防渗墙施工造孔常见事故及处理方法

２００６年第３期　水科学与工程技术　・３・　防渗墙施工造孔常见事故及处理方法　司伟忠　（河北省水利工程局，石家庄０５００２１）　摘要：介绍了混凝土防渗墙造　Ｌ过程中常见事故及处理方法。　文章编号：１６７２－９９００｛２００６｝０３—０００３—０２　关键词：造孔事故；原因；预防措施；处理方法　中图分类号：ＴＶ５４３．８　文献标识码：Ｂ　１概述　混凝土防渗墙是在松散透水地基或土石坝中连续造孔成　［收稿日期］２００６—０２—２８　槽，以泥浆固壁在泥浆下浇筑混凝土而形成的地下连续墙，是　保证地基稳定和大坝安全的重要措施。防渗墙是较为复杂的　大型隐蔽工程，施工周期长，难度大。在造孔过程中容易出现　［作者简介］阎伟忠（１９７０一），男（汉族），河北平山人，高级工程师，主要从事水利工程管理工作，Ｔｅｌ：０３１１－－８５８０９１６９。　益，惠及子孙后代。　配套设施，多部土方及混凝土施工机械。从开工起进入抢工状　唐河倒虹吸是南水北调中线工程中的大型建筑物，位于定　州市与曲阳县交界处，在京广铁路以西１４ｋｍ，距西大洋水库下　游１６．４ｋｍ。唐河倒虹吸为Ｉ等工程，主体建筑物为１级，设计流　量为１３５ｍ３／ｓ，加大流量为１６０ｍ￣。工程防洪标准按１００年一遇　态，连续昼夜施工，于２００５年汛前完成８节管身段钢筋混凝土　浇筑和土方回填任务，并按要求完成了防汛围堰填筑，确保了　工程安全度汛。主汛期刚过，立即组织基坑开挖工作，各工序　流水作业，井然有序，截止到２００５年底各项工作进展顺利，水　平段２６节管身按计划完成。　３．２创新工艺，优化方案　洪水设计，３００年一遇洪水校核。地震基本烈度为６。。　唐河倒虹吸工程由进出口渠道段、穿河渠道倒虹吸及附　属建筑物组成。　２工程建设情况　２．１　开工情况　抓施工首先抓方案，坚持技术方案领先的原则。管身段施工　时混凝土浇筑采用三期完成。一期浇筑底板混凝土，二期浇筑墙　体混凝土，三期浇筑顶板混凝土。模板全部采用定型组装式钢模　板，顶板承重模板的支承系统使用了自行研制的新型门式移动式　河北省水利工程局作为中标单位承建了唐河倒虹吸工程　第Ⅱ标段的施工任务。于２００４年９月１日正式开工，由于征地　占迁问题，使工程一直处于停工状态，２００５年２月２８日工程　正式复工，完成了进场施工道路、临时电力线路、场内平整、临　时房屋建筑、混凝土生产系统、附属加工厂等临时工程。于４　钢模台车，确保混凝土表面的平整度及光洁度。混凝土浇筑采用　自行研制的移动式混凝土布料机浇筑，混凝土浇筑方式采用垂直　轴线方向滚动布料法施工。采用了１台７ｍ３的制冷机制冷水加骨　料喷淋的方法，保证混凝土人仓温度满足设计和规范要求。　３．３严密组织，确保施工质量　月１日开始浇筑垫层混凝土，４月９日浇筑管身段混凝土。　２．２施工完成情况　南水北调工程，确立了创建世界一流水利工程的目标。工　程建设中精心组织、严格管理、规范施工。严格按照ＩＳＯ９０ｏ１—　截止到２００５年ｌ１月１９日，共完成混凝土管身段２６节　（汛前完成８节，汛后完成１８节）、地下连续墙工程以及导流堤　土石方回填。　２０００版质量体系要求，成立了以项目经理为第一责任人的质　量管理机构，结合工程实际情况制定了具体的“质量目标、质　量计划、作业指导书”等文件，要求每位员工严格执行，并落实　奖惩。设置了专职质检人员和试验室，负责工地现场的质量管　理、检查和检验控制。施工中从原材料到施工过程的各个环　完成主要工程量：土方开挖５６．１１万ｍ　，土方回填１０．４６　万ｍ　，围堰土方填筑５．３６万ｍ　，混凝土垫层１２８４ｍ　，钢筋制安　３７９３ｔ，管身段混凝土３９８６４ｍ３，地下连续墙８９６ｍ　。　２．３投资完成情况　节，都严格控制，规范化管理，并根据工程特点签定了《质量目　标责任书》，确保了工程施工质量。　３．４安全生产．文明施工　唐河倒虹吸工程Ⅱ标段合同总价为５９１４万元，至２００５年　底，完成工程总投资额为３９１９．３７万元，完成总投资的６６．２７％。　２．４质量评定情况　安全生产责任重于泰山，文明施工则是一个队伍内在素　质的展现。我局从上到下牢固树立“安全第一，预防为主，以人　截止到２００５年底，Ⅱ标段共完成１７０个单元工程，其中优良　单元１６０个，合格单元１０个，合格率１００％，优良率为９４．１％。　３工程施工管理技术　３．１合理安排，加大投入　为本，科学管理”的理念，并结合工程实际情况制定了一系列安　全生产及文明施工管理制度，严格落实监督检查。设置专职安全　员，全程全天候巡回检查，发现问题立即处理，直至合格，否则停　工整顿，决不迁就。同时项目部各级领导深入工地，定期不定期　地组织安全检查。截至２００５年底，未发生安全生产事故。　参考文献：　［１］ＤＬ／Ｔ　５１４４—２００１，水工混凝土施工规范［Ｓ】．　［２］水利水电工程施工手册编委会，水利水电工程施工手册ｆＫ】．北京：　中国电力出版社，２００２．　唐河倒虹吸工程Ⅱ标段合同工期为２００４年９月１日～　２００６年８月３１日，工程正式开工后，因占迁问题停工，工期拖　延半年之久。面对这种不利局面，及时调整力量，加大了人员、　设备、材料及资金投入，共投入了４套定型钢模板及上千吨的　维普资讯 http://www.cqvip.com

・４・　阎伟忠：防渗墙施工造孔常见事故及处理方法　２００６年第３期　卡钻、埋钻、掉钻等事故。因此，预防及处理这些事故对保证工　备相关的器具、材料，为打捞工作做好一切准备。　程质量、进度以及坝体的安全有极其重要的意义。　２常见事故原因分析及预防措施　２．１掉钻　掉钻原因有：①钢丝绳老化，没有及时换接；②在卡钻中　拉力过大，拉断钢丝绳；③钻进中因放绳过长，钻具在孔内摆　动幅度过大，碰撞孔壁，折断钻具的梁子、脖子；④遇坚硬地　层，钻具冲击力过大，振断钻梁，钻脖；⑤钢丝绳联接钻具的　“ｕ”型环断裂，捎子脱落，老化、断裂等均容易发生掉钻事故。　预防措施：钻进中加强观测，坚持“勤放绳、少放绳，多扶　绳”的操作原则。每次提钻应检查各部位是否有断裂，松动、老　化的迹象，及时更换、补焊、换绳、接绳。下钻前要上好保护绳，　钻进中发现主绳突然变长时，应缓慢提钻检查。焊钻具时，要　焊好保护铁，发生事故时方便打捞。　２．２卡钻　卡钻分为“上卡”、“下卡”两种。在砂卵石层中钻进，当遇有　大径石，弧石、漂石时，容易产生突然孔斜，在提钻时有上卡感　觉；因卵石松动形成“探头石”，钻进中上部有较大碎块，卵石掉　块而卡钻；因孔底泥浆过稠，钻进时钻具不能转动，形成“梅花　孔”等这些都容易产生上卡现象。　预防措施：钻进中要经常抽砂，保持孔底无过多岩粉。下　钻前转动钻具，使钢丝绳上劲，进入孔中能转动。遇到突然孔　斜判断有弧石时，采取重打、填石料反复冲击、“单冲　的方法操　作，防止上卡。钻进中不要放绳过长，以免引起钻具摆动过大，　碰掉孔壁上的大径石造成上卡。　下卡主要是孔底岩层过硬，钻具冲击力过大；新老钻具更　换，直径不相匹配，新钻直径过大；钻具不转动形成“梅花孔”　等造成下卡。　预防措施：钻进到坚硬地层，尤其在打小墙时，要少放绳，　采取轻打的办法。在副孔施工中，钻进到一定深度后，采取平打　措施，新老钻具要匹配，老钻具磨损到小于设计直径的２％时，　要更换新钻具，新钻具的补焊直径不能大于设计直径的５％。　第一次下新钻具要缓慢下到孔底，反复几次轻打，没有卡钻现　象，再轻打钻进，一段时间后再正常钻进。　２．３埋钻　埋钻原因有：因泥浆质量差，地层松软，在钻进中发生较　大坍孔现象，将钻具埋住。因机械故障及其它原因不能将钻具　及时提出孔外，孔内落淤过大，将钻具埋住。　预防措施：应采用优质泥浆，防止坍孔、落淤过大。发生机　械故障时，首先人工盘大轮，将钻具提升到安全高度。事故的　处理要快捷，防止埋钻事故发生。　２．４卡缶　放抽筒时，底阀门未打开，放绳过快，抽筒在泥浆中产生　横向漂移，由于抽筒内一部分空气未排出，抽筒倒置下到孔　底。抽砂上提时，抽筒梁或抽筒上口卡在孔壁上称“卡缶”。　预防措施：抽砂时应注意观察抽筒下放是否有泥浆从筒　中返上来，如果没有或较少，可反复提升抽筒，使阀门冲开，放　绳时防止过快，要带刹车，严禁一放到底发生事故。　３事故处理方法　钻具在孔内发生了事故，首先要掌握钻孔的深度、地层岩　性，钻具的位置，钻具在孔中的状态，查明事故的原因，在充分　了解各有关因素后，才能有针对性的提出处理办法，并积极准　３．１钻具打捞方法　（１）冲。当钻具发生“上卡、下卡”时，用钻机进行“反冲”。　操作时将冲击臂调整到最佳位置。绳长时冲击无力，绳短时达　不到一个冲程。“反冲”时不能连冲，只能单冲，并注意不要损　坏钻机。　（２）振。当钻具发生“上卡、下卡”时，可将主绳拉紧，用抽　筒或加重杆冲击钻具，达到活动钻具的目的。操作时不要碰轧　到主绳和钻梁，防止断绳和断梁发生。　（３）勾。当发生掉钻时，可用特制的“捞针”进行打捞。“捞　针”是用＋５０ｒａｍ以上的圆钢或铸钢制成，长１．５～３ｍ，可增加配　重作用，下部分４个方向焊上倒钩，上部焊有吊环与主绳连　接。将捞针下放到钻具的中上部，上下左右反复摆动，使之能　挂上钻具的梁子、保护铁，打捞上钻具。如钻机的提升力不足，　可采用２个滑轮组（３０ｔ以上，１个定滑轮，１个动滑轮），利用钻　机加大提升力度。为防止钻机桅杆损坏，可加圆木，做“两步　搭”为提升架。　（４）套。发生掉钻且钻具在孔内是直立的，可用主绳作一活　套，下到钻具中上部，将钻具套住后上提。　（５）扩。掉钻后钻具卡死，可采用扩孔的办法。扩孔钻具为　一个大直径的空心钻，内径要大于掉钻直径５ｅｍ以上，高度要　大于掉钻的高度。可先将掉钻两侧的钻孔钻进到掉钻孔深以下　ｌ￣２ｍ，尽量打掉小墙。扩孔深度一般至掉钻下部３ｏ￣５０ｅｍ。由于　扩孔打掉了原来孔内钻具四周的岩层，可将掉钻打捞上来。　（６）炸。钻具在孔内卡死，可采用聚能定向爆炸的方法，利　用爆破冲击波的推力来推动钻具。炸药计量、聚能管下放要准　确，一定在钻具的中、下部防止将钻具折断。要控制好聚能管　的方向，达到有效推动钻具的目的。　（７）抓。当其它处理方法效果不佳时，可将钻头两侧的孔、　小墙打掉，用抓斗来抓取。抓斗要尽量抓住钻具的最上部，利　用斗体的重量，左右移动吊车桅杆，使钻具活动抓取上来。抓　斗处理掉、埋钻事故时，要充分保证本段槽孔的孔形、孔斜，防　止将斗体卡在槽孔内。抓斗处理的最大深度可达４０余米。　３．２钻具埋置处理方法　施工中遇到钻头的钻梁或钻脖折断后卡在孔中，多方打　捞未果造成废孔。　处理方法：将相邻两孔超深施工５０～８０ｅｍ，其他孔施工完　毕后，采用定向爆破法将该钻头所卡位置炸裂，或用较大钻头　冲击使钻头松动再进行捞取。捞取过程中该钻头可能会掉入相　邻孔中且倒置或倾斜，在此情况下仍不能捞取即可放弃。此时　可将该孔施工完毕后浇筑混凝土，在１号孔上游４０￣５０ｅｍ处，　用地质钻机钻孔，采用灌浆补救措施，以保证整个槽段的质量。　３．３造孔事故处理注意事项　（１）在捞取钻头或用较大钻头冲击卡钻时，一定要采取保　护措施，防止出现连环事故。　（２）在处理事故时因钻机不能正常作业，槽内泥浆易沉　淀，槽口经长时间的浸泡易导致孔口坍塌或上游平台下部坍　塌，因此在处理事故时槽内泥浆一定要保持经常循环，或间断　地用钻机冲击已保持泥浆的稳定。　（３）孔内事故的处理是一项细致、繁杂的工作，处理中一定　要细心、耐心、不能操之过急，要做好防护工作，避免连环事故的　发生。处理时应从易到难，及时调整打捞措施，以免延误工期。　参考文献：　［１］高钟璞等．大坝基础防渗墙［Ｍ］．北京：中国电力工业出版社，２０００．