158m超深地下連續(xù)墻施工技術圖書目錄

序

防滲墻施工技術

西藏旁多水利樞紐壩基158m深防滲墻施工技術

MMH正電膠泥漿的研究及其在超深防滲墻施工中的應用

氣舉反循環(huán)清孔技術在158m深墻中的應用

深厚覆蓋層地下連續(xù)墻施工質量控制

旁多水利樞紐深大壩防滲墻施工孔內(nèi)事故的原因分析及預防

旁多水利樞紐158m深防滲墻混凝土澆筑技術

旁多水利樞紐超深陡傾角混凝土防滲墻莰巖施工技術

YBJ—800接頭管在深孔混凝土防滲墻工程中的應用

鎖繩器（楔形接頭）在利勃海爾（HS875HD）鋼絲繩抓斗上的應用

液壓抓斗能力拓展的理論依據(jù)及在深槽工程中的應用

利勃海爾（HS875HD）鋼絲繩抓斗在158m深防滲墻施工中的應用

利勃海爾（HS843HD）抓斗在旁多水利樞紐158m深防滲墻施工中的應用

深孔泥漿下爆破技術在旁多水利樞紐超深防滲墻工程的應用

混凝土防滲墻深墻施工質量保障措施

灌漿施工技術

旁多水利樞紐壩基防滲墻工程安全事故的預防與管理

西藏旁多水利樞紐壩基處理工程左岸深厚覆蓋層帷幕灌漿成孔工藝

西藏旁多水利樞紐壩基處理工程左岸深厚覆蓋層帷幕灌漿試驗研究

淺談西藏旁多水利樞紐壩基處理工程左岸深厚覆蓋層帷幕灌漿鉆孔孔斜

西藏旁多水利樞紐壩基處理工程左岸深厚覆蓋層帷幕灌漿質量控制要點

項目管理

西藏旁多水利樞紐壩基處理工程目標成本管理

淺談工程施工項目現(xiàn)場管理

淺談西藏旁多水利樞紐壩基防滲工程項目黨建工作

《158m超深地下連續(xù)墻施工技術》是世界目前最深的地下連續(xù)墻—158m深的西藏旁多水利樞紐壩基混凝土防滲墻工程，以及相關的灌漿工程施工技術的研究、試驗和實踐成果的總結論文集。書中分別對防滲墻施工的泥漿固壁技術及槽孔穩(wěn)定機理、清孔技術、混凝土澆筑技術、墻段連接技術、施工質量控制、施工設備的改進與應用，以及灌漿施工的主要技術參數(shù)、孔斜控制方法、質量控制要點等進行了介紹，內(nèi)容豐富，資料翔實。

韓偉，1970年12月生，2000年畢業(yè)于空軍工程學院（西安）建筑結構專業(yè)，學士，高級工程師，一級建造師。曾獲2011—2012中國水利工程優(yōu)質（大禹）獎，水利部黃河水利委員會科學技術進步一等獎，著有《沙灣水電站一期圍堰補強防滲墻施工》等數(shù)十篇論文。現(xiàn)任中國水電基礎工程局有限公司黨委書記兼副總經(jīng)理。

孔祥生，1959年9月生，1982年1月畢業(yè)于長春地質學院地質系，學士，教授級高級工程師，一級建造師。曾獲浙江省科技進步二等獎，地礦部科技成果三等獎，中國水利水電學會優(yōu)秀科技論文二等獎。著有《水利水電工程施工技術規(guī)范》、《浙江陳蔡地區(qū)前寒武紀地質》等專著，撰寫了《四川冶勒水電站右岸防滲墻施工方案的決策及施工》等數(shù)十篇論文?，F(xiàn)任中國水電基礎工程局有限公司副總工程師，中國水利學會地基與基礎專業(yè)委員會委員，天津市評標專家。 2100433B

《軟弱地質條件下碼頭超深T型地下連續(xù)墻施工工法》的效益分析是：

1.超深T形地下連續(xù)墻在軟弱地層較厚的地區(qū)中應用，相對其他形式的基礎結構而言，可以縮短樁長，減少工程量。由于剛度大、水平受力明確，在設計配筋時，超深T形連續(xù)墻的鋼筋使用量可以減少。超深T形連續(xù)墻作為基礎結構的同時，還可以起到圍護結構的作用。超深T形連續(xù)墻與常用的鉆孔圓樁在結構受力、材料用量方面的比較見表8。

2.該工法提高了成槽、鋼筋籠制作吊裝、清孔、混凝土澆筑的效率，降低了塌孔風險，縮短了施工工期，使基礎結構的質量得到了保證；特別是鋼筋籠的集中加工和桁架輔助吊裝的采用，提高了鋼筋籠制作與吊裝的效率，保證了鋼筋籠的質量與吊裝可靠性，具有明顯的經(jīng)濟與社會效益。

3.整套工藝技術縮短了T形連續(xù)墻的成樁時間，一個T形地下連續(xù)墻槽段的施工時間控制在60~72小時，超深T形地下連續(xù)墻的質量得到了保證。

4.超深T形地下連續(xù)墻在碼頭樁基礎中得到成功應用，在提高了樁基礎的結構使用性能外，同時降低了項目成本，實現(xiàn)了較高的經(jīng)濟與社會效益；該工法實現(xiàn)了在海水環(huán)境下、地質條件較差的地層中超深T形地下連續(xù)墻的高效、高質、安全施工，安全事故率為零，平均日灌注混凝土方量達到500立方米。

軟弱地質條件下碼頭超深T型地下連續(xù)墻施工工法適用范圍

《軟弱地質條件下碼頭超深T型地下連續(xù)墻施工工法》適用于軟弱層厚、持力層埋深大、結構剛度及沉降要求高的高水位臨水環(huán)境的碼頭T形地下連續(xù)墻施工，也適用于類似地質條件下?lián)跬林ёo結構、地下構筑物等工程的地下連續(xù)墻施工。

軟弱地質條件下碼頭超深T型地下連續(xù)墻施工工法工藝原理

《軟弱地質條件下碼頭超深T型地下連續(xù)墻施工工法》的工藝原理敘述如下：

1.利用型鋼桁架剛度大、重量較輕的特點，為鋼筋籠在制作及吊裝提供一個臨時的“抬架”，有效控制T形鋼筋籠在起吊過程中由平放轉為豎直的變形，實現(xiàn)鋼筋籠快速而順利地入槽，即“抬架垂直轉體法”。

2.使用能準確控制垂直度的旋挖鉆機施工導孔，以保證成槽垂直度，提高施工效率。

3.泥漿中摻入可溶于水的重晶石粉，通過提高泥漿的比重來抵抗水壓力，提高槽壁穩(wěn)定性，降低了地下水對槽段施工的不良影響。

4.應用增大面積減小壓強的原理，采用加寬底板面積的“][”形鋼筋混凝土導墻，有效地分散大型施工設備對槽口及陽角超載，降低塌孔風險，保護槽壁的陽角部位。

軟弱地質條件下碼頭超深T型地下連續(xù)墻施工工法施工工藝

《軟弱地質條件下碼頭超深T型地下連續(xù)墻施工工法》的施工工藝流程及操作要點敘述如下：

• 工藝流程

超深T形地下連續(xù)墻施工工藝流程圖詳見圖2。

• 操作要點

一、泥漿制備

超深T形地下連續(xù)墻應采用的泥漿性能指標相對較高，以穩(wěn)定槽壁，降低地下水（尤其是海水）解決對成槽及混凝土施工的不利影響。

1.該工法泥漿采用"膨潤土 重晶石粉"配制的復合膨潤土泥漿，在符合規(guī)范要求的前提下，適當提高泥漿的比重、黏度以及泥皮厚度等各項指標參數(shù)。

2.泥漿在配制和使用應注意如下幾個方面∶

1）護壁泥漿在施工過程中由于土層存在變化，應根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)及時調整泥漿指標。泥漿中的膨潤土摻量一般控制在4.5%～5.5%，重晶石粉的摻量一般控制在6%～8%；泥漿性能指標要求參見表1。

2）槽段中的泥漿取樣檢測，采用有頂、底蓋的泥漿深層取樣器對槽孔上、中、下位置的泥漿進行取樣，使所測的泥漿指標更具有代表性。

3）泥漿使用一個循環(huán)之后，利用泥漿凈化裝置對泥漿進行分離凈化并補充新制泥漿，恢復原有的護壁性能，以提高泥漿的重復使用率。

二、攪拌樁加固槽壁

1.在深水新回填區(qū)，由于回填砂土固結時間短，成槽過程中塌孔風險非常大，成槽前采用水泥攪拌樁對T形槽段兩側的土體進行深層加固，深度為穿透原狀土2米，以有效防止塌孔的發(fā)生。

2.在其他區(qū)域，表層10~15米為松散砂層時，成槽施工時陽角部位容易塌孔，非常不利于T形槽的成孔，在施工導墻前，在導墻底的槽壁陽角部位采用3根水泥攪拌樁進行加固，加固底面高程根據(jù)砂性土層的埋深確定一般不超過18米，以防止施工過程中出現(xiàn)塌孔等事故。攪拌樁直徑為0.6米，水泥摻量為20%，水灰比為0.4，28天試塊無側限抗壓強度標準值>1.0兆帕。

三、導墻施工

1.為保證導墻在施工過程中不變形、不塌陷移位，導墻采用增加底板面積的][形整體式C20鋼筋混凝土結構，凈寬比連續(xù)墻厚加大50毫米，深1.7米，斷面如圖3所示。

2.導墻必須坐落在堅實基礎上，導墻基坑采用PC200挖掘機挖土，人工配合清底、夯填、整平。

3.導墻分兩次澆筑成型，第一次澆筑底板和側板，回填壓實后澆筑頂板，壓實采用人工配合小型振沖器實施，導墻側板內(nèi)側采用100毫米×100毫米方木支撐以免回填造成導墻側板移位。

四、槽段成槽施工

1.成槽施工的質量直接影響到T形鋼筋籠的入槽及樁體的使用性能。

2.T形地下連續(xù)墻的成槽按以下要求進行施工；

1）采用SD28型旋挖鉆機按圖4所示位置施工引導孔，施工時控制旋挖鉆機的鉆頭中心位置與引孔中心位置偏差不超過25毫米。施工引導孔和液壓抓斗成槽機挖土成槽過程中，利用旋挖鉆機和成槽機上配備的垂直度檢測儀表及自動糾偏裝置來保證引導孔和成槽的垂直度，挖槽過程中的鉆頭和抓斗入槽、出槽應慢速、平穩(wěn)，以保證槽孔的垂直度偏差小于1/300。

2）按圖4所示的挖土順序，采用液壓抓斗成槽機進行槽段開挖，開挖過程中始終保持槽內(nèi)泥漿面不低于導墻頂面以下0.4米及地下水位1.5～2.0米。

3）在泥漿可能漏失的土層中成槽時，儲備足夠的泥漿，并采取相應的堵漏措施。

4）槽段開挖一個階段后，采用超聲波測壁儀對已完成的槽孔進行垂直度檢測，對不滿足垂直度要求的部位采取修正措施。

5）達到槽段設計深度后，首先利用成槽機抓斗將底部泥渣抓出，并采取特制刷壁器對先行幅墻體接縫進行反復刷動清洗，直到刷壁器上無泥為止，然后采用氣舉反循環(huán)工藝配合濾砂機除砂（即泥漿凈化裝置）進行清孔。氣舉清孔時根據(jù)具體槽深控制空壓機壓力，一般超過55米深的槽孔的6立方米空壓機壓力控制在0.7~0.9兆帕。判斷清孔是否完成的標準且采用檢測槽孔上、中、下位置的泥漿含砂率作為依據(jù)，一般情況下當泥漿含砂率＜4%，密度＜1.15克/立方厘米時，可以停止清孔，進入下一步的鋼筋籠吊裝工作。

五、鋼筋籠施工

1.超長T形鋼筋籠分兩至三段在鋼筋加工場內(nèi)制作，采用型鋼桁架作為制作、運輸及吊裝的輔助工具，即“抬架垂直轉體法”。使T形鋼筋籠在入槽前不會發(fā)生較大的變形而可順利入槽，提高鋼筋籠安裝的效率及安全性，減少了鋼筋籠輔助加勁筋的使用。

2.鋼筋籠制作及安裝控制過程如下：

1）對鋼筋籠進行合理分段制作，合理選用吊機。應考慮選用起吊能力大的履帶吊機，以盡量減少鋼筋籠的分段數(shù)，降低鋼筋籠的接駁時間。

2）根據(jù)最不利起吊工況，設計鋼筋籠起吊桁架及桁架吊點，并對桁架的強度、剛度、穩(wěn)定性進行驗算，控制桁架的最大撓度不超過25毫米（桁架結構示意圖參見圖5）。

3）鋼筋籠吊點、鋼筋籠起吊扁擔按圖6所示進行設置，并必須按照規(guī)范要求進行計算復核。

4）分節(jié)制作的鋼筋籠成型時，布置合理的輔助加勁筋，以保證鋼筋籠自身的剛度。

5）由兩臺30噸龍門吊將鋼筋籠連同桁架一起裝上拖車出運至現(xiàn)場后，桁架吊機擺放在正起吊端，鋼筋籠吊機擺放在桁架的轉軸端的一側，吊臂相向。桁架吊機首先吊起桁架的起吊端，將桁架抬至與地面成85°，鋼筋籠吊機在此過程中需使鋼絲繩保持垂直松弛狀態(tài)。待桁架到達預定角度，鋼筋籠吊機緩緩將鋼筋籠垂直吊起，將鋼筋籠與桁架脫離并吊入槽內(nèi)，對鋼筋籠、聲測管及其他預埋件進行檢查，拆除臨時斜撐。首段鋼筋籠就位后，用型鋼將其掛在導墻上，待下一段鋼筋籠起吊至其正上方，進行鋼筋籠的對接和下放入槽。起吊過程示意圖參見圖7。

六、水下混凝土灌注施工

1.鋼筋籠下放完畢后，按設計位置布置接頭箱，接頭箱可采用圓形鋼管，接頭箱在垂直狀態(tài)下插入底部土體0.5~0.8米，上端用型鋼定位于導墻；然后下放導管，檢查槽底沉渣厚度及泥漿指標，如不符合要求則利用導管進行二次清孔。

2.水下混凝土的配合比需根據(jù)灌注的持續(xù)時間、接頭箱形式及頂拔方式來確定坍落度、流動度及初凝時間等指標。應用該工法的地下連續(xù)墻的混凝土強度等級為C50，試配強度需大于65兆帕，入槽坍落度180~210毫米，流動度不小于550毫米，入槽溫度不大于32℃，初凝時間為8～10小時。為滿足C50水下混凝土的強度要求及流動性大、保塑時間長的施工要求，混凝土經(jīng)多次試配摻加了緩凝型高效減水劑與硅灰。

1）超深T形地下連續(xù)墻的混凝土灌注采用雙導管法進行施工（圖8為應用該工法的導管布置）.導管選用直徑250毫米的圓形螺旋快速接頭，并采用橡膠圈進行密封。采取兩根導管同時灌注混凝土，避免單側灌注造成混凝土面不均勻上升。灌注時及時測量及計算槽孔內(nèi)的混凝土面標高，以保證槽內(nèi)混凝土面的高差不大于30厘米，以及適時拔拆導拔管和頂拔接頭箱，并保證導管埋深控制在2~6米。

2）混凝土灌注入槽前需要測試坍落度、流動度以及溫度，在灌注過程中做好混凝土試塊。試塊制作數(shù)量按設計要求或按現(xiàn)行規(guī)范制作。

3）接頭箱頂拔

根據(jù)水下混凝土凝固速度及施工中測試數(shù)據(jù)，混凝土灌注開始后4~5小時左右開始頂拔接頭箱，以后每隔30分鐘提升一次，其幅度不大于50~100毫米，待混凝土灌注結束7~9小時，即混凝土達到終凝后，將接頭箱拔出。

4）空槽部分回填

應用該工法的連續(xù)墻上部空槽部分深2.0~3.5米，為保證相鄰槽段的成槽安全以及大型機械行走安全，在連續(xù)墻檢查后，對空槽部分回填砂至導墻面。

• 勞動力組織

以埃及塞得東港集裝箱碼頭5號泊位工程為例，分成兩個班組進行24小時流水作業(yè)，其勞動力組織情況見表2。

參考資料：

主要介紹前蘇聯(lián)、美國、德國、中國等超深孔鉆探的情況：

①前蘇聯(lián)。20世紀60年代初，地質學家Н.А.別利亞耶夫斯基等根據(jù)深部地球物理資料提出，為獲得整個地殼剖面，至少要在6個地區(qū)打超深孔。蘇聯(lián)國家科委為統(tǒng)一協(xié)調超深孔鉆探規(guī)劃，組建了“地球地下資源研究與超深孔鉆探部門科學委員會”。由Е.А.科茲洛夫斯基任主席。有95個生產(chǎn)和科研單位參加。設計施工超深孔約18口。其中СГ－1井設計深度12000米（在烏拉爾的馬格尼托哥爾斯克復背斜）;СГ-2井設計深度15000米（阿塞拜疆的薩阿特雷）；СГ－3井設計深度15000米（科拉半島）。其他15口為6000米左右的衛(wèi)星井。СГ-3井到1986年3月已達12300米，居世界領先地位。

在超深孔鉆探中意外地發(fā)現(xiàn)：在7000～8000米深的巖層中，有礦化水和大量溫度達 150℃的二氧化碳、氦、氫和碳氫化合物氣體；在巖石中還有20億年前的生物化石；火成巖比預估的要厚得多；預計在4500米左右遇到太古宙巖層，實際上在6800米才遇到；過去認為地震波傳播速度突變處就是康拉德面（即地殼花崗巖與深部玄武巖的交界處），物探探測為7000米，而11000米還未遇到。這使水熱礦床和油氣形成的傳統(tǒng)理論遇到挑戰(zhàn)。蘇聯(lián)科學家認為，在4700米以下，用折射波識別地震波折射和多種巖石結構的單道地震速率來劃分層位是錯誤的。

②美國。1961年，美國開始實施莫霍計劃 （MoholeProject），在加利福尼亞灣外試鉆，此后在墨西哥西海岸外鉆到玄武巖，因多種原因而中途終止計劃執(zhí)行。1965年，美國組建了"海洋地球深部取樣聯(lián)合機構”（JOIDES），由蘇、英、日、聯(lián)邦德國等參加商定進行“深海鉆探計劃”。

1968～1983年正式執(zhí)行“深海鉆探計劃”，用“格洛瑪·挑戰(zhàn)者”號鉆探船航遍各大洋，在96個航次中共航行60萬公里，在624個工作點上鉆了1092個鉆孔，取巖心近9.8萬米，最大工作水深6247米，水下最大鉆進深度1412米，鉆入玄武巖最深583米，編成的《深海鉆探計劃初步報告》至1985年已達40多卷，對地球科學、海洋科學做出了巨大貢獻。

1974年，美國在俄克拉何馬州鉆成了羅杰斯1號超深孔，深9583米。1984年 3月，在美國國家科學基金會領導下，由23所大學參加組建了地殼深部觀測與取樣組織（ECDOSO）。1985年一些科學家提出33份有關科學鉆探的建議，分設“大洋鉆探計劃”（ODP）及“大陸科學鉆探計劃”（CSDP），這兩個計劃是相輔相成的，美國大陸共選定井位29處，1986年在索爾頓海的以研究地熱為主第一口深孔于3月完工，井底溫度高達365℃。

③德國。1985年，聯(lián)邦德國成立了“大陸深孔鉆探”（KTB）組織，在聯(lián)邦德國科技部（BMFT）領導下，選定兩個深孔孔位，代號分別為ENV和ZTT。ENV先導孔于1987年9月18日開鉆，孔深達到4000.1米，于1988年4月完成。主孔設計深度為12000米已于1990年9月正式開鉆。

④中國。中國開展深部地質學研究已取得一些成果，并參加了“國際巖石圈計劃”。1978年為石油勘探鉆成一口深7175米的超深井，1988年起已籌辦超深孔地質鉆探。2001年中國實施大陸科學鉆探工程CCSD—l孔，該鉆孔于2001年4月18日在江蘇省東?？h安峰鎮(zhèn)毛北村北側破土動工。2005年3月該井井深達到5158米，孔徑256毫米，終孔。投資額1.5億元，鉆探工程將歷時5年。2007年，中國成功實施了全球第一口陸相白堊紀科學鉆探井松科一井（SK-1），連續(xù)獲取巖心2485.89米，取心率達96.46%。 。2014年4月13日，松科二井順利開鉆，到2014年8月8日已鉆進2826m?！八煽贫睂⑹侨虻谝豢阢@穿白堊紀陸相地層的大陸科學鉆探井，其設計井深為6400m，為ICDP迄今為止所資助項目之最深科學鉆探井，也是我國第一深的科學鉆探井。松遼盆地大陸科學鉆探工程的實施，將獲取大約4500米的關鍵巖心。它與2007年10月完成的松科一井，將實現(xiàn)“兩井四孔、萬米連續(xù)取心”， 構成全球首個近乎完整的白堊紀陸相沉積記錄，從而獲取白堊紀時期亞洲東部高分辨率氣候環(huán)境變化記錄 。

⑤其他國家。法國、意大利、捷克和斯洛伐克、羅馬尼亞等分別鉆了多口超深孔。日本、澳大利亞等國參加了“深海鉆探計劃”和“大洋鉆探計劃”。