广东省水利水电第三工程局有限公司 广东东莞 523000
摘要：预制钢结构导墙相对传统钢筋混凝土导墙具有成本低、施工方便、可多次周转、节能环保等优点。通过预制钢结构导墙在黑龙江省黑龙江干流堤防工程第十标段防渗墙施工中的成功应用，文章介绍了预制钢结构导墙的设计制作及施工工艺流程，总结了其应用情况。
关键词：钢结构导墙；纯抓法；抓斗成槽；薄防渗墙；预制导墙制安
1、工程概况
根据黑龙江省黑龙江干流堤防工程第十标段设计图纸要求，本标段设置垂直混凝土防渗墙4处，合计轴线长度6.1km，均布置在堤身迎水面坡脚处，孔深均为8.0m，成墙厚度均为30cm，混凝土强度标号C15，墙体28天抗压强度大于7.5MPa，渗透破坏比降大于200，渗透系数不小于1×10-6cm/s。防渗墙施工地层依次为：粉土质细砂层、级配不良中砂层、级配良好细粒层。
本工程工期紧，计划工期为130天。传统的钢筋混凝土导墙成本高、工期长，难以满足施工工期要求。因而只能通过改进施工工艺，才能在保证工程质量的同时加快施工进度。通过对各方面条件的研究，提出了通过预制钢结构导墙配合抓斗的纯抓法施工方案，从而大大缩短导墙的施工工期，也免除了导墙的拆除，为后续工作争取了时间。
2、钢结构导墙设计制作
根据本项目防渗墙施工槽段的划分及现场实际情况，预制钢结构导墙采用20mm厚钢板双面焊接而成，平面翼板宽为500mm，导墙高600mm，净宽400mm，长8000mm，钢结构导墙左右两侧分别用钢结构大三角加强肋加固。考虑到导墙的固定，在翼板两段设置锚杆孔，钢结构导墙安设后打入锚杆固定其位置，防止施工过程中的位移。钢结构导墙的详细设计尺寸见图2-1
图2-1预制钢结构导墙设计尺寸图（单位：mm）
由于本工程工期紧，钢结构导墙的加工制作通过专业的钢结构加工厂直接按设计图纸进行加工。为保证钢结构导墙的周转次数，采用具有一定的伸长率、强度以及良好的韧性和铸造性的Q235B钢板进行钢结构导墙的制作，单套导墙的翼板及梁板采用两块1.1m×8m规格的Q235B钢板进行加工，钢板的切割必须保证切缝整齐且板面平整，焊接必须严格按要求控制。
3、施工工艺及流程
3.1防渗墙施工工艺
3.1.1根据本工程地质资料及现场实际情况，结合类似地区防渗墙的施工经验，并根据设计要求，制定本工程防渗墙的总体施工方案为：
1.采用液压抓斗设备成槽；
2.采用膨润土泥浆护壁，“抓取法”清孔出渣；
3.混凝土搅拌站拌和混凝土；
4.混凝土运输采用混凝土车平行运输的方式
5.通过溜槽或混凝土输送泵输送混凝土到各槽孔；
6.防渗墙混凝土浇筑采用泥浆下直升导管法；
7.墙段连接采用“接头管”；
8.挖机辅助混凝土浇筑。
3.1.2施工工艺流程图见图3.1-1
图3.1-1防渗墙施工工艺程序图
3.2预制钢结构导墙的施工流程
图3.2.1 一期槽导墙施工流程图 图3.2.2 二期槽导墙施工流程图
3.3预制钢结构导墙的安设方法
3.3.1一期槽孔钢结构导墙的安设
一期槽孔导墙安设前应进行仔细的测量放样，轴线位置需进行精确的测量放样，轴线放样的同时对原地面高程进行复测，以检查设计墙顶高程与原地面高程是否存在冲突。经放样及初步复核无误后马上进行人工开挖导槽，导槽不宜开挖过深，应小于导墙高度10cm左右，按V字型断面开挖。导槽开挖完成后，沿轴线中心线位置在距离一期槽孔两段一米左右插入标杆，标杆插入后进行导墙的安设，通过起吊设备平稳吊起导墙，下设时需待导墙平稳后人工配合起吊设备进行下设，通过两头标杆精确调整导墙位置，然后通过挖机等设备将导墙往下轻压平整，使导墙嵌入土体，最后打入锚杆锚固导墙。导墙锚固后及时测量板面高程，以控制成槽及浇筑施工。
3.3.2二期槽孔钢结构导墙的安设
由于墙段的连接采用的是“接头管”法，因此二期槽孔导墙的安设不存在轴线的放样。二期槽孔导墙安设前需先确认两端接头孔的位置，对于已被掩埋的接头孔要开挖确认，确认接头孔后只需将钢结构导墙吊装到两段接头孔的位置，然后进行调平锚固即可。确认接头孔的位置时一定要仔细核对，这一点也是保证混凝土防渗墙墙段接缝质量的关键点之一。
3.3预制钢结构导墙的起拔及吊装
混凝土防渗墙完成浇筑以后，待接头管拔出以后方可进行钢结构导墙的起拔，起拔时应先清理导墙周围杂物，平衡吊装，缓慢进行，防止上部因导墙的起拔而断裂。
3.4预制钢结构导墙定期清理与维护
预制钢结构导墙应定期进行表面附着物的清理，并对吊环、焊缝等连接部位进行仔细检查与维护，以确保钢结构导墙的使用安全及寿命。
4、施工工程中容易出现的问题及解决方法
4.1施工过程中容易出现的问题
一是二期槽段施工时，导墙有时会出现无法下放的情况；再就是墙段在钢结构导墙底部与土体结合部位容易出现塌孔现象。
4.2出现问题的原因分析
①通过对设计图纸及现场情况的分析了解，造成导墙无法下放的原因是由于部分位置防渗墙的设计墙顶高程高于钢结构导墙底高程，因此一期槽段施工后混凝土凝固，而二期槽段长度少于预制钢结构导墙长度，从而使钢结构导墙无法下放；
②通过对施工过程的观察分析，发现引起钢结构导墙底部塌孔现象的原因是：在成槽施工时，液压抓斗斗体在提出槽孔时速度过快，导致槽内泥浆下降到了导墙底部以下，而两端泥浆不能及时回流补充，而下放斗体时泥浆的上升对导墙底部形成了冲刷效用，从而使导墙底部容易出现塌孔现象。
4.3解决方法
①对于设计墙顶高程高于钢结构导墙底高程的墙段，首先应合理划分槽段，控制二期槽段长度少于导墙长度1m以内。其次在一期槽段施工时，拔出接头管混凝土初凝后，按照钢结构导墙长度及高度两端挖除部分混凝土。二期槽施工时清理干净挖除部分，重新浇筑即可。
②对于钢结构导墙底部与土体结合部位容易出现的塌孔现象，一定要严格控制控制斗体上提与下放的速度，保证槽内泥浆面保持在导墙顶面以下30cm范围内，从而保护好钢结构导墙底部与土体的接触部位。
5、应用效果
预制钢结构导墙在黑龙江省黑龙江干流堤防工程第十标段混凝土防渗墙施工中得到成功应用，共完成了6.1km共计49019.12m2的防渗墙施工，其在工期保证、成本控制、环境保护等方面具有较大的优势，施工质量也得到了充分的肯定根据测算，通过本技术的应用，本工程节省成本314.96万元，节省工期25天，效益显著，对类似工程的施工具有很好的推广价值。
经济效益计算：
①按钢筋混凝土导墙计算：
综上，该项目节省成本339.71-24.75=314.96万元，效益显著。
6、总结
预制钢结构导墙在纯抓法薄防渗墙施工中使用时，重点在于严格控制导墙的安设，防止因导墙松动或安放不当引起的塌孔或防渗墙墙段接缝错位等质量问题。
对于具有工期紧、轴线长、拐点多、墙顶高程变化大等特点的薄防渗墙的施工，采用预制钢结构导墙是一个非常不错的方法。同时对于不同地表地质条件及宽度和深度相对较大的防渗墙施工，钢结构导墙是否适用，还需进行进一步的生产性试验，制定相应措施方案，保证防渗墙的施工质量。
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论文作者:胡书龙
论文发表刊物:《基层建设》2016年11期
论文发表时间:2016/8/6
标签：防渗墙论文; 钢结构论文; 混凝土论文; 高程论文; 二期论文; 工程论文; 轴线论文; 《基层建设》2016年11期论文;