多頭小直徑的深層攪拌樁防滲墻在水庫除險加固中的應(yīng)用

王志偉

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)勘測規(guī)劃設(shè)計研究院 烏魯木齊 830002）

農(nóng)六師紅旗農(nóng)場下新湖水庫是一座中型水庫，原設(shè)計庫容2500萬m3，總庫容3000萬m3。水庫位于昌吉回族自治州吉木薩爾縣境內(nèi)，地處天山北麓準(zhǔn)噶爾盆地南緣的山前沖積平原上，地理坐標(biāo)為東經(jīng) 88°57′～88°22′、北緯 44°00′～44°22′，地面自然坡降為 1.5‰～4.8‰,平均坡降3‰。海拔在600～622m之間。

由于土壩在原施工過程中，粘土心墻沒有下到設(shè)計深度，且壩基夾有砂層，形成透水層，通過現(xiàn)場勘察，發(fā)現(xiàn)1+750～3+750和4+600～5+950段壩基滲漏比較嚴(yán)重，此次在1+750～3+750和4+600～5+950段壩前坡對壩基采用多頭小直徑深攪機(jī)做截滲墻進(jìn)行加固，墻長3350m。

1 多頭小直徑的深層攪拌樁防滲墻技術(shù)適用條件

多頭深層攪拌防滲墻技術(shù)是在單頭和雙頭基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項堤壩防滲技術(shù)，該方法是用雙動力多頭深層攪拌樁機(jī)，通過主機(jī)的雙驅(qū)動力裝置，帶動主機(jī)上的多個并列的鉆桿轉(zhuǎn)動，并以一定的推動力使鉆桿的鉆頭向土層推進(jìn)到設(shè)計深度，然后提升攪拌至孔口。在上述下鉆提升過程中，通過水泥漿泵將水泥漿由高壓輸漿管輸進(jìn)鉆桿，經(jīng)鉆頭噴入土體中，在鉆進(jìn)和提升的同時，水泥漿和原土充分拌和。樁機(jī)橫移就位調(diào)平，多次重復(fù)上述過程形成一道防滲墻，墻體連接方式根據(jù)設(shè)計要求的墻厚選定不同的鉆頭和搭接方式。

多頭小直徑的深層攪拌樁防滲墻技術(shù)，在水庫除險加固中多應(yīng)用于粘土、粉質(zhì)粘土、密度中等以下的砂層，不適用于大砂礫石層，施工不受地下水位的影響。

多頭小直徑的深層攪拌樁防滲墻技術(shù)具有“施工不用開槽，既有利壩堤穩(wěn)定，又避免了因地質(zhì)情況復(fù)雜而帶來的開槽、鉆孔塌孔等施工難度；施工造價低，工效快，最高工效可達(dá)20m2/臺時；水泥土截滲墻與混凝土墻的使用年限相當(dāng)”等特點

2 截滲墻設(shè)計技術(shù)指標(biāo)

該工程水泥土截滲墻技術(shù)指標(biāo)為：水泥摻入比不小于15%，最小成墻厚度160mm，單元搭接長度100mm，90天抗壓強(qiáng)度大于1.0MPa，墻體滲透系數(shù)K＜A×10-6cm滲透破壞比降大于200。根據(jù)實際地質(zhì)情況，在1+750～3+750與4+600～5+950壩段防滲墻伸入壩基的深度為7m。

為徹底摸清截滲墻基礎(chǔ)的地質(zhì)構(gòu)造，施工前先進(jìn)行地質(zhì)勘探。用鉆機(jī)從起點每隔50m做一勘探孔，原則是鉆穿透水的砂質(zhì)地層，找到相對不透水的粘土層，粘土層厚度要求不小于2m。由此繪制地質(zhì)結(jié)構(gòu)縱剖面圖，為截滲墻技術(shù)設(shè)計提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

3 工程施工

3.1 施工設(shè)備選擇

根據(jù)工程防滲段的地質(zhì)條件，決定采用多頭小直徑水泥土薄墻工藝。最終檢測采用探坑取樣室內(nèi)試驗及大地雷達(dá)檢測方法或建設(shè)單位認(rèn)可的其他檢測方案。其設(shè)備選用SJ4—500Ⅱ型多頭小直徑深層攪拌截滲樁機(jī)。

3.2 施工方法

a.制漿站（第一攪）按照設(shè)計水灰比 0.9∶1～1.3∶1 配制并攪拌成水泥漿，水泥漿應(yīng)隨配隨用。

b.用泵把配制好的水泥漿輸送到儲漿罐（第二攪），同時樁機(jī)就位調(diào)平。

c.從地面放線定位開挖的槽溝攪拌下沉，同時開啟輸漿泵，輸送漿液至設(shè)計樁底高程，定位攪噴3s，然后提升至設(shè)計樁頂高程即地面，此過程以地面微微泛漿為最好，否則就調(diào)配漿液水灰比或調(diào)整下沉和提升的速度。

d.關(guān)閉攪拌機(jī)械，完成一個單元墻體的施工。

e.向前水平移動，移下底盤對樁位，使前一單元墻體和后一單元墻體的最后一個樁搭接100mm，調(diào)平重復(fù)上述a～e步驟。施工程序見右圖。

4 指標(biāo)控制

在施工中應(yīng)嚴(yán)格控制以下指標(biāo)：

a.混凝土固化劑。主劑一般采用325號、425號普通硅酸鹽水泥或礦渣水泥，水泥摻入量（占天然土重的百分比）一般為8%～15%。

b.混凝土水灰比?？筛鶕?jù)地質(zhì)報告反映的土層性質(zhì)、土的孔隙率、孔洞裂隙情況、土層含水量及室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)初步確定，然后再根據(jù)現(xiàn)場施工情況修正，一般來說水灰比為0.5～2.0。

施工程序圖

c.鉆頭直徑。根據(jù)樁深、墻厚及垂直度的要求，可選 220～632mm。

d.搭接長度。設(shè)計要求的樁與樁之間搭接長度應(yīng)不小于50mm，隨墻深增加應(yīng)增加搭接長度。

e.垂直度。施工前應(yīng)使樁機(jī)水平，使鉆桿保持垂直，垂直度誤差不大于1/300。

f.樁間接頭處理。對于要求搭接的樁孔，樁與樁的搭接間歇時間不應(yīng)大于24h，如因特殊原因超過上述時間，應(yīng)對最后一根樁搭接處進(jìn)行空鉆留出榫頭以待下一批樁搭接；如間歇時間過長（如停電等）與后續(xù)樁無法搭接，應(yīng)在設(shè)計和監(jiān)理單位認(rèn)可后，采取局部補(bǔ)樁或注漿措施。

5 結(jié) 語

經(jīng)過幾個水庫的實際運(yùn)用，多頭小直徑的深層攪拌樁防滲墻對于平原水庫庫除險加固還是比較適用的。該技術(shù)具有施工工藝保證率高、防滲效果好、施工難度低、適應(yīng)能力強(qiáng)的特點，是比較符合新疆的平原水庫的實際的，值得推廣應(yīng)用。