158m超深地下连续墙施工技术

序

防渗墙施工技术

西藏旁多水利枢纽坝基158m深防渗墙施工技术

MMH正电胶泥浆的研究及其在超深防渗墙施工中的应用

气举反循环清孔技术在158m深墙中的应用

深厚覆盖层地下连续墙施工质量控制

旁多水利枢纽深大坝防渗墙施工孔内事故的原因分析及预防

旁多水利枢纽158m深防渗墙混凝土浇筑技术

旁多水利枢纽超深陡倾角混凝土防渗墙莰岩施工技术

YBJ—800接头管在深孔混凝土防渗墙工程中的应用

锁绳器（楔形接头）在利勃海尔（HS875HD）钢丝绳抓斗上的应用

液压抓斗能力拓展的理论依据及在深槽工程中的应用

利勃海尔（HS875HD）钢丝绳抓斗在158m深防渗墙施工中的应用

利勃海尔（HS843HD）抓斗在旁多水利枢纽158m深防渗墙施工中的应用

深孔泥浆下爆破技术在旁多水利枢纽超深防渗墙工程的应用

混凝土防渗墙深墙施工质量保障措施

灌浆施工技术

旁多水利枢纽坝基防渗墙工程安全事故的预防与管理

西藏旁多水利枢纽坝基处理工程左岸深厚覆盖层帷幕灌浆成孔工艺

西藏旁多水利枢纽坝基处理工程左岸深厚覆盖层帷幕灌浆试验研究

浅谈西藏旁多水利枢纽坝基处理工程左岸深厚覆盖层帷幕灌浆钻孔孔斜

西藏旁多水利枢纽坝基处理工程左岸深厚覆盖层帷幕灌浆质量控制要点

项目管理

西藏旁多水利枢纽坝基处理工程目标成本管理

浅谈工程施工项目现场管理

浅谈西藏旁多水利枢纽坝基防渗工程项目党建工作

韩伟，1970年12月生，2000年毕业于空军工程学院（西安）建筑结构专业，学士，高级工程师，一级建造师。曾获2011—2012中国水利工程优质（大禹）奖，水利部黄河水利委员会科学技术进步一等奖，著有《沙湾水电站一期围堰补强防渗墙施工》等数十篇论文。现任中国水电基础工程局有限公司党委书记兼副总经理。

孔祥生，1959年9月生，1982年1月毕业于长春地质学院地质系，学士，教授级高级工程师，一级建造师。曾获浙江省科技进步二等奖，地矿部科技成果三等奖，中国水利水电学会优秀科技论文二等奖。著有《水利水电工程施工技术规范》、《浙江陈蔡地区前寒武纪地质》等专著，撰写了《四川冶勒水电站右岸防渗墙施工方案的决策及施工》等数十篇论文。现任中国水电基础工程局有限公司副总工程师，中国水利学会地基与基础专业委员会委员，天津市评标专家。 2100433B

《158m超深地下连续墙施工技术》是世界目前最深的地下连续墙—158m深的西藏旁多水利枢纽坝基混凝土防渗墙工程，以及相关的灌浆工程施工技术的研究、试验和实践成果的总结论文集。书中分别对防渗墙施工的泥浆固壁技术及槽孔稳定机理、清孔技术、混凝土浇筑技术、墙段连接技术、施工质量控制、施工设备的改进与应用，以及灌浆施工的主要技术参数、孔斜控制方法、质量控制要点等进行了介绍，内容丰富，资料翔实。

《软弱地质条件下码头超深T型地下连续墙施工工法》的效益分析是：

1.超深T形地下连续墙在软弱地层较厚的地区中应用，相对其他形式的基础结构而言，可以缩短桩长，减少工程量。由于刚度大、水平受力明确，在设计配筋时，超深T形连续墙的钢筋使用量可以减少。超深T形连续墙作为基础结构的同时，还可以起到围护结构的作用。超深T形连续墙与常用的钻孔圆桩在结构受力、材料用量方面的比较见表8。

2.该工法提高了成槽、钢筋笼制作吊装、清孔、混凝土浇筑的效率，降低了塌孔风险，缩短了施工工期，使基础结构的质量得到了保证；特别是钢筋笼的集中加工和桁架辅助吊装的采用，提高了钢筋笼制作与吊装的效率，保证了钢筋笼的质量与吊装可靠性，具有明显的经济与社会效益。

3.整套工艺技术缩短了T形连续墙的成桩时间，一个T形地下连续墙槽段的施工时间控制在60~72小时，超深T形地下连续墙的质量得到了保证。

4.超深T形地下连续墙在码头桩基础中得到成功应用，在提高了桩基础的结构使用性能外，同时降低了项目成本，实现了较高的经济与社会效益；该工法实现了在海水环境下、地质条件较差的地层中超深T形地下连续墙的高效、高质、安全施工，安全事故率为零，平均日灌注混凝土方量达到500立方米。

软弱地质条件下码头超深T型地下连续墙施工工法适用范围

《软弱地质条件下码头超深T型地下连续墙施工工法》适用于软弱层厚、持力层埋深大、结构刚度及沉降要求高的高水位临水环境的码头T形地下连续墙施工，也适用于类似地质条件下挡土支护结构、地下构筑物等工程的地下连续墙施工。

软弱地质条件下码头超深T型地下连续墙施工工法工艺原理

《软弱地质条件下码头超深T型地下连续墙施工工法》的工艺原理叙述如下：

1.利用型钢桁架刚度大、重量较轻的特点，为钢筋笼在制作及吊装提供一个临时的“抬架”，有效控制T形钢筋笼在起吊过程中由平放转为竖直的变形，实现钢筋笼快速而顺利地入槽，即“抬架垂直转体法”。

2.使用能准确控制垂直度的旋挖钻机施工导孔，以保证成槽垂直度，提高施工效率。

3.泥浆中掺入可溶于水的重晶石粉，通过提高泥浆的比重来抵抗水压力，提高槽壁稳定性，降低了地下水对槽段施工的不良影响。

4.应用增大面积减小压强的原理，采用加宽底板面积的“][”形钢筋混凝土导墙，有效地分散大型施工设备对槽口及阳角超载，降低塌孔风险，保护槽壁的阳角部位。

软弱地质条件下码头超深T型地下连续墙施工工法施工工艺

《软弱地质条件下码头超深T型地下连续墙施工工法》的施工工艺流程及操作要点叙述如下：

• 工艺流程

超深T形地下连续墙施工工艺流程图详见图2。

• 操作要点

一、泥浆制备

超深T形地下连续墙应采用的泥浆性能指标相对较高，以稳定槽壁，降低地下水（尤其是海水）解决对成槽及混凝土施工的不利影响。

1.该工法泥浆采用"膨润土 重晶石粉"配制的复合膨润土泥浆，在符合规范要求的前提下，适当提高泥浆的比重、黏度以及泥皮厚度等各项指标参数。

2.泥浆在配制和使用应注意如下几个方面∶

1）护壁泥浆在施工过程中由于土层存在变化，应根据监控数据及时调整泥浆指标。泥浆中的膨润土掺量一般控制在4.5%～5.5%，重晶石粉的掺量一般控制在6%～8%；泥浆性能指标要求参见表1。

2）槽段中的泥浆取样检测，采用有顶、底盖的泥浆深层取样器对槽孔上、中、下位置的泥浆进行取样，使所测的泥浆指标更具有代表性。

3）泥浆使用一个循环之后，利用泥浆净化装置对泥浆进行分离净化并补充新制泥浆，恢复原有的护壁性能，以提高泥浆的重复使用率。

二、搅拌桩加固槽壁

1.在深水新回填区，由于回填砂土固结时间短，成槽过程中塌孔风险非常大，成槽前采用水泥搅拌桩对T形槽段两侧的土体进行深层加固，深度为穿透原状土2米，以有效防止塌孔的发生。

2.在其他区域，表层10~15米为松散砂层时，成槽施工时阳角部位容易塌孔，非常不利于T形槽的成孔，在施工导墙前，在导墙底的槽壁阳角部位采用3根水泥搅拌桩进行加固，加固底面高程根据砂性土层的埋深确定一般不超过18米，以防止施工过程中出现塌孔等事故。搅拌桩直径为0.6米，水泥掺量为20%，水灰比为0.4，28天试块无侧限抗压强度标准值>1.0兆帕。

三、导墙施工

1.为保证导墙在施工过程中不变形、不塌陷移位，导墙采用增加底板面积的][形整体式C20钢筋混凝土结构，净宽比连续墙厚加大50毫米，深1.7米，断面如图3所示。

2.导墙必须坐落在坚实基础上，导墙基坑采用PC200挖掘机挖土，人工配合清底、夯填、整平。

3.导墙分两次浇筑成型，第一次浇筑底板和侧板，回填压实后浇筑顶板，压实采用人工配合小型振冲器实施，导墙侧板内侧采用100毫米×100毫米方木支撑以免回填造成导墙侧板移位。

四、槽段成槽施工

1.成槽施工的质量直接影响到T形钢筋笼的入槽及桩体的使用性能。

2.T形地下连续墙的成槽按以下要求进行施工；

1）采用SD28型旋挖钻机按图4所示位置施工引导孔，施工时控制旋挖钻机的钻头中心位置与引孔中心位置偏差不超过25毫米。施工引导孔和液压抓斗成槽机挖土成槽过程中，利用旋挖钻机和成槽机上配备的垂直度检测仪表及自动纠偏装置来保证引导孔和成槽的垂直度，挖槽过程中的钻头和抓斗入槽、出槽应慢速、平稳，以保证槽孔的垂直度偏差小于1/300。

2）按图4所示的挖土顺序，采用液压抓斗成槽机进行槽段开挖，开挖过程中始终保持槽内泥浆面不低于导墙顶面以下0.4米及地下水位1.5～2.0米。

3）在泥浆可能漏失的土层中成槽时，储备足够的泥浆，并采取相应的堵漏措施。

4）槽段开挖一个阶段后，采用超声波测壁仪对已完成的槽孔进行垂直度检测，对不满足垂直度要求的部位采取修正措施。

5）达到槽段设计深度后，首先利用成槽机抓斗将底部泥渣抓出，并采取特制刷壁器对先行幅墙体接缝进行反复刷动清洗，直到刷壁器上无泥为止，然后采用气举反循环工艺配合滤砂机除砂（即泥浆净化装置）进行清孔。气举清孔时根据具体槽深控制空压机压力，一般超过55米深的槽孔的6立方米空压机压力控制在0.7~0.9兆帕。判断清孔是否完成的标准且采用检测槽孔上、中、下位置的泥浆含砂率作为依据，一般情况下当泥浆含砂率＜4%，密度＜1.15克/立方厘米时，可以停止清孔，进入下一步的钢筋笼吊装工作。

五、钢筋笼施工

1.超长T形钢筋笼分两至三段在钢筋加工场内制作，采用型钢桁架作为制作、运输及吊装的辅助工具，即“抬架垂直转体法”。使T形钢筋笼在入槽前不会发生较大的变形而可顺利入槽，提高钢筋笼安装的效率及安全性，减少了钢筋笼辅助加劲筋的使用。

2.钢筋笼制作及安装控制过程如下：

1）对钢筋笼进行合理分段制作，合理选用吊机。应考虑选用起吊能力大的履带吊机，以尽量减少钢筋笼的分段数，降低钢筋笼的接驳时间。

2）根据最不利起吊工况，设计钢筋笼起吊桁架及桁架吊点，并对桁架的强度、刚度、稳定性进行验算，控制桁架的最大挠度不超过25毫米（桁架结构示意图参见图5）。

3）钢筋笼吊点、钢筋笼起吊扁担按图6所示进行设置，并必须按照规范要求进行计算复核。

4）分节制作的钢筋笼成型时，布置合理的辅助加劲筋，以保证钢筋笼自身的刚度。

5）由两台30吨龙门吊将钢筋笼连同桁架一起装上拖车出运至现场后，桁架吊机摆放在正起吊端，钢筋笼吊机摆放在桁架的转轴端的一侧，吊臂相向。桁架吊机首先吊起桁架的起吊端，将桁架抬至与地面成85°，钢筋笼吊机在此过程中需使钢丝绳保持垂直松弛状态。待桁架到达预定角度，钢筋笼吊机缓缓将钢筋笼垂直吊起，将钢筋笼与桁架脱离并吊入槽内，对钢筋笼、声测管及其他预埋件进行检查，拆除临时斜撑。首段钢筋笼就位后，用型钢将其挂在导墙上，待下一段钢筋笼起吊至其正上方，进行钢筋笼的对接和下放入槽。起吊过程示意图参见图7。

六、水下混凝土灌注施工

1.钢筋笼下放完毕后，按设计位置布置接头箱，接头箱可采用圆形钢管，接头箱在垂直状态下插入底部土体0.5~0.8米，上端用型钢定位于导墙；然后下放导管，检查槽底沉渣厚度及泥浆指标，如不符合要求则利用导管进行二次清孔。

2.水下混凝土的配合比需根据灌注的持续时间、接头箱形式及顶拔方式来确定坍落度、流动度及初凝时间等指标。应用该工法的地下连续墙的混凝土强度等级为C50，试配强度需大于65兆帕，入槽坍落度180~210毫米，流动度不小于550毫米，入槽温度不大于32℃，初凝时间为8～10小时。为满足C50水下混凝土的强度要求及流动性大、保塑时间长的施工要求，混凝土经多次试配掺加了缓凝型高效减水剂与硅灰。

1）超深T形地下连续墙的混凝土灌注采用双导管法进行施工（图8为应用该工法的导管布置）.导管选用直径250毫米的圆形螺旋快速接头，并采用橡胶圈进行密封。采取两根导管同时灌注混凝土，避免单侧灌注造成混凝土面不均匀上升。灌注时及时测量及计算槽孔内的混凝土面标高，以保证槽内混凝土面的高差不大于30厘米，以及适时拔拆导拔管和顶拔接头箱，并保证导管埋深控制在2~6米。

2）混凝土灌注入槽前需要测试坍落度、流动度以及温度，在灌注过程中做好混凝土试块。试块制作数量按设计要求或按现行规范制作。

3）接头箱顶拔

根据水下混凝土凝固速度及施工中测试数据，混凝土灌注开始后4~5小时左右开始顶拔接头箱，以后每隔30分钟提升一次，其幅度不大于50~100毫米，待混凝土灌注结束7~9小时，即混凝土达到终凝后，将接头箱拔出。

4）空槽部分回填

应用该工法的连续墙上部空槽部分深2.0~3.5米，为保证相邻槽段的成槽安全以及大型机械行走安全，在连续墙检查后，对空槽部分回填砂至导墙面。

• 劳动力组织

以埃及塞得东港集装箱码头5号泊位工程为例，分成两个班组进行24小时流水作业，其劳动力组织情况见表2。

参考资料：

主要介绍前苏联、美国、德国、中国等超深孔钻探的情况：

①前苏联。20世纪60年代初，地质学家Н.А.别利亚耶夫斯基等根据深部地球物理资料提出，为获得整个地壳剖面，至少要在6个地区打超深孔。苏联国家科委为统一协调超深孔钻探规划，组建了“地球地下资源研究与超深孔钻探部门科学委员会”。由Е.А.科兹洛夫斯基任主席。有95个生产和科研单位参加。设计施工超深孔约18口。其中СГ－1井设计深度12000米（在乌拉尔的马格尼托哥尔斯克复背斜）;СГ-2井设计深度15000米（阿塞拜疆的萨阿特雷）；СГ－3井设计深度15000米（科拉半岛）。其他15口为6000米左右的卫星井。СГ-3井到1986年3月已达12300米，居世界领先地位。

在超深孔钻探中意外地发现：在7000～8000米深的岩层中，有矿化水和大量温度达 150℃的二氧化碳、氦、氢和碳氢化合物气体；在岩石中还有20亿年前的生物化石；火成岩比预估的要厚得多；预计在4500米左右遇到太古宙岩层，实际上在6800米才遇到；过去认为地震波传播速度突变处就是康拉德面（即地壳花岗岩与深部玄武岩的交界处），物探探测为7000米，而11000米还未遇到。这使水热矿床和油气形成的传统理论遇到挑战。苏联科学家认为，在4700米以下，用折射波识别地震波折射和多种岩石结构的单道地震速率来划分层位是错误的。

②美国。1961年，美国开始实施莫霍计划 （MoholeProject），在加利福尼亚湾外试钻，此后在墨西哥西海岸外钻到玄武岩，因多种原因而中途终止计划执行。1965年，美国组建了"海洋地球深部取样联合机构”（JOIDES），由苏、英、日、联邦德国等参加商定进行“深海钻探计划”。

1968～1983年正式执行“深海钻探计划”，用“格洛玛·挑战者”号钻探船航遍各大洋，在96个航次中共航行60万公里，在624个工作点上钻了1092个钻孔，取岩心近9.8万米，最大工作水深6247米，水下最大钻进深度1412米，钻入玄武岩最深583米，编成的《深海钻探计划初步报告》至1985年已达40多卷，对地球科学、海洋科学做出了巨大贡献。

1974年，美国在俄克拉何马州钻成了罗杰斯1号超深孔，深9583米。1984年 3月，在美国国家科学基金会领导下，由23所大学参加组建了地壳深部观测与取样组织（ECDOSO）。1985年一些科学家提出33份有关科学钻探的建议，分设“大洋钻探计划”（ODP）及“大陆科学钻探计划”（CSDP），这两个计划是相辅相成的，美国大陆共选定井位29处，1986年在索尔顿海的以研究地热为主第一口深孔于3月完工，井底温度高达365℃。

③德国。1985年，联邦德国成立了“大陆深孔钻探”（KTB）组织，在联邦德国科技部（BMFT）领导下，选定两个深孔孔位，代号分别为ENV和ZTT。ENV先导孔于1987年9月18日开钻，孔深达到4000.1米，于1988年4月完成。主孔设计深度为12000米已于1990年9月正式开钻。

④中国。中国开展深部地质学研究已取得一些成果，并参加了“国际岩石圈计划”。1978年为石油勘探钻成一口深7175米的超深井，1988年起已筹办超深孔地质钻探。2001年中国实施大陆科学钻探工程CCSD—l孔，该钻孔于2001年4月18日在江苏省东海县安峰镇毛北村北侧破土动工。2005年3月该井井深达到5158米，孔径256毫米，终孔。投资额1.5亿元，钻探工程将历时5年。2007年，中国成功实施了全球第一口陆相白垩纪科学钻探井松科一井（SK-1），连续获取岩心2485.89米，取心率达96.46%。 。2014年4月13日，松科二井顺利开钻，到2014年8月8日已钻进2826m。“松科二井”将是全球第一口钻穿白垩纪陆相地层的大陆科学钻探井，其设计井深为6400m，为ICDP迄今为止所资助项目之最深科学钻探井，也是我国第一深的科学钻探井。松辽盆地大陆科学钻探工程的实施，将获取大约4500米的关键岩心。它与2007年10月完成的松科一井，将实现“两井四孔、万米连续取心”， 构成全球首个近乎完整的白垩纪陆相沉积记录，从而获取白垩纪时期亚洲东部高分辨率气候环境变化记录 。

⑤其他国家。法国、意大利、捷克和斯洛伐克、罗马尼亚等分别钻了多口超深孔。日本、澳大利亚等国参加了“深海钻探计划”和“大洋钻探计划”。