CN111042061A - 超深防渗墙施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超深防渗墙施工方法，包括：在对超深防渗墙进行成槽施工的过程中，若遇到防渗墙需嵌入河床高陡坡基岩内的情况，则采用复合爆破的方法形成槽孔；形成槽孔后，采用动态清孔的方法向槽孔内浇注混凝土，防止混凝土上层与槽孔内泥浆沉淀形成的混浆絮凝物胶结硬化，以便持续浇注混凝土形成垂直方向上连续的墙体；在向槽孔内浇注混凝土的同时，通过下设在槽孔端头的接头管所具有的活门组件和调节活门组件开度的调节组件，防止浇注的混凝土进入接头管内部而使接头管铸死。本发明方法，可在施工条件恶劣的条件下实现最深处超过180米的深厚覆盖层中进行防渗墙施工，成槽效率高、效果好，缩短防渗墙施工工期，保证防渗墙施工质量。

Description

超深防渗墙施工方法

技术领域

本发明涉及水利水电工程领域，尤其涉及一种超深防渗墙施工方法。

背景技术

国内外，各项地基处理和基础工程技术中，混凝土防渗墙是一项成熟的技术，仅在水利水电行业中，建成的防渗墙就不计其数。随着时代的变迁和技术的更新，防渗墙在施工工艺、成槽机具、环保要求、特殊情况处理等方面都发生了翻天覆地的变化，以适应不同防渗墙施工需求。

目前，在施工环境好、施工时间无限制、深度小于100米的土石坝中应用防渗墙作为防渗方案处于成熟阶段，但是，在天气炎热、具有大风及突发性短历时洪水的可施工时间有限的施工环境下，如果遇到河床一侧或两侧基岩面坡度大于50°、防渗墙最大深度超过150米甚至180米级、以及还可能存在孤石且含量高、架空现象严重常会遇到破碎带或断层的地质条件来说，根据以往施工经验都无法顺利施工。因为，在陡坡状基岩中造孔，由于钻具在下落冲砸基岩时容易溜钻，嵌岩很困难，不仅钻进效率极低而且钻进效果差，严重制约防渗墙工期，嵌岩不合格严重影响防渗墙质量。而孤石多、粒径大、架空现象严重也极大影响后续在该地层上进行防渗墙施工的工期和质量。槽孔太深，使得接头管起拔极困难，易出现接头孔缩孔和垮塌，采用目前拔管方法与设备无法满足要求，另外，槽孔过深易导致浇注的混凝土出现胶结层，从而无法形成连续的超深防渗墙。综上所述，迄今为止，本领域内还没有对上述防渗墙施工的有效方案。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种超深防渗墙施工方法，可在施工条件恶劣的条件下对最深处超过150米甚至180米级(180米级指大于180米)的深厚覆盖层进行防渗墙成槽施工，钻进效率高、效果好，缩短防渗墙施工工期，提高防渗墙质量。

为了实现上述目的，本发明的超深防渗墙施工方法包括：

在对超深防渗墙进行成槽施工的过程中，若遇到防渗墙需嵌入河床高陡坡基岩内的情况，则采用复合爆破的方法形成槽孔；

形成槽孔后，采用动态清孔的方法向槽孔内浇注混凝土，防止混凝土上层与槽孔内泥浆沉淀形成的混浆絮凝物胶结硬化，以便持续浇注的混凝土形成上下无断墙的墙体；

在向槽孔内浇注混凝土的同时，通过下设在槽孔端头的接头管所具有的活门组件和调节活门组件开度的调节组件，防止浇注的混凝土进入接头管内部而使接头管铸死；

其中，超深防渗墙指防渗墙最深处大于180米，高陡坡指河床基岩面坡度大于55°。

其中，所述复合爆破的方法形成槽孔包括：

利用第一钻具对河床陡坡进行钻进，以形成穿过覆盖层至基岩陡坡斜面的钻孔；

通过钻孔下设第一爆破装置并将其定位于陡坡斜面上，以利用第一爆破装置将陡坡斜面爆破成平缓斜面；

利用第二钻具对平缓斜面以下的基岩继续钻进形成爆破孔，并通过安置在爆破孔内的第二爆破装置爆破平缓斜面以下的基岩；

利用第三钻具继续对爆破后的基岩进行破碎与钻进处理，直至形成终孔。

其中，所述平缓斜面包括在陡坡斜面上爆破出的台阶孔或凹坑。

其中，采用动态清孔的方法向槽孔内浇注混凝土包括：

采用复合爆破的方法形成槽孔后，对槽孔进行清孔处理，并将多个预埋管、接头管、多个浇注导管下设在槽孔内；

在相邻浇注导管之间下设用于对浇注混凝土的槽孔施加风力的风管；

通过浇注导管向槽孔内浇注混凝土，并通过风管施加的风力由上至下对浇注的混凝土持续举升排浆，使槽孔内混凝土上层与泥浆形成的混浆絮凝物同步排出。

优选的，通过风管施加的风力由上至下对浇注的混凝土进行举升排浆的过程中，随着混凝土的浇注而提升风管。

优选的，在相邻浇注导管之间下设用于对浇注混凝土的槽孔施加风力的风管时，还在相邻浇注导管之间下设排渣管。

其中，通过风管施加的风力由上至下对浇注的混凝土进行举升排浆的过程中，还通过排渣管排出槽孔内已浇注的混凝土与泥浆沉淀所形成的混浆絮凝物。

其中，通过下设在槽孔端头的接头管所具有的活门组件和调节活门组件开度的调节组件，防止浇注的混凝土进入接头管内部而使接头管铸死包括：

在接头管的底管一端设置活门组件以及用于调节活门组件开度的调节组件；

将带有活门组件及调节组件的底管下设在槽孔底部，且使底管的设置活门组件以及调节组件的一端朝向孔底，以便浇注混凝土的过程中，通过调节组件调节底管活门组件的开度，以防止浇注过程中的混凝土流入底管而将底管铸死。

其中，向槽孔内浇注混凝土的过程中，还包括使槽孔内的混凝土浇注面同步上升以保持一致性的步骤。

其中，在对超深防渗墙进行成槽施工的过程中，若遇到防渗墙所在地层的孤石含量高于50％且架空严重，则对地层进行预爆预灌处理，以形成利于在其上进行后续防渗墙成槽用的均化地层。

与现有技术相比，本发明的超深防渗墙施工方法的有益效果体现在以下方面：

1、本发明的方法，可在施工条件恶劣的条件下对最深处超过180米的河坝进行防渗墙成槽施工，使防渗墙嵌入河床高陡坡基岩内，且钻进效率高、效果好，缩短防渗墙施工工期，提高防渗墙质量。

2、本发明的方法，对需嵌入基岩的超深防渗墙施工时，先将陡坡斜面处理成缓坡面，从而利于后续钻进，防止钻具打滑，极大加快施工效率。

3、本发明的方法，在超深防渗墙施工中可彻底清除孔底废渣，保证清孔效果，避免出现堵管情况，使得混凝土浇注可持续进行，防渗墙不会因混浆絮凝物胶结硬化而出现断墙现象，保证防渗墙施工质量。

4、本发明的方法，在浇注导管向槽孔内浇注混凝土的同时，通过风管施加的风力由上至下对浇注的混凝土持续举升排浆，使槽孔内混凝土上层与泥浆形成的混浆絮凝物同步排出，保证了混凝土浇注的持续进行，使得形成的超深防渗墙垂直连续无断墙现象。

5、本发明的方法，浇注混凝土时，可以使混凝土面连续匀速上升，在槽孔中快速形成防渗墙，且有效避免混凝土快速坠落导致的混凝土离析现象。

6、本发明的方法，在技术上突破现有技术中接头管法无法在超深防渗墙墙段连接中的应用，在接头管起拔时不会粘连混凝土，实现零风险拔管，成孔率高，极大压缩混凝土接头钻凿量，且实现超深墙体混凝土浇注、接头管起拔的协调性问题，使混凝土浇注、接头管起拔融为一体，互不制约，提高防渗墙综合工效。

7、本发明的方法，可将孤石含量高、架空现象严重、地层未经沉积和胶结的堰塞体地质条件改造成地层均一、完整、稳定的地层，利于在该地层上进行后续防渗墙施工，极大降低防渗墙成槽施工出现严重漏浆导致的塌槽风险以及遇到大孤石使成槽效率低下的情况，使施工质量好，施工效率高，打破了国内外在上述恶劣地质条件下的施工先例。以下，结合各附图对本发明实施例进行描述。

附图说明

图1是本发明方法中除底管外的接头管的示意图；

图2是图1中F-F向视图；

图3是本发明接头管的底管的示意图；

图4是图3中活门组件的结构示意图；

图5是图4中活门组件的左视图；

图6是本发明灌浆时采用灌浆液的配比图；

图7是本发明的快速防渗墙施工的示意图；

图8是本发明的用于在快速防渗墙施工中控制每个混凝土浇注设备的浇注量或浇注速度的控制原理图；

图9是显示了本发明的每个浇注导管结构的示意图；

图10是本发明控制混凝土缓慢充满每个浇注导管的控制原理图；

图11是本发明接头管下设的流程图；

图12是本发明方法适用地层的地质剖面图；

图13是采用本发明方法成槽时槽段主、副孔划分的示意图；

图14是本发明成槽方法施工过程示意图；

图15是本发明成槽方法的流程图；

图16是本发明动态清孔方法中排渣管与风管下设的示意图；

图17是本发明第一次清孔时的过程图；

图18是本发明第二次清孔时的过程图；

图19是本发明浇注混凝土过程中风管与排渣管起拔的过程图；

图20是本发明动态清孔方法的流程图；

图21是本发明超深防渗墙施工方法的流程图；

图22是本发明泥浆制备系统的示意图；

图23是储浆池搅拌装置第一种结构的结构示意图；

图24是储浆池搅拌装置第二种结构的结构示意图；

图25是本发明泥浆净化回收系统的示意图；

图26是本发明泥浆循环使用流程图。

具体实施方式

如图21所示，为本发明的超深防渗墙施工方法的流程图，由图可知，其包括：

在对超深防渗墙进行成槽施工的过程中，若遇到防渗墙需嵌入河床高陡坡基岩内的情况，则采用复合爆破的方法形成槽孔；

形成槽孔后，采用动态清孔的方法向槽孔内浇注混凝土，防止混凝土上层与槽孔内泥浆沉淀形成的混浆絮凝物胶结硬化，以便持续浇筑混凝土形成垂直方向上连续的墙体；

在向槽孔内浇注混凝土的同时，通过下设在槽孔端头的接头管所具有的活门组件和调节活门组件开度的调节组件，防止浇注的混凝土进入接头管内部而使接头管铸死；

其中，超深防渗墙指防渗墙最深处大于180米，高陡坡指河床基岩面坡度大于55°。

需要说明的是，作为土石坝基础工程中最重要的防渗设施之一，防渗墙对于保证大坝安全、减少库区渗漏具有重要作用，目前，国内对土石坝防渗墙施工时，最深处槽孔一般不超过100m，且施工时间充足，并在自然环境适宜的情况下施工，而在施工条件恶劣的条件下对孔深超过150m甚至最深处超过180米、河床基岩面坡度大于55°的工程(如图12所示)来说，具有砂卵石超深覆盖层，且由于槽孔深度限制现有技术的应用，使得本领域研究人员急需提供在上述情况下防渗墙施工的有效方案，基于此，发明人提供一种可以在超深防渗墙成槽施工时能够有效钻进的效率高、效果好的方法，从而缩短防渗墙施工工期，提高防渗墙质量。

在防渗墙施工时遇到防渗墙需嵌入河床高陡坡基岩内的情况，本发明采用复合爆破的方法形成槽孔，如图15所示，其包括：

利用第一钻具对河床陡坡进行钻进，以形成穿过覆盖层至基岩陡坡斜面的钻孔；

通过钻孔下设第一爆破装置并将其定位于陡坡斜面上，以利用第一爆破装置将陡坡斜面爆破成平缓斜面；

利用第二钻具对平缓斜面以下的基岩继续钻进形成爆破孔，并通过安置在爆破孔内的第二爆破装置爆破平缓斜面以下的基岩；

利用第三钻具继续对爆破后的基岩进行破碎与钻进处理，直至形成终孔；

其中，超深防渗墙指防渗墙最深处大于180米，高陡坡指河床基岩面坡度大于55°，即河床一侧或两侧的基岩面坡度大于55°，通常情况下河床呈V形甚至深V形。

具体的，在上述地质条件下进行防渗墙施工时，若防渗墙需嵌入基岩，则采用如下方法形成槽孔：

在准备工作完成后，利用第一钻具1对河床陡坡进行钻进，使第一钻具的钻头穿过基岩5上方覆盖的覆盖层52至基岩5的陡坡斜面51，并形成深至基岩5的陡坡斜面51的钻孔(如图14中下标序号1的附图所示)。其中，第一钻具1可采用冲击钻机。

形成深至基岩5的陡坡斜面51的钻孔后，上提冲击钻机，并将第一爆破装置通过冲击钻机钻设出的钻孔下设到陡坡斜面51上方并将其定位于陡坡斜面51上(如图14中下标序号2的附图所示)，以利用第一爆破装置将陡坡斜面51爆破成利于后续钻进及爆破用的平缓斜面。

其中，通过钻孔下设第一爆破装置并将其定位于陡坡斜面上之前，还包括利用固定装置吊装第一爆破装置的步骤。本实施例的第一爆破装置包括：安装在定位器下方的爆破筒4；与爆破筒4连接的电线6；与电线6电连接的地上引爆组件(图中未示出)；其中，爆破筒4可采用定向聚能爆破筒。而固定装置包括：定位器；其一端连接定位器、其另一端与地面吊装装置((图中未示出，可为吊机)连接的牵拉件7，该牵拉件7可为分别吊装定位器两侧的一双钢丝绳。

本实施例的定位器可以采用如下结构，包括：定位块2，其中心设有通孔；安装在定位块2下方的定向架3，爆破筒4吊装在定向架3下方。设计时，定位块2可采用方形或圆形的砼定位块，中心开设通孔，与爆破筒4连接的电线6可以穿过通孔沿钻孔向上延伸至地面，与地面引爆组件连接。定向架3可以通过可拆卸或不可拆卸方式安装在定位块2下方，呈长条形，在其下方吊装爆破筒4。定位块、定向架还可参考现有技术结构。

通过固定装置吊装第一爆破装置并将其沿着上述钻孔下放到陡坡斜面51上方后，将第一爆破装置的爆破筒4定位于陡坡斜面51上，然后对基岩的陡坡斜面51进行爆破，使陡坡斜面51成为平缓斜面，即，在陡坡斜面51上爆破出台阶孔或凹坑52(如图14中下标序号3的附图所示)。

在陡坡斜面51上爆破出台阶孔或凹坑52(即陡坡斜面51成为平缓斜面)后，利用第二钻具对平缓斜面以下的基岩继续钻进形成爆破孔，并通过安置在爆破孔内的第二爆破装置爆破平缓斜面以下的基岩。

具体的，在陡坡斜面51上爆破出台阶孔或凹坑52后，将固定装置上提到钻孔外，然后将套筒钻头14下设到钻孔内，并以套筒钻头14作为定位器，在套筒钻头14的中空内腔中下设排渣管8、钢管9、第二钻具(即钻杆10)，使第二钻具底端被下设至台阶孔或凹坑52处，利用第二钻具钻进施工出爆破孔。接着，在形成的爆破孔内安置第二爆破装置，即，以排渣管8作为定位管，顺着定位管将第二爆破装置的电线11、电雷管及炸药12下设到爆破孔内(如图14中下标序号4的附图所示)，然后提升定位器及定位管等，利用第二爆破装置对基岩进行爆破。

利用第二爆破装置对基岩进行爆破后，利用第三钻具13(采为冲击钻机)继续对爆破后的基岩进行破碎与钻进处理(如图14中下标序号3的附图所示)，直至形成终孔。

对于防渗墙需嵌入基岩的情况，都可采用上述方法进行槽孔施工。通常情况下，对于孔深超过100m的槽孔需入岩至少2米，少于100m的槽孔可入岩1米，而槽段可根据实际情况确定长度。

对于砂卵石超深覆盖层，孔壁安全是非常关键的问题，因此，采用冲击钻机作为第三钻具13进行主孔位施工，抓斗进行副孔位施工，即，成槽工艺主要采用钻抓法，如附图13所示，由冲击钻机施工主孔，抓斗施工副孔。整个槽段为“三钻两抓”施工完成。冲击钻机具有挤密地层，保护孔壁稳定的作用，同时冲击钻施工主孔对于抓斗施工具有导向作用，能保证槽孔孔斜率的要求。

进一步的，在超深防渗墙成槽施工中，若遇到防渗墙不需嵌入河床高陡坡基岩内的情况时，对于覆盖层主要地层为砂卵砾石层，且含有漂石、密实砂层的地层，采用冲击钻施工主孔，以便挤密地层，保护孔壁稳定，为副孔施工导向。

其中，在超深防渗墙成槽施工中，需采用护壁泥浆，护壁泥浆的作用主要体现在以下几方面：

(1)护壁，保持槽孔稳定：

施工中槽孔内的泥浆压力高于所在地层的地下水压力,使泥浆渗入槽壁土体中,其中较细的颗粒进入孔隙中,较粗的颗粒附着在孔壁上,形成泥皮,随着泥皮厚度的增加,对水的流动阻力增大,使水不再进入地层,泥浆所产生的侧压力通过泥皮作用在孔壁上,从而保证了槽壁的稳定。

(2)悬浮和携带钻渣，提高钻孔功效

泥浆具有一定的黏度和凝胶强度,当静止时成胶冻状,其所含岩粉及钻渣可保持悬浮状态而不下沉,既保证了钻进施工,又可在泥浆循环时携带钻渣排出孔外，提高钻孔功效。

(3)冷却钻头

钻进施工中,由于钻头对岩石或砂卵石地层进行不断的冲击、切削、摩擦，使得钻头温度不断升高，而泥浆正好可以对钻头进行冷却。所以也要求孔内泥浆具有良好的稳定性,不致因分离和沉淀而改变泥浆性能。

基于上述原因，本发明提供一种用于超深防渗墙的泥浆制备与净化回收系统，其包括泥浆制备系统和泥浆净化回收系统。

泥浆制备系统如图22所示，包括膨润土仓401、泥浆搅拌机405、储浆池403、回浆池404，此外，还包括：用于对储浆池403中储存的泥浆进行风力搅拌的储浆池搅拌装置；用于对回浆池404中储存的泥浆进行风力搅拌的回浆池搅拌装置。

其中，本发明的储浆池搅拌装置可以采用如图23所示的结构，包括：安装在储浆池403外的用于提供风力的空压机435；与空压机435的出风口相连通的送风管434；安装在储浆池403外或储浆池403内且与送风管434的出口相连通的总风管433；其一端与总风管433相连通且平行安置的多个分支风管431；其中，分支风管431上开设多个送风孔432。

其中，多个分支风管431与总风管433垂直，且分支风管431上的多个送风孔432沿其轴向间隔设置。而当总风管433安装在储浆池403内时，在总风管433上开设多个送风孔，且多个送风孔沿总风管433轴向间隔设置。

安装时，多个分支风管431可以通过可拆卸或不可拆卸的方式固定于储浆池403的底部，如通过焊接或通过角板与螺栓固定的方式等，而多个分支风管431的数量可根据储浆池403的尺寸确定。

进一步的，储浆池搅拌装置除了采用如图23所述的结构之外，还可以采用如图24所示的结构，即，其在图23结构基础上，还包括与多个分支风管431的另一端分别相连通且与总风管433平行的连通风管436，位于储浆池403内部，且连通风管436上开设多个送风孔。设计时，各管上的送风孔可均位于管的上部，即朝上设置。

此外，还可以在储浆池403的四侧内壁上环装一圈风管(图中未示出)，并在一圈风管上开设多个送风孔。更进一步的，还可以沿着储浆池403的高度方向、在其内壁上环装多圈风管(图中未示出)，并在每圈风管上开设多个送风孔。上述环装的风管与总风管433或送风管434相连通，从而通过空压机为储浆池403提供风力，进而通过空气压力，不断搅拌循环储浆池403内储存的膨润土泥浆。

本发明的回浆池搅拌装置可采用与储浆池搅拌装置的结构相同的装置，在此不再对其结构进行重述。

对于最深处超过180米的超深防渗墙工程来说，为了制备出优质膨润土泥浆，使其具有良好的流变性、稳定性、抑制性和悬浮、携带岩屑能力，同时还能兼具经济环保效益，本发明采用的膨润土泥浆配比如下表所示：

膨润土泥浆配比表(1m3泥浆)

材料名称(kg)	水	膨润土	纯碱(Na2CO3)	备注
					膨润土泥浆	990	75	2.5

在实际施工时，如图22所示，将储浆池403设置在防渗墙轴线上游侧约30，并在储浆池403旁侧设置回浆池404。储浆池403内经储浆池搅拌装置搅拌好的泥浆通过外径为150mm的送浆管输送至施工槽段中。在储浆池403上游设置膨润土仓库401，用于储存和搅拌膨润土泥浆。在储浆池403设置2台1.5m3高速搅拌机405，用于拌制膨润土泥浆。泥浆搅拌完成后，储存于储浆池403或由储浆池40中隔离出的膨化池402内进行膨化。常规情况下，膨润土泥浆在使用过程中需不断的搅拌、循环来防止泥浆离析沉淀。

而通过在储浆池403内设置储浆池搅拌装置(针对总风管433设置在储浆池内的情况)或储浆池搅拌装置的一部分(针对总风管433设置在储浆池外的情况)，在回浆池404内设置回浆池搅拌装置(针对总风管设置在回浆池内的情况)或回浆池搅拌装置的一部分(针对总风管设置在回浆池外的情况)，可以不断搅拌循环储浆池403内、回浆池404内的膨润土泥浆，从而满足超深防渗墙所需的储浆量多、使用强度大的情况，有效防止膨润土泥浆的离析沉淀。

膨润土泥浆使用流程如图26所示，新制泥浆在储浆池中膨化，通过送浆管输送至防渗墙各槽段中使用，通过抽渣，携渣方式连同碎渣一起排出各槽段的槽孔。

而本发明为了使排出槽孔的废浆可以再次回收利用，采用如图25所示的泥浆净化回收系统406对废浆进行净化回收处理，该泥浆净化回收系统406包括：与一个或多个槽孔的排渣管相连通且用于接收排渣管排出的废浆的废浆接收管460；多级沉淀池，具有高程不同且由高至低依次安置的至少三级沉淀池；多级沉淀池中的高程最高的第一级沉淀池461的进浆口与废浆接收管460相连通，多级沉淀池中的第三级沉淀池463与回浆池404相连通。

其中，多级沉淀池中的两两相邻的沉淀池之间设置用于将两者连通的排浆管467，且排浆管467上设置用于打开或关闭排浆管467的阀门(图中未示出)，该阀门可以采用现有技术的阀门。在第三级沉淀池463与回浆池404之间设置将两者相连通的回浆管469，回浆管469与排浆管467位于第三级沉淀池463的同侧，即，均设置于第三级沉淀池463的与泥浆进口相背的一侧，且回浆管469的用于连通第三级沉淀池463的连通口高于排浆管467用于连通第三级沉淀池463的连通口(如图25所示)，以便第三级沉淀池463沉淀后的位于上面的性能好的泥浆可以经回浆管469输送至回浆池404内。

进一步的，为了便于将泥浆经回浆管469顺利地输送至回浆池404内，还可以在回浆管469上设置泥浆泵(图中未示出)，泥浆泵可以采用现有技术的结构。

设计时，多级沉淀池可以包括三级或多于三级的沉淀池，而本实施例采用的多级沉淀池为六级沉淀池，包括高程逐渐改变的六级沉淀池，即，由高至低依次设置的第一级沉淀池461、第二级沉淀池462、第三级沉淀池463、第四级沉淀池464、第五级沉淀池465、第六级沉淀池466。在第三级沉淀池463回收泥浆，将性能好的的泥浆通过泥浆泵输送至回浆池404中，再通过与回浆池404连通的送浆管输送至各槽孔中，进行二次利用。而第三级沉淀池463沉淀剩下的废浆通过后三级沉淀池沉淀、净化后可直接排出，沉淀下来的废渣由自卸车装运至晾晒场，通过一段时间的风吹日晒，废渣中的水分逐渐蒸发干净，部分碎渣可用于填筑，其余的统一运送到弃渣场。

本发明采用泥浆净化回收系统对槽孔排出的废浆进行处理具有非常重要的意义，主要体现在几个方面：

(1)提高泥浆利用率，降低成本；

通过试验计算，经过沉淀池净化后，回收利用的泥浆约占排出泥浆的55％，大大提高了泥浆利用率，节约了泥浆成本。

(2)净化泥浆，减少对环境的污染；

(3)大大减少废浆量，降低渣料运输成本。

总之，本发明通过多级沉淀池法大大提高了泥浆回收率，提高了泥浆沉淀净化效果，具有非常高的经济、环境价值。

进一步的，在超深防渗墙成槽施工中，若遇到防渗墙所在处存在堰塞体且地层的孤石含量高于50％、架空严重，则对地层进行预爆预灌处理，以形成利于在其上进行后续防渗墙成槽用的均化地层。

预爆预灌处理包括：在体量大的孤石所在地层进行预爆处理，以将体量大的孤石破碎成小块石；在完成预爆处理后，在预爆处理后地层的上游和下游进行预灌浆处理，以将上游和下游的渗漏通道封堵住。

具体的，本发明的预处理方法包括如下步骤：

N01、将孤石含量超过50％的地层改造成无孤石的均一地层

对于孤石含量超过50％且孤石体量大的地层，本发明采用爆破处理的方法对大量孤石进行破碎处理：首先，钻设用于安置炸药的爆破孔，然后，通过炸药破碎爆破孔内的孤石。

N11、钻设爆破孔

本发明在地层上以等间距钻设一排爆破孔，相邻爆破孔之间的间距可为1.2-1.6m，本实施例优选为1.5m。

钻设时，根据现场施工地质情况，以及现场设备允许的情况下，钻设到最大深度，以尽可能的保证防渗墙的造孔质量及槽孔安全。

钻设爆破孔时，钻进方法主要采用风动潜孔钻跟管钻进的方法，也可采用地质钻机泥浆护壁回转钻进的方法，这两种方法的钻进原理均可参考现有技术方法，在此不对其详细描述。

其中，采用风动潜孔钻跟管钻进的方法时，所用的偏心跟管钻头应与所用套管相适应(如图2中a所示)，套管可以采用Φ114mm或Φ146mm的优质地质钢管。所用的空压机应与潜孔锤的工作风压相适应，一般应采用中、高风压的空压机(图中未示出)。

所有钻设的爆破孔均为垂直孔，钻机对准孔位后，应调正钻机桅杆或立轴，使钻杆和套管保持在铅垂直方向上。钻进过程中，应随时检查套管或钻杆的垂直度，发现问题及时更正。爆破孔应特别注意控制钻孔偏斜，尤其是上部20m的孔斜，爆破孔偏斜率要求不大于1％。

所有钻孔钻进时均应按照严格执行操作要求，避免孔内事故，确保钻孔成孔率，不得将套管、钻具等金属物遗弃在孔内。

钻设爆破孔时的工艺流程如下：对孔位→调正钻机→开孔→跟管钻进→压缩空气冲孔→加钻杆、跟管→中间测斜检查→下一循环→终孔→验孔。

在钻设爆破孔时，需要严格控制孔斜，否则在地层外爆破起不到效果。为防止钻孔孔斜，保证钻孔的垂直度，本发明采取如下孔斜保证措施：

(1)地基坚实、平稳，基台牢固、周正，钻机安装周正、水平、稳固，立轴方向和倾角符合设计要求。

(2)在断层、裂隙发育、岩脉穿插的地层，钻孔容易发生弯曲，钻进时应调整钻速，不宜过快。

(3)根据钻孔情况，现场施工技术人员应及时跟进孔斜测量，了解钻孔轨迹；

(4)根据地层特点，合理确定钻进技术参数，选择钻进方法。

(5)为保证钻孔垂直度，开孔阶段选用偏心锤缓慢钻进，跟管钻进阶段，可使用防磁无线有储式数字陀螺测斜仪高精度测斜仪进行孔斜测量控制，由专职人员进行测斜，由于此测斜仪精度高，故能准确掌握钻孔的实际轨迹，减少人为因素和仪器自身误差的影响。孔底偏斜率应不大于1％。跟管钻进时应严格控制20m以内孔斜，0～20m孔深范围内，每5m测一次，如发现钻孔偏斜超过规定时，应及时纠偏。

此外，在钻进过程应随时注意地层变化，遇卵石钻进时，应放慢钻进速度，反复钻进、修整孔壁，确保跟管顺利穿越卵石，避免卡管，导致套管断裂。同时对跟管丝扣应加强检查，损坏的要及时更换，重新加工，以避免孔内丝扣断裂，发生孔内事故。

由于钻孔设备属于大型设备，在设备使用中需加强维修保养，本发明要求每30天施工机组暂停施工，对设备进行强制检查保养，以使设备始终保持良好的状态，并建立健全大型设备的维修、保养记录，如有条件，可以对每台大型设备建立维修，保养电子台帐以便于以后施工时有针对性进行设备检查。

需要说明的是，由于爆破孔对孔斜要求极高，如果钻孔孔斜偏出防渗墙范围，预爆破将变得没有意义，而目前潜孔钻机施工到70m基本能保证钻孔不偏出防渗墙，而超过70m则很难保证孔斜不偏出防渗墙，因此爆破孔施工可以最深施工至70m左右，70m以下部分的孤石可以在后续防渗墙施工过程中进行孔内爆破处理。

N12、对爆破孔内的孤石进行破碎处理

其中，采用全液压钻机配置高频冲击器进行跟管钻进钻设爆破孔时，一次钻进到底，并且，在钻孔过程中，要密切观察出渣及钻进情况，根据潜孔钻钻进过程中钻进难度及孔内返风情况详细记录爆破孔内孤石个数、孤石所处位置和孤石尺寸，并在完成钻孔后将整孔孤石位置进行整理标注。然后，以整个爆破孔为基准，计算出每个孤石中心在该爆破孔内的深度，并标注与深度相对应的孤石尺寸。最后，对爆破孔内的各孤石进行破碎处理。

在爆破孔钻设完成并确定出相应孤石的位置与大小信息后、对孤石正式爆破施工前，本发明还需进行现场模拟全孔爆破试验，以确定爆破时药量控制参数。

试验时，本发明根据该地层内的直径大致相当且含量最多的孤石适当确定试验用孤石直径，并可根据实际情况确定试验的次数。

其中，本发明通过三次现场模拟全孔爆破试验，试验数据分别如下：

第一次试验：钻孔深度为3m，最大孤石直径为1.0m，总装药量为5.4Kg，平均装药量为1.8Kg/m；

第二次试验：钻孔深度为5m，最大孤石直径为2.0m，总装药量为12.5Kg，平均装药量为2.5Kg/m；

第三次试验：钻孔深度为10m，最大孤石直径为3.0m，总装药量为33Kg，平均装药量为3.3Kg/m。

在每次现场爆破结束后，立即进行开挖，直观检查爆破效果，发现前两次爆破后，孤石虽破碎成块石及部分粉末，但仍然存在大块块石，而第三次爆破后，孤石破碎成大小比较均一的块石(块石直径在5cm-50cm之间，且直径均一化较好，即直径差不多的块石多)，因此，结合具体地质情况及现场模拟试验结果，最终确定本发明可采用装药量控制在2～3kg/m之间，优选的，本实施例选用装药量为3kg/m。

通过上述试验方法确定出破碎含量较多孤石所需的装药量之后，将各炸药按照每四节(共计1.2kg)用透明胶带捆扎(只捆扎固定一端)，然后，使用伸缩性较差的绑带如尼龙绳绑扎炸药，以绳索底部作为孔底第一个孤石中心绑扎炸药，根据第一个孤石尺寸将相应炸药绑扎位置向中心两端扩散。确定好绑扎位置后在捆扎好的炸药中安放雷管，将雷管线在尼龙绳上缠绕固定，并且用透明胶带将炸药二次固定。从以绑扎第一个孤石中心位置量取出同一爆破孔内上一个孤石中心位置并进行绑扎，依次类推，按照原来获取的各孤石位置、尺寸信息及相应炸药量，绑扎相应炸药，直到量取到爆破孔的孔口位置处，做好标注。

在完成整个爆破孔内所有炸药的绑扎后，通过悬吊线依次从提前安放的PVC管内下设炸药，并在标注的孔口位置对悬吊线进行孔口绑扎固定，下设完成后，将爆破孔的导爆线连接引出至引爆器，待安全警戒完毕后进行爆破施工。

需要说明的是，对于个别的最大粒径超过10米的孤石，需适当加大装药量，另外，可在进行防渗墙成槽时采用单独装药爆破的方法进行破碎。当然，若遇直径小于1米的孤石，也可适当减少装药量。

所有爆破孔内孤石的处理都可按上述方法进行，在此不再赘述。

本发明在防渗墙施工前，沿防渗墙槽孔轴线钻设一排爆破孔，并对爆破孔内的所有孤石进行爆破处理，使孤石被破碎成小块块石，从而将原来的孤石含量高的地层改善成孤石含量低甚至无孤石、只有均一的小块块石的地层，有效防止大孤石使后续防渗墙成槽造孔时孔斜超标、成槽效率低下情况的发生，保证防渗墙施工的进度与质量。

N02、将松散、有架空现象的地层改造成稳定、完整的地层

本发明采用爆破处理的方法对孤石进行破碎处理后，使地层不再存在大量孤石的情况，但由于原地层较松散，爆破处理后的地层将会更加松散，因此，为了提高松散地层的完整性、稳定性，本发明还采用了如图3所示的钻设灌浆孔并通过灌浆孔对松散地层灌浆的方法来平整地层。

N21、钻设灌浆孔

在孤石被破碎成均一块石后，在堰塞体防渗墙轴线的上游和下游，即在堰塞体防渗墙轴线的两侧，分别间隔钻设一排上游灌浆孔和一排下游灌浆孔。灌浆孔距防渗墙轴线0.9m，上、下游灌浆孔之间的排距为1.8m、孔距为2.0m。其中，排距是指沿水流方向的间距，孔距是指与水流方向垂直方向的间距。

钻设时，根据现场施工地质情况，以及现场设备允许的情况下，钻设到最大深度(至少超过70米)，以尽可能的保证防渗墙的造孔质量及槽孔安全。而灌浆孔的钻设方法可以采用爆破孔的上述风动潜孔钻跟管钻进的方法，也可采用地质钻机泥浆护壁回转钻进的方法，在此不再赘述。

需要说明的是，在钻设灌浆孔的过程中，应使上游灌浆孔和下游灌浆孔呈三角形布置，即，从爆破孔与灌浆孔的孔位布置图来看，一个下游灌浆孔位于两个上游灌浆孔之间，一个上游灌浆孔位于两个下游灌浆孔之间。上游灌浆孔和下游灌浆孔呈三角形布置，在灌浆时，可以使灌浆液充分流入防渗墙两侧的松散地层内。

N22、向灌浆孔内灌浆

在上游灌浆孔和下游灌浆孔钻设完成后，采用拔管灌浆法对上、下游灌浆孔进行灌浆处理。

其中，采用拔管灌浆法对各灌浆孔进行灌浆处理的过程可包括如下步骤；

在灌浆孔钻设至预设深度时，取出套管内偏心钻；

偏心钻取出后，提升套管，以形成其长度与套管提升深度相对应的灌浆段；

采用自流灌注的方法，向灌浆段灌注至少包括水泥粘土浆的灌浆液；

在灌浆段的底部达到结束标准后，提升套管，并按上述方式继续灌浆，直至整个灌浆孔灌注完毕。

或者，在上游灌浆孔和下游灌浆孔钻设完成后，还可采用花管灌浆法对对上、下游灌浆孔进行灌浆处理，其包括如下步骤：

在灌浆孔钻设至预设深度时，取出套管内偏心钻；

偏心钻取出后，在套管内下设带有出浆孔的花管；

花管下设完华后，将套管起出，采用水压塞向花管内灌注包括水泥粘土浆的灌浆液；

灌注灌浆液时，灌浆液通过花管的出浆孔流向灌浆孔及其附近的松散地层，实现对灌浆孔自下而上的逐段灌浆。

采用花管灌浆时，花管采用PVC花管，花管直径为Φ89mm，花管外壁上每0.5m钻一圈出浆孔，每圈出浆孔包括3个出浆孔(即沿花管周向相隔120度)，出浆孔的孔径可为1.5cm，且出浆孔处采用胶带封闭。每节花管的长度可为3.0～6.0m，相邻花管之间进行连接，连接可采用现有技术连接方式，根据施工情况进行调整，但要确保下设花管时不会松脱。花管下设完毕后，将套管使用拔管机起出，PVC花管留在钻设出来的灌浆孔内，以采用水压塞自下而上逐段灌浆。

不论采用何种灌浆方法，在灌浆时，可采用多个灌浆孔同时灌浆的方法，也可采用单个灌浆孔灌浆的方法。

其中，本发明采用的至少包括水泥粘土浆的灌浆液，为水泥粘土浆，水固比为0.7:1、0.4:1两级，必要时在水固比0.4:1级浆液中掺加5％或10％的水玻璃进行灌注，以加大浆液稠度、加快浆液凝结时间、控制浆液凝结时间、控制浆液扩散范围，使灌浆具有可控性，不仅可节约灌浆材料，且能够对渗漏通道进行有效封堵。

浆液制备采用ZJ-400型搅拌机，具体制浆按如下程序执行：制浆程序：先加水，后加水泥，搅拌后加泥浆，继续搅拌2min；水泥粘土浆在具备条件时可先膨化4～6小时后使用，不具备条件也可直接使用；水泥粘土浆制出后应过筛除去大颗粒后入泥浆池，池内安设花管，用泵输浆或用高压风搅动池内泥浆，使之不沉淀，呈均匀状态。

在灌浆时，要根据灌浆孔内灌浆液的灌注量及可灌性系数Q/P(Q为灌注流量，P为灌注压力)，随时调整灌浆液中水泥粘土浆的水固比：

当灌浆孔内灌浆液的灌注量小于200kg/m时，灌浆液采用水固比为0.7:1的水泥粘土浆，其包括：水泥、粘土、水，且水泥、粘土、水的重量份比为1：1：1.4；

当采用水固比0.7:1的水泥粘土浆灌浆且可灌性系数Q/P基本不变时，加大灌浆液的灌注量，使灌浆液的灌注量大于或等于200kg/m、小于300kg/m，且此时灌浆液采用水固比为0.4:1的水泥粘土浆，其包括：水泥、粘土、水，且水泥、粘土、水的重量份比为1：1：0.8；

当采用水固比0.4:1的水泥粘土浆灌浆且可灌性系数Q/P基本不变时，加大灌浆液的灌注量，使灌浆液的灌注量大于或等于300kg/m、小于1000kg/m，且此时灌浆液采用在水固比为0.4:1的水泥粘土浆中掺加5％的水玻璃，水泥粘土浆包括：水泥、粘土、水，且水泥、粘土、水的重量份比为1：1：0.8，而水泥粘土浆与水玻璃的重量份比为1：0.05；

当采用水固比0.4:1的水泥粘土浆且掺加5％水玻璃的灌浆液进行灌浆且可灌性系数Q/P基本不变时，加大灌浆液的灌注量，使灌浆液的灌注量大于或等于1000kg/m、小于2000kg/m，且此时灌浆液采用在水固比为0.4:1的水泥粘土浆中掺加10％的水玻璃，水泥粘土浆包括：水泥、粘土、水，且水泥、粘土、水的重量份比为1：1：0.8，而水泥粘土浆与水玻璃的重量份比为1：0.1；

当灌浆孔内灌浆液的灌注量大于或等于2000kg/m时，可结束本段灌浆；或者，当灌浆压力达到0.5Mpa以上、而灌浆注入率仍然较低时(小于10L/min)，可以结束本段灌浆。

此外，在灌注浆液时，还要根据灌浆孔内的吃浆量情况，随时调整灌浆压力，一般情况下，灌浆压力采用0.2～0.5Mpa，当吃浆量大时，采用小压力，当吃浆量小时，采用较高的压力。

需要说明的是，对于经过对地质资料及勘探孔分析，发现孤石含量更多、粒径更大，地层架空情况更严重的地层来说，必须按照上述结束标准进行灌浆，并且，对靠近基岩的各灌浆孔，要将上游一排灌浆孔中的相邻孔距加密，如由原来孔距2m加密至孔距为1m～1.5m，同时对灌注单耗进行调整，一般单耗为1500～2000Kg/m。

此外，在实际施工过程中，还可根据地层的实际情况对灌浆及结束标准等进行调整。

通过提前对防渗墙成槽施工前的地层进行灌浆处理，可将防渗墙轴线上游和下游的渗漏通道进行封堵，从而在地层完整、稳定的条件下进行防渗墙的成槽施工。

当然，在具体施工时，根据工作面的影响，上述灌浆过程和爆破过程还可以穿插施工。

一旦防渗墙施工中出现严重漏浆、塌孔，有可能要对槽段进行回填处理，不但延误工期，经济损失也巨大，但采用本发明的方法，提前对成槽施工前的地层进行爆破处理(即预爆)，可将地层中大的孤石完全爆破，形成小的块石，而提前对地层进行灌浆处理(即预灌)，可将渗漏通道进行提前封堵，地层胶结性也得到很好改善，槽孔周边破损松散堆积体的稳定性得到极大提高，极大减少后续防渗墙成槽施工中漏浆、塌孔情况的发生，既缩短了工期，使防渗墙成槽施工的进度与质量得到确切保证，也节约了处理事故的直接经济成本，经济效益明显。

在超深防渗墙槽孔施工完成后，需对槽孔进行清孔与浇注处理，本发明采用动态清孔方法进行清孔与浇注处理。如图20所示，为本发明提供的动态清孔方法的流程图，由图20可知，本发明方法包括：

超深防渗墙槽孔施工完成后，对槽孔进行清孔处理，并将多个预埋管、接头管、多个浇注导管下设在槽孔内；

在相邻浇注导管之间下设用于对浇注混凝土的槽孔施加风力的风管；

通过浇注导管向槽孔内浇注混凝土，并通过风管施加的风力由上至下对浇注的混凝土持续举升排浆，使槽孔内混凝土上层与泥浆形成的混浆絮凝物同步排出，从而通过持续浇注混凝土形成垂直方向上连续无断墙的超深防渗墙。

具体的，本发明对超深防渗墙槽孔进行动态清孔的方法包括如下步骤：

S01、在超深防渗墙槽孔施工完成后，对槽孔进行清孔处理，并将多个预埋管、接头管、多个浇注导管下设在槽孔内

S11、在超深防渗墙槽孔施工完成后，对槽孔进行清孔处理，清孔处理包括对槽孔进行第一次清孔处理，以排出槽孔内沉渣并减少换浆量。

在防渗墙槽孔施工完毕后，采用冲击钻套挂抽砂桶的方法对槽孔进行孔底沉渣清理，以通过抽砂桶将直径小于25cm的小粒径石块、粗砂砾石块和大颗粒、不规则粒径的大尺寸粘结泥块(即膨润土泥浆与钻渣和泥土胶结在一起形成的泥块)、浓度≥1.4g/cm3的浆液混合物清理出去。清理后，可以有效减少空压机与泥浆净化器的负荷，保证后续机械设备的施工效率。其中，冲击钻套挂抽砂桶的结构，可采用现有技术的结构，在此不再详细描述。

而在采用冲击钻套挂抽砂桶的方法清孔结束后，采用孔底泥浆自膨化方法减少槽孔内泥浆的换浆量，即，在冲击钻钻头底部绑扎成袋纯碱(每次冲击钻钻头携带20-30kg纯碱)下设至孔底，然后通过冲击钻的动作对孔底进行冲砸，从而在冲砸过程中使纯碱与槽孔内的底部泥浆充分接触，使得孔底泥浆充分自膨化(可通过使用抽筒抽取泥浆进行检测)，从而减少换浆量，并可提高后续清孔质量。

在孔底泥浆充分自膨化的情况下，采用气举法对槽孔再次进行清孔排渣处理。实施时，在吊车(图中未示出)的辅助下，将排渣管18与风管17下设至孔底(风管17绑扎固定在排渣管18上)，其中，风管17的下设深度可为排渣管下设深度的1/3-2/3。将顶部排渣管18与泥浆净化机连接，风管17顶部与空压机相连接，此外，配备振动筛、回浆管等必需设备或元件。如图16所示，在孔口采用其两端搭接于导墙15上的专用固定架16辅助排渣管18下设，该固定架16可以采用中心带孔的方形框架，排渣管18穿过固定架16中心，在排渣管18外套设用于吊装排渣管18的卡套，卡套由一对卡环和将一对卡环的两端连接在一起的螺栓构成，一对卡环中部可围成包围排渣管18的环形，卡环的两端分别具有沿径向伸出的连接耳，一对卡环的两对连接耳通过螺栓连接在一起，且采用卡套吊装排渣管18时，卡套两侧的连接耳可分别搭接在固定架16中心孔的两侧。

其中，在下设排渣管时，需将多个排渣管依次由上至下下设至槽孔底部(即孔底)，且相邻两个排渣管之间用配套的胶垫密封并采用螺丝连接在一起，待地面上的空压机、泥浆净化机(图中未示出)就位后，对各种管线进行全面排查，在全部正常工作的情况下即可开始清孔。在清孔时，借助空压机输出的高压风进入排渣管并经混合器将液气混合，利用排渣管内外的密度差及气压来升扬排出泥浆，并通过排出的泥浆携带出孔底的沉渣。

由于超深防渗墙槽孔各孔位深度不同，本发明在采用气举法清孔排渣时，先对深度最深的孔位进行清孔(如图17中的深度最深的3#孔位)，清孔下设排渣管时，可将排渣管18初始下设到其底部排渣管的底部距离孔底20m～30m处,而风管17的下设深度为全部排渣管18下设深度的55％～65％(如图17所示)。该孔位从清孔开始直至振动筛无泥渣排出时，可增加排渣管、风管各一套(每节排渣管、风管可为6m长)，或者移动该深孔位清孔处理的排渣管、风管，对深度稍浅的孔位泥渣进行清理(如4#孔位或2#孔位)，以此方法逐步对不同深度的孔位进行清孔，以提高孔底沉渣清理效果。而在清孔时，随着清理的进行，一部分沉渣因为风管的吹动力会悬浮，因此需要根据排出沉渣情况逐步提升排渣管18和风管17的高度(如图17所示)，当振动筛没有细砂排出时，即可调整排渣管和风管的位置及高度。

下面描述气举法清孔的过程。

①清孔时按照施工步骤，由吊车提升排渣管在槽孔主孔(如3#孔位、1#孔位、5#孔位)、副孔(2#孔位、4#孔位)的孔位依次进行，如槽底沉淀过多，则反复清孔。槽底含砂量较高的泥浆经泥浆净化机进行处理后返回槽孔，直到泥浆净化机的出渣口不再筛分出砂粒为止。槽底高差较大时，清孔应由深向浅(即由深槽孔向浅槽孔)推进实施。

②清孔结束前在回浆管口取样，测试泥浆的全性能，并观察振动筛出渣情况确定清孔效果。

③根据清孔结束前泥浆取样的测试结果，确定需换泥浆的性能指标和换浆量。用膨润土泥浆置换槽内的混合浆，换浆量视清孔过程中泥浆液面进行及时补充，通常换浆量为槽孔方量的1/3。其中，混合浆液是成槽过程中新鲜浆液随着造孔形成的，其比重较大，含沙量较高，不利于沉渣的悬浮，所以边清孔边置换新鲜浆液，一是保证沉渣悬浮起来，实现彻底清孔，二是保证后续浇注混凝土时、混凝土的顶部压力变小，保证浇注混凝土的顺利进行，三是预防浇注过程中槽孔坍塌。

换浆量根据成槽方量、槽内泥浆性能和新制泥浆性能综合确定。换浆在槽孔的主、副孔位依次进行，冲击钻机的移动方向从远离回浆管的一端至靠近回浆管的一端，并通过输浆管(可采用4吋输浆管)向槽孔输送新鲜泥浆。在二期槽孔清孔换浆结束前采用钢丝刷子钻头对接头孔上附着的泥皮进行分段刷洗。

在清孔完毕后，需进行验收，清孔换浆1h后应达到如下标准则停止气举法清孔：

①槽底淤积厚度≤7cm；

②槽内泥浆密度≤1.15g/cm3；

③马氏漏斗粘度32～50s；

④含砂量≤1％。

S12、对槽孔进行清孔处理还包括对槽孔进行第一次清孔处理后，通过浇注导管进行第二次清孔处理，以清理包括接头管的管具在下设过程中所刮蹭的泥皮沉渣。

对槽孔进行第一次清孔处理后，将多个预埋管20(用于孔底墙下帷幕灌浆)、接头管(图中未示出，位于相邻槽孔端头之间)、多个浇注导管19下设在槽孔内，待预埋管、接头管、浇注导管下设完毕后，于浇注导管19内下设第二次清孔用排渣管18及风管17进行第二次清孔，即，以各浇注导管19作为导向管下设排渣管18及风管17，以便清理接头管等管具下设过程中刮蹭的泥皮等沉渣。清理时，可以一套管具对一个孔位进行清孔处理，也可以同时多套管具对多个孔位分别进行清孔处理。

清孔方法、清孔标准及管具与第一次清孔验收相同，并随着排出沉渣情况调整排渣管18和风管17的下设深度(如图18所示)。

进行第二次清孔时，可根据设计混凝土性能要求进行混凝土配合比的微调整，并下发拌合楼混凝土调整单进行混凝土搅拌。通过第二次清孔，有效保证了各工序的紧密衔接与后续混凝土浇注的有序进行。

其中，本发明采用的浇注导管为可以采用快速丝扣连接的钢管，钢管直径优选为Φ315mm，内壁光滑、圆顺，壁厚可为7mm，接口严密，浇注导管接头处设有悬挂设施并装配“O”型橡胶密封圈，以保证浇注导管接头处不发生水泥浆渗漏。浇注导管使用前做调直检查、压水试验、圆度检验、磨损度检验和焊接检验，试水压力为0.6～1.0MPa，浇注导管组装后，轴线偏差不超过5cm。浇注导管在槽孔孔口的支撑架用型钢制作，其承载力大于混凝土充满浇注导管时总重量的2.5倍以上。浇注导管下设前根据槽孔的孔深要求进行配管，浇注导管顶部应视情况配备0.5m、0.8m、1.0m的短导管，浇注导管的底管应配置长度不小于3m导管。

浇注导管下设时，按配管顺序对准槽段中心依次慢慢下放，防止碰撞预埋管定位架和槽壁。各节浇注导管相邻节间连接安放“O”形密封圈，螺丝扣连接紧密。每个槽段布设2～3根浇注导管，浇注导管安装应满足如下要求：一期槽段导管距孔端1m～1.5m，二期槽段导管距孔端1.0m，导管之间中心距不大于4.0m。浇注导管的支撑架放置在导墙上。浇注导管全部下入孔底后，应先放置到孔底，以便核对浇注导管长度及孔深，然后提起15cm～25cm。当浇注导管放置在支撑架上，底口距孔底距离超过50cm时，应在顶端设置短管，短管数量不足等原因无法补齐时，应在开盘时提起浇注导管，下放到距孔底15cm～25cm的位置后开浇。

与浇注导管顶端的混凝土储料斗连接的储料仓，其高度要便于混凝土卸料，其容积要足以保证混凝土淹没所有浇注导管底端，且满足首批混凝土连续浇注的要求。

采用本发明的浇注导管，可以有效解决超深槽段浇注堵管、混凝土下放困难等问题。

S02、在相邻浇注导管之间下设用于对浇注混凝土的槽孔施加风力的风管

鉴于本发明为解决最深处深度大于180m槽段的防渗墙成墙问题，为保证混凝土浇注的顺利进行及浇注成墙的完整性，本发明采用浇注过程中举升排浆的方法，该方法包括在相邻浇注导管之间下设用于对浇注混凝土的槽孔施加风力的风管、以及在相邻浇注导管之间下设排渣管的步骤，且排渣管与风管固定连接在一起。

具体的，在槽孔内的各浇注导管及预埋管(即预埋灌浆管)下设完成以后，在浇注导管与浇注导管的空隙之间下设浇注过程中的排浆排渣管具，该排浆排渣管具包括用于对后续浇注的混凝土上方施加风力的风管17、用于排出槽孔内已浇注的混凝土上层(指混凝土水泥浆)与槽孔内泥浆沉淀所形成的混浆絮凝物的排渣管18(如图19所示)，此外，还包括泥浆净化机、空压机、振动筛、回浆管等必需设备或元件(图中未示出)。

下设时，可根据槽段的情况下设排浆排渣管具，如Ⅰ期槽段可下设一根排渣管及风管，Ⅱ期槽段可下设两根排渣管及风管。

其中，排渣管下设深度约为槽孔实际深度的2/3，风管下设深度为排渣管2/3，排渣管与风管或采用钢丝绑扎牢固。

S03、通过浇注导管向槽孔内浇注混凝土，并通过风管施加的风力对浇注混凝土的槽孔持续举升排浆，使槽孔内混凝土上层与槽孔内泥浆形成的混浆絮凝物同步排出，从而通过持续浇注的混凝土形成垂直方向上连续(即无断墙)的超深防渗墙。

在排浆排渣管具下设完成后，通过浇注导管向槽孔内浇注混凝土，待混凝土正常浇注至距离排渣管底部5m～8m时，通过空压机和风管向槽孔内喷入高压气体施加高压风力。高压气体喷出风管后与混凝土上层和泥浆沉淀形成的混浆絮凝物相混合，分散在排渣管内形成许多可携带混浆絮凝物的气泡，气泡受到向上的浮力并带动混浆絮凝物向上运动，直至从排渣管上端排出，而在上升过程中压力降低，在排渣管底端形成负压，使得浇注混凝土过程中形成的混浆絮凝物在负压的作用下持续进入排渣管，并通过气泡携带混浆絮凝物持续通过排渣管排出槽孔外，从而形成一个连续稳定的举升排浆过程。通过这样持续的举升排浆方法，确保混凝土可以持续浇注，进而通过持续浇注的混凝土形成垂直方向连续无断墙的超深防渗墙。

需要说明的是，在对槽孔进行清孔处理后，槽孔内会充满泥浆，通过浇注导管向槽孔内浇注混凝土时，在混凝土上层会形成混凝土与泥浆的混浆层(即混浆絮凝物层)。随着混凝土浇注的持续进行，混浆层将越来越厚，在槽孔内沿垂直方向自下而上形成了三层，即混凝土层，混浆层，泥浆层。混浆层会随着水泥成分的水化而逐渐变稠，胶结，硬化，最后形成一定厚度的板结状态的盖帽，这样会使混凝土浇注无法继续进行，最终导致断墙事故。需要特别注意的是，混浆层的硬化过程是渐进的，如果槽孔较浅(如深度小于100米)，相应浇注速度较快，往往会出现混浆层已变稠但还未胶结的情况，此时浇注进程会受到影响，但不一定必然导致断墙。但对于槽孔最深处达150米甚至大于180米的槽孔来说，浇注时间会很长(通常30-60h),如果按现有方法浇注而不采取措施，则最终必然出现胶结硬化，断墙事故绝不可能避免。因此，本方法在混浆层开始变稠的时候就将其抽出，避免混浆层出现胶结、硬化，从而避免了断墙事故，并成功形成垂直方向连续的超深防渗墙。

其中，通过风管施加的风力对浇注混凝土的槽孔持续举升排浆的过程中，随着混凝土浇注面的上升而同步上提风管和排渣管，使排渣管底部距离已浇注的混凝土上表面在15-20cm为宜。

在举升排浆的过程中，可以及时取样分析排渣管排出的沉渣成分及浆液性能，根据检测结果及时控制现场混凝土浇注速度(Ⅰ期槽段须考虑接头管压力)，保证浇注的顺利进行。

本发明采用动态清孔方法，可对最深处超过180米的砂卵石地层进行防渗墙施工，且在防渗墙施工中彻底清除混浆絮凝物及孔底废渣，保证清孔效果，避免出现堵管情况，使得混凝土浇注可持续进行，防渗墙不会因混浆絮凝物胶结硬化而出现断墙现象，避免防渗墙坍塌造成的重大工程质量事故；尤其是在浇注导管向槽孔内浇注混凝土的同时，通过风管施加的风力对浇注混凝土的槽孔持续举升排浆，使槽孔内混凝土上层与泥浆沉淀形成的混浆絮凝物同步排出，使得混凝土浇注可以持续进行，使得形成的超深防渗墙不会因混浆絮凝物胶结硬化而出现断墙现象，极大提高防渗墙成墙质量，提高施工效率，缩短施工周期。

进一步的，在向槽孔内浇注混凝土的过程中，还应使槽孔内的混凝土浇注面同步上升以保持一致性，从而可减少因沉渣太厚造成的浇注困难及接头管铸管事故。

优选的，使槽孔内的混凝土浇注面同步上升以保持一致性包括如下步骤：

将多个浇注导管的每个浇注导管与相应的一个混凝土浇注设备对接；

根据多个浇注导管浇注的混凝土浇注面的平整度，分别对每个混凝土浇注设备混凝土浇注量进行控制，以使每个混凝土浇注设备对接的浇注导管浇注的混凝土浇注面同步上升，并保持一致性。

具体的，在槽孔内下设浇注导管时，需将多个浇注导管下放在槽孔中(多个浇注导管可以为2个或2个以上浇注导管，在此仅以下设3个浇注导管为例进行说明)。

如图7所述，将浇注导管1、浇注导管2和浇注导管3放置到槽孔中，上述的各浇注导管即为图7中所述的混凝土浇注管；

将所述多个浇注导管的每个浇注导管与相应的一个混凝土浇注设备对接，比如将混凝土浇注设备1与浇注导管1对接，将混凝土浇注设备2与浇注导管2对接，将混凝土浇注设备3与浇注导管3对接；

根据多个浇注导管浇注的混凝土浇注面的平整度，分别对每个混凝土浇注设备混凝土浇注量或浇注速度进行控制，使每个混凝土浇注设备对接的浇注导管浇注的混凝土浇注面同步上升，并保持一致性或平整性。

本发明的根据多个浇注导管浇注的混凝土浇注面的平整度，分别对每个混凝土浇注设备混凝土浇注量进行控制包括：

混凝土浇注控制器利用设置在地表面之上的对应于每个浇注导管的混凝土面探测器，测量每个浇注导管所浇注的混凝土面的上升高度，如图8所示，利用混凝土面探测器1测量浇注导管1浇注区域的混凝土面，利用混凝土面探测器2测量浇注导管2浇注区域的混凝土面；利用混凝土面探测器3测量浇注导管3浇注区域的混凝土面；混凝土浇注控制器根据每个浇注导管所浇注的混凝土面的上升高度，计算所述槽孔中混凝土面的平整度；混凝土浇注控制器根据所计算的槽孔中混凝土面的平整度，调整相应的混凝土浇注设备的混凝土浇注量，以便使所述槽孔中混凝土面一致性地上升。

如图8所示，所述混凝土浇注控制器包括：其输入端分别连接多个混凝土面探测器的混凝土面平整度计算模块，用于根据每个混凝土面探测器各自探测的混凝土面高度，得到各个浇注导管浇注区域的混凝土高度，计算每个浇注区域的混凝土高度与其平均值或中间值的差值，也就是说，取所有浇注区域的混凝土高度的平均值，或者取所有浇注区域的混凝土高度值的中间值；

多个控制模块，每个控制模块接收相应的一个浇注区域的混凝土高度与其平均值或中间值的差值，并根据该差值生成一个混凝土浇注量调整指令，以控制相应的混凝土浇注设备调整其混凝土浇注量或浇注速度，从而使槽孔中形成的混凝土面一致性的升高。

此外，每个控制模块可以将所接收的差值与预设阈值进行比较，若小于阈值，则不生成所述混凝土浇注量调整指令；反之，则生成所述混凝土浇注量调整指令，这样可以在保证一致性的情况下，减少调整的频度。

本发明的混凝土面探测器可以是声波探测器。

此外，本发明还包括在对槽孔进行混凝土浇注之前，使混凝土缓慢充满每根浇注导管的步骤，具体为：根据浇注导管中球体下滑速率控制混凝土浇注设备的混凝土浇注量，使混凝土缓跟随球体慢地下落。实施该技术措施的目的是，防止浇注的混凝土在大于180m的浇注导管中垂直坠落，避免混凝土离析，因为混凝土离析后将会降低所形成的堰塞体防渗墙的强度。

参见图9，本发明的根据浇注导管中的球体下滑速率控制混凝土浇注设备(属于现有技术，故省略对其说明)的混凝土浇注量包括：通过浇注导管中布置的多个球体位置传感器，检测所述球体下滑速率；混凝土充满控制器根据预先设置的球体下滑速率与混凝土浇注量的映射关系(该映射关系可根据试验获得)，得到与所检测的球体下滑速率对应的混凝土浇注量；混凝土充满控制器对所述混凝土浇注设备进行控制(比如控制混凝土浇注设备泵入的混凝土量)，使其按照所得到的混凝土浇注量浇注混凝土。

参见图10，本发明的混凝土充满控制器包括：其输入端连接多个球体位置传感器的球体下滑速度计算模块，用于根据两个相邻球体位置传感器检测到的球体位置变化(即两个相邻位置传感器的预设距离)以及所用时间，计算球体在混凝土注入管中的下滑速率；混凝土浇注量控制模块，用于根据所计算的球体在混凝土注入管中的下滑速率，生成控制指令，以便控制混凝土浇注设备调整混凝土浇注量。

需要指出的是，本发明图8所示的混凝土浇注控制器和图10所示的混凝土充满控制器可以合二为一，电气工程师能够容易完成项工作，不需要进行创造性工作。

参见图9，本发明的浇注导管包括多个直管段和设置在每个直管段内的弹性内层；每个弹性内层至少设置一个球体位置传感器，从而在浇注导管按照预定距离布置多个位置传感器，多个位置传感器可以采用接触传感器、压力传感器等，通过与球体接触确定球体到达的位置。在实际操作时，控制器可以赋予每个球体位置传感器不同的ID，以便根据球体位置传感器的ID确定球体在浇注导管中的位置。本发明的弹性内层可以由任何一种具有弹性的耐摩擦材料，如耐摩擦橡胶制作。

参见图9，每个直管段内的弹性内层具有向管心凸出的用于增加球体摩擦力的圆弧面。并且，多个直管段的弹性内层的圆弧面的凸出高度按照从上到下的顺序逐渐增加，以便逐渐增加下层的直管段的弹性内层与球体的摩擦力，因为在浇注混凝土期间，球体距离槽孔底层越近，所承载的重力就越大，因此逐渐增加球体与弹性内层的摩擦力，可以使球体在浇注混凝土期间匀速下滑。

当球体从浇注导管中滑出时，浇注导管中已经充满混凝土，从而可以平稳地在槽孔中浇注混凝土。

在向槽孔内浇注混凝土的同时，还通过下设在槽孔端头的接头管所具有的活门组件和调节活门组件开度的调节组件，防止浇注的混凝土进入接头管内部而使接头管铸死。

其中，将多个接头管依次下设在槽孔端头包括：在多个接头管的底管一端设置活门组件以及用于调节活门组件开度的调节组件；将带有活门组件及调节组件的底管下设在槽孔底部，且使底管的设置活门组件以及调节组件的一端朝向孔底，以便浇注混凝土的过程中，通过调节组件调节底管活门组件的开度，以防止浇注过程中的混凝土流入底管内部而将底管铸死；而在混凝土浇注过程中起拔接头管时，根据混凝土的组分、环境温度控制接头管的起拔时间，以便接头管外壁不会粘连混凝土。

具体的，在防渗墙一期槽孔清孔换浆结束后，在槽孔端头由上至下依次下设多个首尾相接的接头管，在混凝土浇注过程中及浇注完成一定时段之内，根据槽内混凝土初凝情况逐渐起拔接头管，在一期槽孔端头形成接头孔。而在二期槽孔浇注混凝土时，接头孔靠近一期槽孔的侧壁形成圆弧形接头，使一期槽孔和二期槽孔的墙段形成有效连接，形成防渗墙。

在接头管下设前，先对接头管场地进行平整，使相关设备如用于吊装接头管的吊车、拔管机等就位，并在用于下设到槽孔底部的底管一端设置活门组件以及用于调节活门组件开度的调节组件。

其中，在底管一端设置活门组件以及调节组件包括如下步骤：

在底管一端内部设置与底管内壁铰接的活门组件；

在底管内部靠近活门组件处安置弹性件，以防止活门组件频繁开张而损坏；

在底管内部靠近活门组件处安装限位器，以通过限位器限制活门组件的最大开度。

具体的，本实施例的底管如图3所示，其包括直管300、位于直管300一端的锥管304，锥管304的大端与直管300直径相同并焊接在一起。在直管300的另一端中心安装有公接头301(不使用时，公接头上可带有保护帽)，公接头301包括一对吊耳，且一对吊耳带有对穿的销孔，公接头301用于与上一节接头管的母接头对准并通过销轴204连接在一起。此外，在直管300的靠近另一端的外壁上对称开设凹槽306，以便于拔管机抓持底管。

为防止浇注混凝土时、槽孔内的混凝土进入接头管的底管而发生铸管现象，本实施例在底管的直管300一端内部设置与直管300铰接的可打开或闭合底管底部的活门组件302。如图3-图5所示，活门组件302包括与直管300内壁两侧分别铰接的一对活门324，活门324呈扇形。在直管300内壁焊接沿径向延伸的支撑板325，一对活门324分别安置在支撑板325的两侧，且活门324直径所在边与支撑板325通过铰接轴铰接，活门324直径所在边与锥管304和直管300的交接面322相垂直。当一对活门324完全打开时，扇形面与交接面322平行，从而可将直筒300的通孔堵住，断绝或减少混凝土进入底管。设计时，可根据实际情况确定活门324的直径。

而为了防止活门频繁开张而损坏，本实施例在底管内部靠近活门组件处设置调节组件，该调节组件包括底管内部靠近活门组件的一对活门处分别安置的弹性件，该弹性件303可采用弹力较好的弹簧或橡皮筋，弹性件303的一端固定在直管300的内壁上、另一端固定在设置于活门324的活动端(即靠近活门的弧形边缘)的挂钩或挂环303上。设置时，可根据需要在每个活门处设置一个或一个以上的弹性件303。

进一步的，为了控制活门组件的最大开度，本实施例调节组件还包括安装在底管内部靠近活门组件处的限位器305，限位器305包括安装在底管内壁且沿底管径向朝底管中心延伸的多个限位件。

具体的，如图3所示，限位件可采用其一端通过可拆卸或不可拆卸方式安装在直管300与锥管304的交接面322处的直管内壁或附近内壁上的限位螺栓。优选的，限位螺栓的轴向与活门直径边方向垂直。设计时，在每个活门的对应侧可安装一个或一个以上的限位螺栓，且在活门打开后，限位螺栓可与活门边缘接触，以挡住活门，防止活门继续朝直管内翻转，即，设计时，相对活门来说，限位螺栓位于活门的远离锥管304的一侧，使得活门最大可相对底管旋转90度。

其中，本实施例多个接头管中，除了底管采用上述结构外，其余接头管采用如图1所示的结构，如图1所示，各节接头管包括直筒200，在直筒200一端设置母接头202(不使用时，母接头上也可带有保护帽)，接头管上的母接头202可与底管上的公接头对接并通过销轴204连接在一起。直筒200的另一端设置公接头201，且直筒200外壁沿轴向间隔设置便于拔管机抓持的多个凹槽205。公接头、采用与底管上的公接头相同的结构，母接头202由直管300一端伸入直管内部，在母接头202上设有销孔，销孔内可插装销轴204，相应的，在接头管的对应母接头的销孔处也开设有对穿孔，以便销轴204可由对穿孔中的一个插入销孔。而在接头管的对穿孔中的另一个孔处安置有如图2所示的活动盖板203，可以通过活动盖板203将孔洞挡住，一方面可以防止浇注混凝土时，混凝土由该孔进入接头管，另一方面，在拆除销轴204时，通过活动盖板203上的长圆形孔可以插入将销轴204顶出销孔及对穿孔的物品。

此外，在将各节接头管连接时，如图6所示，上节接头管的母接头与下节接头管(比如下节接头管为底管)的公接头通过销轴连接，且在槽孔底部的60米以下的深度内下设接头管时，相邻两节接头管的连接处还需安置胶垫400，以通过胶垫400将两者之间的缝隙填满，此外，在连接处的外部还可以缠上胶带以加固定。进一步的，还可在胶带外面使用现搅拌膨润土泥浆涂抹，不让混凝土通过缝隙流入接头管内部。

在底管及其它接头管准备好并在下设前，要再次检查底管活门开闭是否正常，底管的调节组件活动要自如，各接头管内要确保无淤积泥沙，各接头管公接头要齐全，并在接头管外表面涂抹脱模剂。

然后，采用吊车起吊接头管，先起吊底节接头管(即底管)，对准槽孔的端头孔中心，垂直徐徐下放，一直下到销孔对应位置，用厚壁钢管对孔插入接头管，继续将底管放下，使钢管担在拔管机抱紧圈上，松开底管公接头保护帽固定螺钉，吊起保护帽放在存放处，用清水冲洗接头配合面并涂抹润滑油，然后吊起第二节接头管，卸下母接头保护帽，用清水将接头内圈结合面冲洗干净，对准底管的公接头插入，动作要缓慢，公、母接头之间决不能发生碰撞，以防止造成接头连接困难。

吊起接头管，抽出钢管，下到第二节接头管销孔处，插入钢管，下放使其担在导墙上，再按上述方法进行第三节接头管的安装。重复上述程序直至全部接头管下放完毕。接头管下设施工程序见图11所示。本实施例下放接头管的工序与现有技术基本相同。

本实施例通过在底管的活门组件处设置弹性件，有效防止底管活门处因频繁开张而损坏(相应的，在底管下设前应检测弹性件的拉力是否满足频繁开张要求，需配合拉力计使用)，而在活门组件处设置限位器，使得活门最大开张不会超过90度(也可远小于90度，如调节限位器安装位置，使活门最大开张距离不大于10cm)。在下设时，将带有活门组件及调节组件的底管下设在槽孔底部，且使底管的设置活门组件以及调节组件的一端朝向孔底，这样，在浇注混凝土的过程中，弹性件可自动调节底管活门组件的开度，有效防止浇注过程中混凝土流入接头管、使底管被混凝土“铸死”而形成针管效应并导致混凝土坍塌。

另外，为了防止浇注混凝土后、接头管难以起拔或与混凝土粘连而无法形成光滑的接头孔，本实施例在接头管的外表面设有防止其与浇注的混凝土粘连的防粘层。

优选的，本实施例采用外表面带有与混凝土低粘结力的防粘层的接头管，且使接头管的防粘层与混凝土之间的粘结力小于或等于10，优选的，防粘层可由聚乙烯制成。通过将聚乙烯材料涂履或镶嵌或粘贴在钢接头管本体的外壁，或者将聚乙烯材料制作成套筒套装在接头管本体的外壁并与其可拆卸连接，可以在起拔接头管时不会出现混凝土粘连管壁的现象。

其中，本发明可采用具有如下配比的混凝土，包括水、水泥、粉煤灰、砂、小石、中石、减水剂，且各组分配合比(重量份比)为：

水：水泥：粉煤灰：砂：小石：中石：减水剂＝2：(3-4)：(1-2)：(8-11)：(6-8)：(2-5)：(0.025-0.04)。

其中，砂、小石、中石为人工骨料，砂为砂细度模数为2.6-2.8的砂，且砂内的石粉含量必须小于或等于10％，而减水剂采用聚羧酸减水剂。

优选的，可至少采用如下配合比的混凝土：

水180kg、水泥270kg、粉煤灰180kg、砂795kg、小石583kg、中石389kg、减水剂2.7kg、，砂中石粉含量9.6％；

或者，水187kg、水泥316kg、粉煤灰111kg、砂917kg、小石647kg、中石201kg、减水剂3kg、砂中石粉含量10％。

或者，本发明还可采用具有如下配比的混凝土，包括水、水泥、粉煤灰、砂、小石、中石、减水剂、引气剂、柠檬酸钠，且各组分配合比(重量份比)为：

水：水泥：粉煤灰：砂：小石：中石：减水剂：引气剂：柠檬酸钠＝142：224：149：905：490：490：3.74：2.62：0.30。

通过实际配比应用，采用上述配合比的混凝土时，接头管拔管时不会出现粘管现象。

而在混凝土浇注过程中起拔接头管时，为防止接头管外壁粘连混凝土，本实施例还根据混凝土的组分、环境温度控制接头管的起拔时间。

接头管的起拔时间如何确定是决定接头管法成败的关键。起拔过早混凝土尚未初凝，会导致底部混凝土坍塌，影响成墙质量。起拔过晚，接头管表面与混凝土的粘结力和摩擦力增大，增加了接头管的起拔力，容易发生铸管事故，若强行起拔，也会导致施工平台坍塌。所以终凝后再起拔的做法要坚决禁止。

混凝土的脱管龄期并不等于混凝土的初凝时间，而是混凝土在一定压力作用下能成型的时间。因此在混凝土开浇时必须取样，并观察其凝结及成型情况，当其强度达到了足以承受上部混凝土重量时，可将该试块的龄期定为最小脱龄期。

为了掌握接头管外各接触部位混凝土的实际龄期，必须详细掌握混凝土的浇注情况，因此，应绘制能够全面反映混凝土浇注、浇注导管提升、接头管起拔过程的记录表。该记录表上既有各种施工数据，又有多条过程曲线，能直观地判断各部位混凝土的龄期、应该脱管时间和实际脱管时间。

而为了精确地确定接头管的拔管时间，取得混凝土丧失流动性或达到稳固状态的时间参数，在浇注混凝土之前，应获取混凝土的初、终凝时间，并对浇注的第一车混凝土取一组(如每组3块)抗压试块放入实验室，以获取浇注用混凝土的组分、浇注时环境温度下的混凝土实际凝结时间数据，从而确定接头管初拔时间。通常，接头管初拔时间为浇注的混凝土处于塑态时为最佳，拔管后可以形成光滑接头孔。而当混凝土处于塑性状态后起拔接头管时，接头管埋入塑态混凝土的深度要大于浇注导管埋入流态混凝土的深度，浇注导管底部与接头管底部的间距不超过30米。

综上所述，与现有技术相比，本发明的超深防渗墙施工方法的有益效果体现在以下方面：

1、本发明的方法，可在施工条件恶劣的条件下在最深处超过180米的河坝深厚覆盖层中进行防渗墙成槽施工，使防渗墙嵌入河床高陡坡基岩内，且钻进效率高、效果好，缩短防渗墙施工工期，提高防渗墙质量。

2、本发明的方法，对需嵌入基岩的超深防渗墙施工时，先将陡坡斜面处理成缓坡面，从而利于后续钻进，防止钻具打滑，极大加快施工效率。

3、本发明的方法，在超深防渗墙施工中可彻底清除孔底废渣，保证清孔效果，避免出现堵管情况，使得混凝土浇注可持续进行，防渗墙不会因混浆絮凝物胶结硬化而出现断墙现象，避免防渗墙坍塌造成的重大工程质量事故。

4、本发明的方法，在浇注导管向槽孔内浇注混凝土的同时，通过风管施加的风力由上至下对浇注的混凝土持续举升排浆，将槽孔内混凝土上层与泥浆沉淀形成的混浆絮凝物同步排出，使混凝土浇注可以持续进行，使得形成的超深防渗墙垂直连续无断墙现象。

5、本发明的方法，浇注混凝土时，可以使混凝土面连续匀速上升，在槽孔中快速形成防渗墙，且有效避免混凝土快速坠落导致的混凝土离析现象。

6、本发明的方法，防渗墙墙段连接的接头管起拔时不会粘连混凝土，成孔率高，极大压缩混凝土接头钻凿量，大幅提升了防渗墙施工工效。

7、本发明的方法，可将孤石含量高、架空现象严重、地层未经沉积和胶结的堰塞体地质条件改造成地层均一、完整、稳定的地层，利于在该地层上进行后续防渗墙施工，极大降低防渗墙成槽施工出现严重漏浆导致的塌槽风险以及遇到大孤石使成槽效率低下的情况，使施工质量好，施工效率高，打破了国内外在上述恶劣地质条件下的施工先例。

尽管上述对本发明做了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超深防渗墙施工方法，其特征在于，包括：

在对超深防渗墙进行成槽施工的过程中，若遇到防渗墙需嵌入河床高陡坡基岩内的情况，则采用复合爆破的方法形成槽孔；

形成槽孔后，采用动态清孔的方法向槽孔内浇注混凝土，防止混凝土上层与槽孔内泥浆沉淀形成的混浆絮凝物胶结硬化，以便持续浇注混凝土形成垂直方向上连续的墙体；

在向槽孔内浇注混凝土的同时，通过下设在槽孔端头的接头管所具有的活门组件和调节活门组件开度的调节组件，防止浇注的混凝土进入接头管内部而使接头管铸死；

其中，超深防渗墙指防渗墙最深处大于180米，高陡坡指河床基岩面坡度大于55°。

2.根据权利要求1所述的超深防渗墙施工方法，其特征在于，所述复合爆破的方法形成槽孔包括：

利用第一钻具对河床陡坡进行钻进，以形成穿过覆盖层至基岩陡坡斜面的钻孔；

通过钻孔下设第一爆破装置并将其定位于陡坡斜面上，以利用第一爆破装置将陡坡斜面爆破成平缓斜面；

利用第二钻具对平缓斜面以下的基岩继续钻进形成爆破孔，并通过安置在爆破孔内的第二爆破装置爆破平缓斜面以下的基岩；

利用第三钻具继续对爆破后的基岩进行破碎与钻进处理，直至形成终孔。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述平缓斜面包括在陡坡斜面上爆破出的台阶孔或凹坑。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用动态清孔的方法向槽孔内浇注混凝土包括：

采用复合爆破的方法形成槽孔后，对槽孔进行清孔处理，并将多个预埋管、接头管、多个浇注导管下设在槽孔内；

在相邻浇注导管之间下设用于对浇注混凝土的槽孔施加风力的风管；

通过浇注导管向槽孔内浇注混凝土，并通过风管施加的风力对浇注混凝土的槽孔持续举升排浆，使槽孔内混凝土上层与泥浆形成的混浆絮凝物同步排出。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过风管施加的风力对浇注混凝土的槽孔持续举升排浆的过程中，随着混凝土的浇注而同步提升风管。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在相邻浇注导管之间下设用于对浇注混凝土的槽孔施加风力的风管时，还在相邻浇注导管之间下设排渣管。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过风管施加的风力对浇注混凝土的槽孔持续举升排浆的过程中，还通过排渣管排出槽孔内已浇注的混凝土上层与泥浆所形成的混浆絮凝物。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，通过下设在槽孔端头的接头管所具有的活门组件和调节活门组件开度的调节组件，防止浇注的混凝土进入接头管内部而使接头管铸死包括：

在接头管的底管一端设置活门组件以及用于调节活门组件开度的调节组件；

将带有活门组件及调节组件的底管下设在槽孔底部，且使底管的设置活门组件以及调节组件的一端朝向孔底，以便浇注混凝土的过程中，通过调节组件调节底管活门组件的开度，以防止浇注过程中的混凝土流入底管而将底管铸死。

9.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，向槽孔内浇注混凝土的过程中，还包括使槽孔内的混凝土浇注面同步上升以保持一致性的步骤。

10.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，在对超深防渗墙进行成槽施工的过程中，若遇到防渗墙所在地层的孤石含量高于50％且架空严重，则对地层进行预爆预灌处理，以形成利于在其上进行后续防渗墙成槽用的均化地层。

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