黏土或优质膨润土制作泥浆，其各项性能指标应符合下列要求：较小的失水率；适当的静切力；良好的稳定性；较低的含砂量。在抓斗施工过程中，如果发生漏浆，要即时停抓并采取可行的堵漏措施（孔底漏浆，填粘土；孔口漏浆，填粘土粉和锯末） ，待浆面稳定后再抓挖；如果
8、严重漏浆，要将抓斗迅速撤离该部位；如出现大面积漏浆则采取预灌浓安装接头管防渗墙砼浇筑浆堵漏。（2）接头处理采用 I、II 期槽段的方法构筑防渗墙（地下连续墙）是其特定的施工条件决定的。为了使 I、II 期槽段的墙体有效地连接在一起，就要解决好墙体之间的接头问题。而接头间接缝尽量小的夹泥厚度和足够长度的渗径直接关系到接头部位的防渗效果。鉴于上述原因，接头方式一般可采取常用的接头管法、接头板法、套打一钻法、止水带法等；另外，在 II 期槽浇筑混凝土之前，一定要把槽孔两端接头部位（即两个 I 期槽端头）的泥皮刷干净。接头管要下设在 I 期槽段的两头，并在混凝土达到初凝状态后将接头管及时拔出。（3）砼
9、浇筑：导管法浇筑混凝土是混凝土水下浇筑必要手段，是利用混凝土比重比水大的原理确保混凝土在水下灌注时与泥浆不会产生混浆。混凝土水下浇筑一定要严格按规范水电水利工程混凝土防渗墙施工规范 （DL/T5199-2004） 。首次浇筑时，采用“压球满管法”按先深后浅的顺序开浇，即从最深的导管开始，由深到浅逐导管依次开浇，直到槽底砼面浇平后再全槽均衡上升。开始喂料要连续、均匀、迅速，使砼能立即充满漏斗，并用导注塞堵住管口；之后砼满管下落，推出管内的泥浆柱，落到孔底，迅速充满孔底并埋住导管管脚；一般初灌时，保证导管进入砼的深度为 0.4m 左右，这样，管外的泥水不会进入管内，就不会产生断桩。正常浇筑时，严格
10、控制喂料速度，保持砼面均匀连续上升，上升速度不小于 2m/h，并控制相邻导管间砼面高差不大 0.5m。导管埋入混凝土的深度最大不宜超过 6m，最小不小于 1m。当浇筑的砼溢出孔口，即可终灌，立即起拔浇筑导管，清洗浇筑机具，转入下一槽孔浇筑混凝土浇筑过程中，如发生槽壁坍塌，可采取以下措施进行处理：如槽壁坍塌发生在开浇后不久，浇筑的混凝土方量很小，则可终止浇筑，待槽壁稳定后，用抓斗重新成槽、清孔、然后重新浇筑砼。如槽壁坍塌发生在浇筑临近终了时，立即停止浇筑并详细记录坍塌部位，用抓斗对坍塌面进行抽渣清孔，直至孔内泥浆指标达到清孔要求，然后继续浇筑至设计墙顶高程；等墙体混凝土达到一定强度后，在墙顶采取
11、岩芯钻机进行钻孔，采用灌浆方法对坍塌部位进行接触、补强灌浆。6 防渗墙施工质量检测防渗墙施工质量检测混凝土防渗墙工程质量检查项目、质量标准及检测方法均按水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准-地基处理与基础工程 （SL633-2012）表 5.1.5 执行。（1）造孔工序a、槽孔孔深：施工完成后槽孔的实际深度。一般情况下，槽孔深度不得小于设计孔深。大多数防渗墙要求穿透覆盖层嵌入基岩一定深度，但防渗墙所在的河床的基岩面仅仅是根据先导孔确定的，并不十分准确，由此确定的孔深只是具有参考作用。因此，施工中应进行基岩鉴定（详见水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范 （SL174-96）中 3.0.13
12、条） ，根据基岩鉴定确定的岩面高程、岩石性质，调整造孔深度，并报告监理、设计确认，或与监理工程师共同鉴定确认。槽孔孔深应是在槽孔清孔换浆后所测量的孔深，而不是槽孔清孔换浆前所测量的孔深，也不是清孔换浆结束 1h 后所测量的孔深。因为在槽孔清孔换浆前和在槽孔清孔换浆结束 1h 后孔底有沉淀物，故清孔换浆后立即测量的孔深才是真正的孔深。b、孔斜率：防渗墙槽孔是由一个个主孔和副孔相连通而组成的，孔斜是指某一个主孔或副孔的孔底或该孔某一深度的中心位置相对于孔口中心位置的水平偏斜距离与孔深的比值。槽孔的孔斜率是槽孔建造质量的主要控制因素，端孔的孔斜率更是决定墙段是否可靠连接的重要因素。孔斜检测的方法有多
13、种：对于一般工程，可用测量悬吊钻抓工具的钢丝绳的偏斜值的重锤法；对于重要或孔形有严格要求的工程，应采用超声波测井仪进行检测；成槽设备携带的测斜仪器，其测量精度经校验合格后，检测成果也可作为质量评定依据。孔斜率不得大于 0.4%，采用重锤法计算孔斜率，其计算公式如下：K=（X/h1+X/h2）/100其中：K 表示孔斜率X 表示钢丝绳垂直于导向槽轴线方向的偏移值h1 表示桅杆顶端至导向槽砼面的高差（一般为 16m）h2 表示钻头从导向槽砼面深入槽孔内的深度X钻进臂杆 导向槽砼面中心线钢丝绳钻头c、孔位中心偏差：孔位是指组成槽孔的各单孔的孔口中心位置，孔位在不同方向上都应满足这两个标准。检测的方法
14、是将钻具自由垂吊于孔口处，检测吊挂钢丝绳或钻具中心位置与防渗墙轴线线的位置。d、槽孔宽度：是指防渗墙的厚度。由于造孔钻具的尺寸决定了槽孔的宽度，所以造孔钻具得尺寸应满足防渗墙设计厚度要求。（2）清孔工序a、接头刷洗：二期槽孔成槽后，需要对槽孔两端的一期墙段的端面进行刷洗，将粘附其上的泥皮和残留土层刷洗干净。刷洗和检查同时进行，直至钢丝刷上不再带有泥屑，孔底淤积不再增加，方可认为刷洗合格。b、孔底淤积：指槽孔底部沉积的泥渣，用厚度表示。孔底淤积不大于10cm，其测量方法是：先用测针测量其孔深 H1，再用测饼测量其孔深H2，两者之差 H=H1-H2，即为孔底淤积厚度。c、清孔孔内泥浆密度、粘土及含
15、砂量：造孔泥浆的功用是支撑孔壁、悬浮、携带钻渣、堵漏防塌和冷却钻具，其密度和黏度较大，含砂量也大，不利于水下混凝土浇筑。因此，混凝土浇筑前需要进行清孔换浆。其清孔换浆后的浆液标准为：序号项目质量标准试验用仪器黏土1.30g/cm3 1孔内泥浆密度 膨润土根据地层情况或现场试验确定比重称黏土30s500/700L 漏斗 2孔内泥浆黏度 膨润土根据地层情况或现场试验确定马氏漏斗黏土10% 3孔内泥浆含砂 量膨润土根据地层情况或现场试验确定含砂瓶这里需要注意的是，测试泥浆的标本取样位置应为距孔底 0.51.0m 处，因为此处的泥浆密度、黏度和含砂量最大。（3）混凝土浇筑工序a、导管埋深：指水下混凝土
16、浇筑时，导管底部埋入混凝土面以下的深度。导管埋入的过深或过浅都很容易发生事故。埋管深度的计算混凝土面导墙面槽孔底埋管深度的计算公式：H3=H-H1-H2其中：H3 表示导管埋入深度H 表示导管总长H1 表示导墙面以上的导管及漏斗总长H2 表示导墙面以下至混凝土面以上的导管长度b、混凝土上升速度：指水下混凝土浇筑时，混凝土面在槽孔中上升的速度，是通过一段时间内测量混凝土面上升的距离得出。测得的混凝土上升速度不得小于 2m/h。c、导管布置：指导管与导管、导管与槽孔端头的距离。导管布置按照水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范 （SL174-96）中 5.4.2 规定：槽孔内使用两套以上导管时，间距不得大于 3.5m。一期槽端的导管距孔端或接头管宜为 1.01.5m，二期槽端的导管距孔端宜为 1.0m。当槽底高差大于 25cm 时，导管应布置在其控制范围的最低处。d、混凝土面高差：指控制槽孔内混凝土面均匀上升的指标，以槽孔内35 个测点测得的混凝土面的高程差来表示
