何领军1,解延忠2 ,崔圣伟3,李雪琳3
(1.中国水利水电第七工程局有限公司试验检测研究院,成都 6117302.中国水利水电建设工程咨询西北有限公司,西安 710100；3.国电西藏尼洋河流域水电开发有限公司,西藏 林芝 860100)
摘 要：针对多布水电站在素混凝土防渗墙ABS测斜管安装的问题，结合现场实践和理论研究，研究出一套在素混凝土防渗墙中安装ABS测斜管的工艺。该工艺经现场检验，可靠且简便实用，已成功应用于多布水电站工程。
关键词：素混凝土；防渗墙；连续墙；ABS测斜管;多布水电站
多布水电站工程位于西藏自治区林芝市，主要任务为发电，装机容量4×30 MW。工程枢纽由复合土工膜防渗砂砾石坝、左岸泄洪闸及生态放水孔、引水发电系统、左副坝及鱼道等建筑物组成。该电站目前为中国深厚覆盖层上最高的重力式闸坝，最大坝高49.5 m，正常蓄水位3 076.00 m，坝顶高程3 079.00 m。
多布水电站基础防渗采用混凝土防渗墙插入基础相对不透水层，从左坝肩至右岸帷幕灌浆洞口均设置不同深度的混凝土防渗墙。防渗墙厚度为1 m，防渗墙施工方式为槽孔防渗墙，部分坝段防渗墙为钢筋混凝土防渗墙，部分坝段为素混凝土防渗墙。
为监测混凝土防渗墙的变形情况，混凝土防渗墙中布置了3-3、4-4、6-6、9-9和10-10共5个测斜断面，采用在混凝土防渗墙中预埋ABS测斜管，测斜管直径Ø70 mm，测斜管中不同高程处安装MEMS固定式倾斜仪，用来监测不同高程处混凝土防渗墙的倾斜变形。其中3-3断面防渗墙深41 m，4-4断面深24.2 m，6-6断面深度42 m，9-9和10-10断面深度均为49.1 m。除4-4断面防渗墙为钢筋混凝土防渗墙外，其余4个断面防渗墙均为素混凝土防渗墙，ABS测斜管安装难度非常大。
混凝土防渗墙中安装测斜管已经是常规的监测手段[1-4]，测斜管的埋设主要采用在钢筋笼绑扎预埋法[2-4]、钻孔二期埋设、无砂管拔管[1]成孔的方法。
因此，4-4断面防渗墙测斜管采用了在钢筋笼绑扎测斜管的方法，成功地安装了测斜管。
但在3-3、6-6、9-9和10-10断面测斜管安装前，监测单位依据经验推测：因固壁泥浆比重大，浮力大、且测斜管材质为ABS管，在素混凝土防渗墙中难以下设测斜管，即使测斜管成功下到槽孔底部，也会因无法固定ABS测斜管，在混凝土浇筑过程中，无法保证测斜管的垂直度，混凝土流体将挤压弯曲ABS测斜管，导致测斜管垂直度超限而报废，测斜仪器无法下设安装到位。
根据上述推断，监测单位建议针对上述4个断面的测斜管采用后期钻孔埋设方式，以确保测斜仪器的成功埋设，但因钻孔深度过深，混凝土防渗墙体宽度仅为1 m，难以保证钻孔垂直度，钻孔的偏斜或将导致防渗墙被钻穿，从而引起防渗体系的破坏，因此，此钻孔方案被否决。
后监测单位建议采用在上述4个素混凝土防渗墙中增加钢筋笼，测斜管绑扎在钢筋笼的方法，但也因一些原因而未能实施。无砂管拔管成孔的方法因现场客观条件限制，也无法采用。
针对上述极其困难的安装条件，监测单位对后续的6-6断面测斜管制定了一套安装方案：① 将测斜管位置从混凝土槽孔的中部调整到混凝土槽孔段接头处；② 在测斜管底部段绑扎配重2根4 m长、Ø32 mm钢筋，且螺纹钢筋端部切为尖锐斜面，并长出测斜管末端1 m；③ 在槽孔混凝土浇注导管下设完成后，根据测斜管埋设安装方法逐段安装ABS测斜管[1-4]，并在ABS管中灌注清水，平衡槽孔中泥浆压力和浮力；④ 在ABS测斜管下设至槽孔底部后,迅速调整ABS测斜管导槽方向，并立即将测斜管底部绑扎的尖锐螺纹钢筋插入槽孔底部相对不透水砂层中;⑤ 立即从靠近ABS测斜管一侧的浇筑导管中缓慢浇筑混凝土，在感觉ABS测斜管不再自动上浮时，固定测斜管孔口段，使测斜管始终紧贴防渗墙槽孔接头壁面，直至混凝土防渗墙浇筑完毕。
上述的这套方案在6-6断面42 m深的素混凝土防渗墙中成功应用，但在后续的3-3断面和9-9断面的安装过程中，却出现了极大的问题。首先，在3-3断面41 m深的防渗墙槽孔中，ABS测斜管下设到槽孔泥浆中后，测斜管逐渐上浮，尽管在测斜管中不断灌注清水，但浮力难以控制，在混凝土浇筑开始后，测斜管随泥浆上浮，被浮力整体折断。9-9断面49.1 m的混凝土防渗墙中，测斜管出现了同样的问题，导致安装失败。
此方法虽在后来3-3断面调整至相邻防渗墙槽段后安装成功，但此套安装方法成功率低、可靠度差。影响成功的因素众多，主要有如下几点：① 混凝土浇注导管下设必须在测斜管埋设之前，且混凝土浇注导管下设后调整位置会引起槽孔中固壁泥浆的扰动，导致ABS测斜管跟随泥浆晃动，测斜管在晃动中弯曲，偏离槽孔接头壁面，泥浆浮力顶托ABS测斜管弯曲段，测斜管整体上浮折断。② 测斜管在深度大的防渗墙槽孔中，众多的接头处为脆性连接点。③ 防渗墙混凝土浇筑速度和下料的不均衡也是影响ABS测斜管安装成功的重要因素。
根据上述测斜管安装的难点和方法的缺点，监测单位改进了安装工艺，可保证ABS测斜管在素混凝土槽孔防渗墙成功安装(见图1所示)。其安装步骤、安装工艺如下：
图1 测斜管安装简图
(1) 采用在测斜管外侧绑扎配重加固钢管，可避免ABS测斜管在防渗墙槽孔固壁泥浆中上浮。
(2) 根据测斜管的长度加工对应长度的钢管，通过将配重加固钢管丝扣接头与测斜管接头交错布置，避免接头处脆性连接点的集中，保证测斜管接头处的强度；本工程中测斜管2 m/根，钢管采用Ø50 mm镀锌钢管，第1节钢管长度6 m，一头切割为尖锐的尖角，一头加工丝扣。其余钢管均为5 m/根，两头均加工丝扣。
(3) 加工制作专用固定卡板，卡板上开孔直径应与ABS测斜管和钢管直径配套，专用固定卡板方便了吊车的换钩操作，避免换钩过程中测斜管自重过大，掉入槽孔中。
(4) 将首节钢管与首节测斜管绑扎一起，首节钢管的尖端应长出测斜管管底1 m。
(5) 吊车起吊首节钢管，将逐段连接测斜管，并密封接头，缓缓将钢管吊入防渗墙槽孔泥浆中，在测斜管长度高出钢管1 m后，将钢管用专用固定卡板固定，吊装第2根钢管，再连接测斜管，并用软铅丝逐段绑扎，绑扎间隔以1 m为宜。如此交替安装和下吊，直至安装完毕。
(6) 在配重加固钢管尖端触碰到防渗墙槽孔底部后，略上提钢管20 cm，并调整测斜管导槽方向，方向调整完毕后将钢管尖端插入槽孔防渗墙底部，然后略微上提钢管，确保钢管在重力作用下保持垂直，并紧贴防渗墙槽孔接头壁面，其目的是防止测斜管两侧混凝土压力的不平衡导致测斜管和钢管的弯折。
(7) 在测斜管中放入检查探头，检查测斜管深度，如果探头顺利到达孔底，且深度符合设计深度，说明测斜管安装成功。
(8) 在测斜管检查完成后，在测斜管中灌入清水，平衡测斜管外泥浆压力，避免泥浆挤入测斜管中。
(9) 用专用固定卡板固定钢管，安装管盖和保护标示，并监督混凝土浇筑，确保混凝土浇筑从靠近测斜管一侧混凝土导管下料，并控制浇筑速度，确保混凝土始终从混凝土浇筑导管侧流向测斜管，利用混凝土流体压力，保证测斜管始终紧贴防渗墙槽孔接头壁面，防止测斜管两侧混凝土压力的不平衡导致测斜管和钢管的弯折。
采用上述ABS测斜管安装工艺，监测单位成功安装了多布水电站9-9和10-10断面素混凝土防渗墙中49.1 m的测斜管，极大地提高了安装质量和工作效率。其安装成品如图2。
图2 测斜管安装成品图
综上所述，在素混凝土防渗墙中安装ABS测斜管,采用在ABS测斜管外侧安装配重加固钢管的工艺，与在素混凝土防渗墙中增加钢筋笼、钻孔埋设和无砂管拔管成孔工艺相比，可简化施工难度、降低工程投资，该工艺极大地提高了素混凝土防渗墙中ABS测斜管安装质量和工作效率。希望此工艺能为类似工程中的测斜管安装提供借鉴。
参考文献：
[1] 李军,鲁志军,陈友光,田友刚.防渗墙测斜孔拔管成型方法与效果[J].土工基础, 2008, 22(05):18-20.
[2] 王飞,张千军,王良琼.防渗墙仪器埋设的实践与探讨[J].内江科技,2010,34(03):84-85.
[3] 宋大业.土体位移监测中测斜管的安装工艺[J].港工技术,2009,46(S1):113-115.
[4] 鞠培峰,池秀文.测斜管埋设工艺探讨[J].山西建筑,2007,33(36):95-96.
Improvement of Installation Technology on Inclinometer in Plain Concrete Cutoff Wall,Duobu Hydropower Station
HE Lingjun1, XIE Yanzhong2, CUI Shengwei3, LI Xuelin3(1.Test and Inspection Institute, Sinohydro Engineering Bureau 7 Co., Ltd., Chengdu 611730,China;
2.China Northwest Water Conservancy and Hydropower Engineering Consulting Co., Ltd., 710061,China;3.Tibet Niyang River Hydropower Development Co., Ltd., China Guodian Corporation, Linzhi, Tibet 860100,China)
Abstract：Aiming at installation of ABS inclinometer in the plain concrete cutoff wall, Duobu Hydropower Station and in combination of site practice and theoretical study, a set of technology on the installation of ABS inclinometer in the plain concrete cutoff wall is concluded. The technology is proved by site practice reliable, convenient and practical. It is applied successfully in construction of Duobu Hydropower Project.
Key words：plain concrete; cutoff wall; continuous wall; ABS inclinometer; Duobu Hydropower Station
文章编号：1006—2610(2017)02—0055—03
收稿日期：2017-03-20
作者简介：何领军(1982- )，男，甘肃省定西市人，高级工程师，从事水工监测工作.
中图分类号：TV543
文献标志码：A
DOI：10.3969/j.issn.1006-2610.2017.02.014
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