CN111042062B - 超深防渗墙成墙的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超深防渗墙成墙的方法，包括对遇到防渗墙需嵌入河床高陡坡基岩内的情况采用复合爆破的方法形成槽孔：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。本发明的方法，可在施工条件恶劣的条件下对超深防渗墙成槽施工，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。

Description

超深防渗墙成墙的方法

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成墙的方法。

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，如果遇到河床基岩面呈深“V”字形、一侧或两侧基岩面坡度大于50°、防渗墙最大深度超过150米甚至超过180米的地质条件来说，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。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成墙的方法，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。

为了实现上述目的，本发明的超深防渗墙成墙的方法包括：

在超深防渗墙成槽施工中，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，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°。

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，通过钻孔下设第一爆破装置并将其定位于陡坡斜面上，还包括利用固定装置吊装第一爆破装置的步骤。

其中，所述固定装置包括：定位器；其一端连接定位器、其另一端与地面吊装装置连接的牵拉件；所述第一爆破装置包括：安装在定位器下方的爆破筒；与爆破筒连接的电线；与电线电连接的引爆组件。

其中，所述定位器包括：定位块，其中心设有通孔；安装在定位块下方的定向架；其中，所述爆破筒吊装在定向架下方。

其中，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包括通过钻孔下设定位器，并通过定位器下设定位管、第二钻具至平缓斜面处的步骤。

其中，在形成的爆破孔内安置第二爆破装置，以利用第二爆破装置爆破基岩包括在爆破孔内安置第二爆破装置后，先提升定位管和定位器，然后再利用第二爆破装置爆破的步骤。

其中，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，对于包括砂卵砾石的覆盖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，在超深防渗墙槽孔施工完成后，还采用动态清孔方法对槽孔进行清孔与浇注处理。

其中，所述动态清孔方法包括：

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。

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，随着混凝土的浇注而同步提升风管。

与现有技术相比，本发明的超深防渗墙成墙的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150米甚至超过 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。

以下，结合各附图对本发明实施例进行描述。

附图说明

图1是本发明超深防渗墙成墙的方法适用地层的地质剖面图；

图2是采用本发明方法成槽时槽段主、副孔划分的示意图；

图3是本发明超深防渗墙成墙的方法施工过程示意图；

图4是本发明超深防渗墙成墙的方法的流程图；

图5是本发明动态清孔方法中排渣管与风管下设的示意图；

图6是本发明第一次清孔时的过程图；

图7是本发明第二次清孔时的过程图；

图8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9是本发明动态清孔方法的流程图。

具体实施方式

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、河床基岩面呈深“V”形且河床一侧或两侧基岩面坡度大于55°的工程(如图1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，若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4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°。

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3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3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3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3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3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2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。

在超深防渗墙槽孔施工完成后，还采用动态清孔方法对槽孔进行清孔与浇注处理，如图9所示，为本发明提供的动态清孔方法的流程图，由图9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5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6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6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6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7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8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铅丝绑扎牢固。

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米级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；其中，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。

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 (8)

1.一种超深防渗墙成墙的方法，其特征在于：

在超深防渗墙成槽施工中，若遇到具有覆盖层且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，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，直至形成槽孔；

槽孔施工完成后，对槽孔进行清孔与浇注处理，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；

其中，超深防渗墙是指最深处大于180米的防渗墙，高陡坡是指河床基岩面坡度大于55°的陡坡。

2.根据权利要求1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。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过钻孔下设第一爆破装置并将其定位于陡坡斜面上，还包括利用固定装置吊装第一爆破装置的步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

所述固定装置包括：定位器；其一端连接定位器、其另一端与地面吊装装置连接的牵拉件；

所述第一爆破装置包括：安装在定位器下方的爆破筒；与爆破筒连接的电线；与电线电连接的引爆组件。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，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包括通过钻孔下设定位器，并通过定位器下设定位管、第二钻具至平缓斜面处的步骤。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在形成的爆破孔内安置第二爆破装置，以利用第二爆破装置爆破基岩包括在爆破孔内安置第二爆破装置后，先提升定位管和定位器，然后再利用第二爆破装置爆破的步骤。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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，对于包括砂卵砾石的覆盖层采用冲击钻施工主孔，以便挤密地层，保护孔壁的稳定，为副孔的施工提供导向。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在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。

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