第5章 混凝土帷幕法

第5章混凝土帷幕法

第一節(jié)概述第二節(jié)槽孔施工

第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

第四節(jié)掘進(jìn)、套壁與補(bǔ)強(qiáng)

2/3/20231第一節(jié)概述

混凝土帷幕法(簡稱帷幕法)是屬超前支護(hù)類的一種井巷特殊施工方法。此法實(shí)質(zhì)是：預(yù)先在井筒或其它地下結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)位置的周圍，建造一個(gè)封閉的圓形或其它形狀的混凝土帷幕，其深度應(yīng)穿過不穩(wěn)定表土層，并嵌入不透水穩(wěn)定巖層3—6m，在帷幕的保護(hù)下可安全進(jìn)行掘砌作業(yè)，達(dá)到順利通過不穩(wěn)定含水地層建成井筒，或在不穩(wěn)定地層中建成地下結(jié)構(gòu)物的目的。

2/3/20232第一節(jié)概述通常，混凝土帷幕需分成若干槽段(或稱槽孔)，依次進(jìn)行槽段的鉆鑿并灌注混凝土，即在觸變泥漿的保護(hù)下，用造孔設(shè)備先順序鉆鑿直徑為槽段寬度的鉆孔，然后將各鉆孔連通構(gòu)成槽段，每個(gè)槽段鉆鑿到設(shè)計(jì)深度后，在泥漿條件下邊灌注混凝土，邊置換出泥漿，直至混凝土充滿槽段。通過適當(dāng)?shù)慕宇^施工把各槽段相互銜接后，即筑成一個(gè)所需形狀的地下混凝土帷幕。2/3/20233第一節(jié)概述混凝土帷幕既可作為井筒或其它地下工程掘進(jìn)過程的臨時(shí)支護(hù)，也可在修整帷幕內(nèi)側(cè)表面或作套壁處理后，作為井筒或地下結(jié)構(gòu)物的組成部分。凡是用上述工藝在地表下建成混凝土或鋼筋混凝土墻的施工方法統(tǒng)稱地下連續(xù)墻(或防滲墻)施工法，用于煤礦立井表土施工中則稱為混凝上帷幕法。本章以論述煤礦立井帷幕施工法為主。井筒帷幕法施工的主要工藝流程如圖5—1所示。2/3/202342/3/20235第一節(jié)概述實(shí)踐表明，帷幕法施工具有下述特點(diǎn)：(1)施工方法簡單，無需復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，施工準(zhǔn)備期短。(2)適應(yīng)性強(qiáng)，可有效地穿過含有卵石、礫石和流砂等復(fù)雜的含水沖積地層，甚至可使帷幕嵌入一定深度的穩(wěn)定基巖中，不另進(jìn)行封底即可作到封堵地下水，改善作業(yè)環(huán)境，安全地進(jìn)行井筒開挖。(3)工藝技術(shù)較成熟，質(zhì)量較可靠，防滲效果顯著。(4)可同時(shí)使用多臺設(shè)備，施工速度較快。(5)鋼材、木材耗用量小，所需大宗材料——水泥、砂、石等容易就地取材，易于降低成本。(6)選用適當(dāng)?shù)脑炜讬C(jī)械，可以作別無噪聲、無振動(dòng)，在城市內(nèi)和密集建筑群中，用該法施工有突出優(yōu)點(diǎn)。

2/3/20236第一節(jié)概述

用于井筒施工，帷幕法尚存在不足之處：(1)立井帷幕較深，對施工技術(shù)要求較高，尤其是接頭部分。若選擇造孔設(shè)備欠妥或施工管理不當(dāng)，易造成超挖浪費(fèi)，接頭不好時(shí)會滲漏地下水，給后續(xù)的井筒掘砌帶來困難。(2)表土深度太大或承壓水頭較高的極不穩(wěn)定地層中，使用該法尚欠經(jīng)驗(yàn)。(3)泥漿制備與處理系統(tǒng)占地較大，管理不善易使現(xiàn)場泥濘，影響土建部分的施工。就礦山工程而論，目前因成槽機(jī)具設(shè)備、專業(yè)施工隊(duì)伍和施工技術(shù)水平的限制，帷幕法僅適用于深度不超過100m的含水不穩(wěn)定表土層立井和斜井的施工。

2/3/20237第二節(jié)槽孔施工

無論立井的帷幕或其它工程的地下連續(xù)墻，施工前均需根據(jù)工程要求和地質(zhì)條件，決定帷幕的深度和厚度，然后劃分若干槽段(槽孔)分別施工。

一、確定帷幕深度、厚度和槽段數(shù)目

帷幕深度可依地質(zhì)資料和工程要求按下式確定：H＝h1+h2式中H——混凝上帷幕設(shè)計(jì)深度，m；h1——含水不穩(wěn)定腫積層厚度，m；h2——帷幕嵌入不透水穩(wěn)定地層的深度，取3—6m。

2/3/20238第二節(jié)槽孔施工立井帷幕作為永久支護(hù)時(shí)，內(nèi)壁的半徑可按下式近似計(jì)算

R＝R0＋E0＋2iH式中R——帷幕內(nèi)壁半徑，m；R0——井筒設(shè)計(jì)半徑，m；E0——套壁厚度，m；i——造孔允許最大偏斜率；H——帷幕設(shè)計(jì)深度，m。

2/3/20239第二節(jié)槽孔施工

這樣，帷幕中心線的半徑應(yīng)為：

R1＝R0＋E0＋1/2(φ＋0.15)＋2iH式中R1——帷幕中心線半徑，m；φ——鉆頭直徑，m；0.15——鉆進(jìn)時(shí)的擴(kuò)孔量，m。

2/3/202310第二節(jié)槽孔施工確定槽段數(shù)目時(shí)，要在保證造孔安全和質(zhì)量的前提下，根據(jù)地質(zhì)條件、單個(gè)榴段造孔延續(xù)時(shí)間和混凝上的澆筑能力，盡可能加大槽段長度，減少接頭孔數(shù)目。立井帷幕通常劃成2－3個(gè)弧形槽段分別施工。

2/3/202311第二節(jié)槽孔施工

二、施工準(zhǔn)備槽孔施工是帷幕法的第一道工序。為此，除常規(guī)建井準(zhǔn)備工作外，還需圍繞槽孔施工完成必要的準(zhǔn)備工作。其內(nèi)容包括修筑護(hù)井、鋪設(shè)軌道、建立泥漿配置站，構(gòu)筑泥漿循環(huán)系統(tǒng)的溝槽與沉淀池，埋設(shè)地錨樁，準(zhǔn)備造孔機(jī)具和泥漿及混凝土的材料等。2/3/202312第二節(jié)槽孔施工

(一)修筑護(hù)井

護(hù)井又稱導(dǎo)墻或?qū)虿?，是在井筒設(shè)計(jì)位置周圍地表上修筑的鋼筋混凝土環(huán)狀溝槽。用于立井的護(hù)井由內(nèi)護(hù)井和外護(hù)井兩部分組成。斜井和其它地下結(jié)構(gòu)的護(hù)井一般筑成直溝槽狀。溝槽凈寬比造孔鉆頭直徑大20cm左右，溝槽凈深要大于1.5m，通常置于地下水位以上1.8m，溝槽上端要高出地表0.3m，并與進(jìn)漿溝(或管)、排漿溝相通。護(hù)井壁厚約20－30cm，混凝土強(qiáng)度等級在C20以上。

2/3/202313第二節(jié)槽孔施工護(hù)井的作用是：(1)固定鉆孔位置。(2)在造孔初始階段起導(dǎo)向作用。(3)儲存觸變泥漿。(4)作為檢測鉆孔質(zhì)量的基準(zhǔn)。(5)避免孔口塌方，維護(hù)孔口穩(wěn)定。(6)承托鉆機(jī)，減輕鉆機(jī)振動(dòng)對土壁的影響。

2/3/202314第二節(jié)槽孔施工

(二)鋪設(shè)鉆機(jī)軌道為便于造孔機(jī)具能圍繞井筒四周穩(wěn)定且靈活地行走，更換造孔位置，要依據(jù)鉆機(jī)結(jié)構(gòu)和荷載狀況，在井筒四周鋪設(shè)2－4條24－50kg／m的環(huán)形鋼軌。要求軌面平整，高差小于10mm，徑向誤差小于2mm，路基應(yīng)牢固、整體性好，不得有不均勻沉降現(xiàn)象。軌枕下石子墊層厚要大于l0cm，石子埋沒軌枕高度的2／3以上，必要時(shí)修筑整體道床。圖5－2為某礦井混凝土帷幕施工時(shí)的鉆場布置。

2/3/2023152/3/202316第二節(jié)槽孔施工

(三)泥漿系統(tǒng)如同泥漿在鉆井法中的作用一樣，在帷幕法中，泥漿也起著護(hù)壁、排渣的作用，泥漿的質(zhì)量關(guān)系著槽孔施工的成敗。有關(guān)泥漿的配比、性質(zhì)、泥漿泵站、貯漿池、沉淀池以及供、排漿系統(tǒng)管路等內(nèi)容及設(shè)計(jì)與布置原則，均類同鉆井法?？紤]到帷幕施工期較短，所需護(hù)壁時(shí)間相應(yīng)減少，泥漿參數(shù)可適當(dāng)調(diào)整。2/3/202317第二節(jié)槽孔施工

如何合理的使用泥漿、正確的調(diào)整泥漿性能參數(shù)，是加快造孔速度、降低施工成本的重要因素，由于采用回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)打主孔、沖擊鉆打副孔(劈孔)的施工方案較多，而兩種工藝對泥漿性能指標(biāo)要求不盡相同?；剞D(zhuǎn)式鉆機(jī)打孔時(shí)，泥漿比重、粘度、靜切力可適當(dāng)增大，而失水量、泥皮厚度指標(biāo)則可適當(dāng)小些，膠體率也要提高。

2/3/202318第二節(jié)槽孔施工

(四)地錨樁為固定穩(wěn)定性較差的鉆鑿機(jī)械的塔架，需用纜繩輔助定位，纜繩則固定于地錨樁上。一般錨樁距鉆機(jī)距離約與鉆塔高度相當(dāng)，可沿井筒周圍每隔1.5—2m布置一個(gè)，錨樁埋設(shè)深度帶大于1.5m。

2/3/202319第二節(jié)槽孔施工

(五)工業(yè)場地平面布置

混凝土帷幕法施工的工業(yè)場地平面布置，應(yīng)結(jié)合建井臨時(shí)平面布置和永久工業(yè)場地總平面布置統(tǒng)籌考慮。力爭布局合理、使用方便、互不干擾、銜接緊湊，尤其在泥漿循環(huán)系統(tǒng)和混凝土上料系統(tǒng)的布局上更需慎重考慮。

2/3/202320第二節(jié)槽孔施工

三、槽孔施工機(jī)具混凝土帷幕法鉆挖槽孔的時(shí)間約占整個(gè)施工工期的60－70％，直接影響施工成敗的槽孔質(zhì)量又取決于槽孔施工機(jī)具的性能。這里所述的槽孔施工機(jī)具包括造孔機(jī)械和造孔工具。

(一)抓斗式挖糟機(jī)械這是一種直接出渣的挖槽機(jī)械，依靠能啟閉的抓斗抓取土體直送地面。有各種索式導(dǎo)板抓斗、液壓導(dǎo)板抓斗和剛性導(dǎo)桿抓斗等，示意圖見圖5—3。

2/3/2023212/3/202322第二節(jié)槽孔施工

使用抓斗式挖槽機(jī)，需預(yù)先在槽段兩端用鉆機(jī)各鉆一個(gè)垂直導(dǎo)孔(主孔)，然后用抓斗抓除兩導(dǎo)孔間的土體(副孔)，以形成槽段。由于采用抓斗時(shí)土層不經(jīng)破碎而被直接送至地面，又不用泥漿循環(huán)和凈化，故可降低泥漿耗量，簡化施工管理，提高工效，槽段銜接也較好。抓斗挖槽機(jī)械主要適于無粘性土壤的槽段施工。其缺點(diǎn)是成槽垂直精度較差，一般為5—7‰，深度超過20m時(shí)，工效顯著降低。因此該機(jī)械適用于深度小于50m的帷幕施工。

2/3/202323第二節(jié)槽孔施工

(二)沖擊式造孔機(jī)械

沖擊式造孔機(jī)械是依靠鉆頭自重，在充滿泥漿的孔中反復(fù)自由下落，以沖擊動(dòng)能破碎巖土，然后用帶有活底的取渣筒將破碎的巖屑取出。其設(shè)備比較簡單、操作容易、適應(yīng)性強(qiáng)，在堅(jiān)硬土層和含礫石、卵石的復(fù)雜地層中均可應(yīng)用，沖擊鉆進(jìn)時(shí)的沖擊壓實(shí)和擠實(shí)效應(yīng)還能改善孔周土層的性質(zhì)，有利于孔壁的穩(wěn)固，提高造孔速度，其造孔垂直精度較高，一般可達(dá)2—3‰，適用于深度較大的造孔施工，是目前國內(nèi)外常用的造孔設(shè)備。

2/3/202324第二節(jié)槽孔施工

(三)回轉(zhuǎn)式造孔機(jī)械回轉(zhuǎn)式造孔機(jī)械是用各種形式的鉆頭刀具對土層進(jìn)行鉆削，并借助泥漿循環(huán)排渣。其機(jī)械化程度和工效高于前兩種機(jī)械，成孔質(zhì)量高，噪音較小，無振動(dòng)影響，造孔垂直精度一般為4—5‰左右，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，遇有大粒徑礫石、卵石層難以使用。主要用于土質(zhì)較軟、孔深較大時(shí)鉆鑿主孔用。

2/3/202325第二節(jié)槽孔施工總之，因地制宜地合理選擇好造孔機(jī)械是保證造孔安全和質(zhì)量、加快施工速度、降低成本的關(guān)鍵。我國造孔機(jī)具規(guī)格品種與數(shù)量還不多，造孔工效也較低，要趕上世界先進(jìn)水平，必須改變造孔機(jī)械品種單一的落后局面，尤其是研制優(yōu)質(zhì)、快速能建造百米以上深墻的造孔機(jī)具，以適應(yīng)深厚不移定厚表土層的施工需要。2/3/202326第二節(jié)槽孔施工

四、槽孔施工方法

由于選用造孔機(jī)具不同，槽孔施工方法也多種多樣。無論采用哪種機(jī)械，施工時(shí)均需將整個(gè)混凝土帷幕分成2—3個(gè)弧形槽段，每個(gè)槽段內(nèi)又分成注孔和副孔分別鉆挖。所謂主孔是指一個(gè)槽段內(nèi)，每隔一定距離首先用造孔機(jī)械鉆挖的圓孔，它包括槽段端頭首先鉆挖用作槽段間接頭的孔。所謂副孔是指相鄰二主孔間的鼓形土體。副孔長度視土質(zhì)和鉆進(jìn)方法而定，要有利于提高工效，一般取為主孔直徑的1.4—1.7倍。槽孔施工的主要方式有：

2/3/202327第二節(jié)槽孔施工

1、沖擊造孔兩鉆一劈(抓)法首先用沖擊式鉆機(jī)鉆出主孔，然后用十字形鑄鋼鉆頭，通過變動(dòng)鉆頭沖打位置分次劈打副孔土體，或使用弧形劈孔鉆頭一次劈打副孔，或利用抓斗式機(jī)械抓除副孔土體，見圖5—14。2/3/2023282/3/202329第二節(jié)槽孔施工

主孔鉆進(jìn)質(zhì)量關(guān)系副孔乃至槽孔的施工質(zhì)量，應(yīng)力求偏斜最小。開孔成形階段應(yīng)輕提輕沖打，鉆頭穩(wěn)住后方可加大沖程進(jìn)入正常鉆進(jìn)階段。鉆進(jìn)施工中要經(jīng)常調(diào)節(jié)泥漿特性，及時(shí)補(bǔ)充新漿。沖擊鉆進(jìn)多用掏渣筒排渣，一般每鉆進(jìn)0.5—1m即應(yīng)掏渣。粘土層中沖程宜小，以防泥包鉆頭。在砂、卵石層中沖程可稍大，并相應(yīng)加大泥漿比重和粘度，以防滲漏?？字杏鲇袌?jiān)硬巖層或大漂石時(shí)可采用爆破法?？傊倭克衫K、勤松繩、勤掏渣，不僅能提高效率，也有利于保證鉆孔的垂直度和防止造孔事故的發(fā)生。

2/3/202330第二節(jié)槽孔施工

2、回轉(zhuǎn)速孔

回轉(zhuǎn)造孔方式的鉆進(jìn)與排渣是同時(shí)進(jìn)行的，且大多采用反循環(huán)排渣。施工方式有3種：

(1)一次鉆全深法。即用鉆機(jī)先鉆單號孔，然后套鉆雙號孔，各孔均一次鉆至設(shè)計(jì)深度。相鄰兩單號孔孔緣間距視土性而定，一般取200－300mm，砂層中可稍大些，為保證帷幕有效厚度，該間距應(yīng)慎重確定。

2/3/202331第二節(jié)槽孔施工(2)分層直挖法。即自槽段一端開始先鉆單號孔，然后鉆雙號孔。待全部鉆完后，再接長鉆桿鉆進(jìn)下一分層，如此循環(huán)直至設(shè)計(jì)槽孔深度。該法可節(jié)省裝拆鉆桿的次數(shù)和時(shí)間，但槽孔較深時(shí)，鉆機(jī)頻繁移位難以保證槽孔質(zhì)量。分層直挖法如圖5—15a所示。

2/3/2023322/3/202333第二節(jié)槽孔施工

(3)分層平挖法。如圖5—15b所示。分層高度即為特制的銑削式鉆頭高度，如圖依次向下鉆進(jìn)直至設(shè)計(jì)深度。此法工藝簡單，描孔質(zhì)量較高，但鉆機(jī)應(yīng)有較大水平推力。槽孔較深、粘土層為主的情況不宜使用。

2/3/202334第二節(jié)槽孔施工

3、沖擊與回轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合造孔由于沖擊鉆機(jī)和回轉(zhuǎn)鉆機(jī)各有適用的土層，因而在土層交替賦存時(shí)，以兩種鉆機(jī)配合使用更能充分發(fā)揮各自的特長。山東龍口礦區(qū)多次施工實(shí)踐后總結(jié)出的“先導(dǎo)后擴(kuò)、兩鉆一劈”造孔成槽工藝，可謂這種使用方式的典型。該法首先用回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)，以加重的小直徑(如180mm)鉆頭鉆出主孔的導(dǎo)向孔，其深度超過設(shè)計(jì)孔深1—1.5m，由于用加重鉆鋌且減壓鉆進(jìn)，使超前導(dǎo)向孔的垂直精度得到提高；2/3/202335第二節(jié)槽孔施工

其次用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)配上錐形擴(kuò)孔鉆頭擴(kuò)孔至設(shè)計(jì)直徑(如600mm)和設(shè)計(jì)深度，由于擴(kuò)孔鉆頭超前短管的導(dǎo)向作用，提高了擴(kuò)孔后的主孔垂直精度；在2—3個(gè)主孔完成后，再改用沖擊式鉆機(jī)配用雙管弧形劈孔鉆頭劈打副孔，劈孔鉆頭長度恰為兩主孔間的弧長，使兩個(gè)導(dǎo)向管能沿兩個(gè)主孔內(nèi)周壁上下移動(dòng)，從而保證了槽孔的施工精度。劈孔作業(yè)時(shí)，每鉆進(jìn)2—4m應(yīng)及時(shí)用掏渣筒消除主孔內(nèi)的沉渣。其它主孔鉆孔作業(yè)可同時(shí)與劈孔作業(yè)進(jìn)行。實(shí)踐證明：“先導(dǎo)后擴(kuò)、兩鉆一劈”的成槽工藝效率高，較單獨(dú)使用十字鉆頭沖鉆主孔和劈打副孔提高10多倍，且施工質(zhì)且好，事故少。

2/3/202336第二節(jié)槽孔施工

五、槽孔檢測

槽孔施工時(shí)，無論單孔鉆進(jìn)和劈孔成槽，均應(yīng)及時(shí)檢測其深度和垂直度。槽孔完工后還要作清孔檢測或稱終孔驗(yàn)收。單孔鉆進(jìn)時(shí)每鉆進(jìn)5m左右就應(yīng)測斜，發(fā)現(xiàn)偏斜及時(shí)糾偏。鉆深在50m以內(nèi)，偏斜率應(yīng)小于0.35％。鉆深在80m以內(nèi)時(shí)，偏斜率應(yīng)拉制在0.25％以內(nèi)。

2/3/202337第二節(jié)槽孔施工

槽孔檢測是在對各單孔的深度和垂直度檢測并繪出孔底平面交圈圖后，判斷槽孔內(nèi)是否存在“小墻”，一旦出現(xiàn)必須鑿掉，以確?；炷玲∧坏倪B續(xù)完整、厚度均勻。槽孔內(nèi)各單孔深度相差應(yīng)小于15cm。采用弧形鉆頭驗(yàn)孔，即沿槽孔一端平移到另一端，逐個(gè)驗(yàn)測各孔的偏斜值和深度時(shí)，由于弧形鉆頭體長面大，遇有“小墻”或偏斜時(shí)能及時(shí)反映，不僅加快了驗(yàn)測速度，還能及時(shí)修整槽孔，從而提高帷幕的施工質(zhì)量。

2/3/202338第二節(jié)槽孔施工

修整檢測后的槽孔，還需進(jìn)行清孔驗(yàn)測，即用壓氣排液器、砂石泵或射水泵以反循環(huán)形式清除和置換孔內(nèi)含砂量和比重較大的泥漿，使孔底泥砂淤積厚度不超過10cm，孔底泥漿比重應(yīng)小于1.35，孔底泥漿含砂率要小于10％，以減少灌注混凝土的阻力，提高泥凝土質(zhì)量。清孔時(shí)，對槽孔端部有預(yù)留的混凝土接頭部位要用特制的鋼絲刷反復(fù)上下拉刷，直到該部位的混凝土孔壁除凈泥皮后，才能轉(zhuǎn)入灌注混凝土的工序，以確保槽孔接頭的質(zhì)量。

2/3/202339第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

槽孔施工結(jié)束并驗(yàn)測合格后，應(yīng)及時(shí)灌注混凝土。在泥漿下灌注混凝土的原理和方法，與地面混凝土工程不同，泥漿下灌注混凝土帷幕是以槽孔壁為模板，故要求泥漿的性能始終合格，以保證槽壁平整；泥漿下灌注的混凝土難以使用震搗設(shè)備，其密實(shí)性只能依靠混凝土自重壓力和灌注時(shí)產(chǎn)生的局部振動(dòng)來實(shí)現(xiàn)；灌注過程中，混凝土的流動(dòng)易將泥漿和孔內(nèi)沉渣卷入體內(nèi)，致使局部混凝土質(zhì)量變劣，因此，要求混凝土拌合料具有足夠大的流動(dòng)性和良好的和易性，同時(shí)要保證達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度和防滲要求。

2/3/202340第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

一、導(dǎo)管法施工

由于槽孔的混凝土工程量大，對很凝土的整體性和強(qiáng)度要求較高，目前立井帷幕施工中，普遍使用的方法是導(dǎo)管法。它施工簡便，澆筑速度較快，易于保證質(zhì)量。該法是沿槽孔弧長均布數(shù)根插至槽底的導(dǎo)管，從地面同時(shí)向各導(dǎo)管均勻灌入拌好的混凝土。混凝土從導(dǎo)管底口排出后，在槽底擴(kuò)散并逐漸頂升，同時(shí)不斷地把同體積的泥漿排出槽孔，直至混凝土灌滿整個(gè)槽孔，如圖5－18所示。

2/3/2023412/3/202342第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

導(dǎo)管由內(nèi)徑200－250mm的鋼管聯(lián)接而成。澆灌混凝土前，底口距孔底留有一定間隙(0.5m左右)，裝有漏斗的上口要高出泥漿液面一定高度，以增大混凝土灌注壓力。隨著槽孔內(nèi)混凝土面的不斷上升，在保證導(dǎo)管底口始終沒入混凝土內(nèi)一定深度的條件下，定時(shí)提升并拆除導(dǎo)管。為此，需配置一定數(shù)量不同長度的短管。為減少提管阻力和裝、卸導(dǎo)管的時(shí)間，導(dǎo)管接頭宜用快速接頭或螺紋式接頭。導(dǎo)管沒入混凝土的深度取決于導(dǎo)管間距、混凝土初凝時(shí)間、灌注深度和速度等，一般均應(yīng)大于1—1.5m。導(dǎo)管在孔口的安裝和定位見圖5—19。

2/3/2023432/3/202344第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

開始灌注混凝土之前，應(yīng)在導(dǎo)管內(nèi)的泥漿面上放置隔水栓，以防澆灌的混凝土與泥漿混合。隨著混凝土灌入量的增加，隔水栓也逐漸下移并同時(shí)排擠泥漿，直至隔水栓從導(dǎo)管下口脫出導(dǎo)管。隔水拴可用木球、膠球、或“H”形薄壁圓筒滑塞制成，其直徑應(yīng)小于導(dǎo)管內(nèi)徑15mm左右，以防卡管。

2/3/202345第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

二、混凝土的性質(zhì)要求與配合比設(shè)計(jì)原則（一）泥漿下施工對混凝土性質(zhì)的要求1、和易性與流動(dòng)性好和易性好是指在攪拌、運(yùn)輸和灌注過程中，混凝土的成分均勻、無離析現(xiàn)象和容易操作的性能。流動(dòng)性好則指其坍落度應(yīng)在要求的范圍內(nèi)，一般要求其坍落度為18—22cm。

2/3/202346第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

2、強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求通常帷幕設(shè)計(jì)中混凝土的強(qiáng)度等級為C20—C30(深度大于50m時(shí)取高等級)。雖然泥漿下的混凝土有充分的水化條件，固化過程不易有干縮裂縫，容易保證強(qiáng)度，但畢竟是在泥漿下使用的混凝土，容易混入泥土、增加含砂量，故實(shí)際施工中應(yīng)較混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級提高20％進(jìn)行配比。2/3/202347

(二)混凝土配合比設(shè)計(jì)混凝土配合比的設(shè)計(jì)方法是：假定組成混凝土拌合料的水泥、砂、石子及水等材料達(dá)到密實(shí)程度，則1m3混凝土所受的重力應(yīng)等于混凝土各組成材料所受重力之和。用該經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法與試驗(yàn)相結(jié)合，最后確定泥凝土的配合比。計(jì)算時(shí)一般根據(jù)以下幾項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)：(1)坍落度為18—22cm。(2)采用普通塑性混凝土水灰比的計(jì)算公式，且混凝土平均強(qiáng)度等級Cave較設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級C提高20％。(3)含砂率為40—50％。(4)水灰比小于0.6。(5)骨料粒徑不少于4cm。(6)1m3混凝土的水泥用量不少于400kg。

2/3/202348第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

為了提高帷幕用混凝土的和易性、抗?jié)B性和塑性，并節(jié)約水泥用量，國內(nèi)外一些單位在建設(shè)防滲墻時(shí)，在混凝土中摻用大量粘土、粉煤灰或優(yōu)質(zhì)高爐礦渣，獲得一定成效。為了改變我國帷幕混凝土配合比較為單一的落后局面，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)多種墻體材料的研究，以便按不同防滲要求選用經(jīng)濟(jì)合理的墻體。

2/3/202349第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

三、接頭施工（一）接頭及其重要性泥凝土帷幕劃分為若干槽段分別施工時(shí)，相鄰兩槽段混凝土銜接處稱為接頭，兩段槽孔交接處施工的鉆孔稱接頭孔，兩段槽孔分別灌注混凝土后形成的結(jié)合面(縫)稱接頭縫?？梢姡航宇^并非帷幕結(jié)構(gòu)的需要，而是施工方法的產(chǎn)物。

2/3/202350第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

接頭縫的出現(xiàn)會破壞帷幕壁的整體性，削弱帷幕壁的整體強(qiáng)度，也增加了施工難度。對帷幕壁中這一薄弱部位，除要求精心施工、使其具有足夠的承受地壓和抗?jié)B能力外，在帷幕法設(shè)計(jì)中，應(yīng)力求減少接頭數(shù)量。我國立井帷幕施工中雖有全圓環(huán)一次鉆鑿槽孔，一次連續(xù)灌注混凝土的成功實(shí)例，但綜合考慮各種因素，尤其是在帷幕較深的情況下，一般仍劃為2—3個(gè)槽段分別施工。

2/3/202351第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

(二)接頭型式接頭型式與造孔機(jī)具有關(guān)：用抓斗成槽時(shí)接頭多為直線狀，用沖擊式或回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)成槽時(shí)則為圓弧形。直線(平面)形的接頭縫不利于阻止地下水的滲透和剪力的傳遞，實(shí)際施工中往往采用預(yù)制分隔板或其它措施，使接頭縫呈各種折曲面的形狀，如圖5—21所示。2/3/2023522/3/202353第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

（三）接頭施工方法1、鉆鑿法

鉆鑿法就是在槽孔灌注混凝土4—6h后，直接用鉆機(jī)在槽孔端部已灌注的混凝土中鉆鑿接頭孔，使端部由原來的凸圓弧形變?yōu)榘紙A弧形。為防止鉆頭向較軟地層一側(cè)偏斜，開孔孔位應(yīng)向槽孔內(nèi)移200mm，如圖5—22所示。接頭孔鉆鑿要連續(xù)作業(yè)，快速施工，否則由于槽孔內(nèi)混凝土強(qiáng)度的增長會使鉆鑿工作出現(xiàn)困難。當(dāng)相鄰槽孔灌注混凝土前，需用特制圓形鋼絲刷對接頭孔壁反復(fù)拉刷，消除泥皮，力求提高接頭質(zhì)量。

2/3/2023542/3/202355第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

鉆鑿法簡便易行，不增加輔助設(shè)備，缺點(diǎn)是速度慢、效率低、費(fèi)工料、而且容易發(fā)生偏斜，還可能震裂接頭孔周圍的混凝土造成質(zhì)量事故，現(xiàn)國外已不再沿用這一工藝。該法適用于深度小于30m的混凝土帷幕接頭施工。

2/3/202356第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

2、預(yù)留法預(yù)留法為國外普遍采用的接頭工藝，該法是在灌注混凝土前在槽孔端頭預(yù)先布設(shè)鋼質(zhì)接頭孔管，當(dāng)灌注混凝土達(dá)一定深度，下部混凝土達(dá)到初凝且有一定自撐能力時(shí)，開始向上不斷微轉(zhuǎn)并撥動(dòng)接頭孔管，至全部拔出后，使槽孔端頭形成光滑的圓孔壁，待下一槽孔灌注的混凝土與之結(jié)合，即可形成整體性較好的混凝土帷幕。預(yù)留法施工簡單可靠、施工速度快、節(jié)省混凝土。但施工技術(shù)較復(fù)雜，需要專門的預(yù)埋鋼管及提升裝置。我國現(xiàn)正推廣這種施工方法。2/3/202357第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

3、隔板式接頭此法是將有一定剛度的鋼板或一定截面型式的預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件置于待澆筑混凝土的槽段端部，使之與澆灌的混凝上結(jié)合在一起，構(gòu)成帷幕結(jié)構(gòu)的組成都分，多用于深度小于30m的基礎(chǔ)工程施工。預(yù)制隔板的截面形狀應(yīng)有利于相鄰槽段的鉆鑿施工，且澆筑混凝土?xí)r要避免隔板構(gòu)件發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)與變位。

2/3/202358第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

4、雙反弧接頭這是加拿大馬尼克—3水電站鋇基混凝土防滲墻使用成功的接頭工藝。在相鄰兩個(gè)槽段分別施工并澆筑混凝上后，用一固定式雙反弧鉆頭，以兩側(cè)已硬結(jié)的槽段端部混凝土作導(dǎo)向向下鉆鑿接頭，至設(shè)計(jì)深度后，再用一液壓可張式雙反弧鉆頭自上向下刮除混凝土表面的殘留物，清孔后澆筑混凝土即可(圖5—24)。

2/3/2023592/3/202360第三節(jié)泥漿下灌注混凝土

固定式雙反弧鉆頭的中心帶有導(dǎo)向鉆頭，兩側(cè)為內(nèi)凹圓弧形沖擊刀。液壓可張式雙反弧鉆頭的兩側(cè)刀刃由活動(dòng)臂支撐，可通過液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)其張開程度，可調(diào)幅度為0.3－0.5m，使側(cè)刀能緊靠兩側(cè)的半圓弧形混凝土孔壁，借助沖擊動(dòng)作刮除泥皮，鉆頭底部裝有斜向噴漿管，位泥漿直接噴向側(cè)刀的工作面上。兩種鉆頭均用正循環(huán)泥漿出渣。我國廣州白天鵝賓館的地基防滲墻曾用此法施工，效果良好。

2/3/202361第四節(jié)掘進(jìn)、套壁與補(bǔ)強(qiáng)

帷幕法的井筒掘砌工作與普通鑿井法相同。由于帷幕隔斷了井內(nèi)、外地下水的聯(lián)系，為掘砌作業(yè)創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境，但掘砌工作仍應(yīng)注意