多頭小直徑水泥土攪拌樁防滲墻在八條路水庫除險加固工程中的應用

趙德龍

（江蘇省贛榆縣水利局 江蘇 贛榆 222100）

1 引言

八條路水庫位于江蘇省贛榆縣西北部低山丘陵區謝湖河下游，距贛榆縣城區30km。水庫集水面積32km2，總庫容2143萬m3，是一座以防洪為主，結合灌溉、供水、水產養殖等綜合利用的中型水庫。該水庫經多年運行，病險情況較為嚴重，壩體多處滲漏，影響大壩的安全穩定。2008年12月開始對水庫進行除險加固，其中壩體防滲處理設計采用多頭小直徑水泥土攪拌樁防滲墻。

多頭小直徑深層攪拌樁防滲墻技術是運用特制的多頭小直徑深層攪拌樁機，把水泥漿噴入土體并攪拌形成水泥土墻，用水泥土墻作為防滲墻達到防滲的目的。該方法是利用水泥作為固化劑，通過深層攪拌機械，在地基深處就地將軟土和水泥強制攪拌后，使軟土硬結改性，具有取材方便、施工無噪音、無污染、工程效果好等優點，并可連續成墻。

2 施工方法及要點

2.1 設計標準

防滲墻設計單樁直徑40cm，理論成墻厚度24cm，樁間搭接8cm，水泥摻入量18%。要求防滲墻無側限抗壓強度90天不小于0.3MPa，滲透系數不大于 1×10-6cm/s，孔位偏差不大于3cm。

防滲墻平行于壩軸線布置，距上游壩肩2.0m。

2.2 主要施工方法及技術要點

本工程選用PH-5E多頭小直徑深層攪拌樁機，采用兩噴一次成墻工藝，即定位后開動鉆機漿液均勻噴出后，開始攪拌向下鉆進，邊鉆進邊噴漿，到達設計標高后，持續攪拌噴漿2min，然后邊攪拌提升邊噴漿，一次性成墻。每幅施工成墻長度64cm。

2.2.1 施工工藝

（1）定位

根據施工圖防滲墻中心線位置確定防滲墻軸線，從起點每幅定位以鉆桿中心進行控制，每64 cm測放一個控制點，且每50cm作為一次定位誤差校核點。每個單元幅起始點用30cm長竹簽垂直插標，并用紅漆標識，插標點高出地面5cm左右。同時在防滲墻軸線外側按同樣的方法，測放一排樁位控制校核點，作為施工中對掘攪頭定位的復查。

（2）樁機就位

由當班班長統一指揮樁機就位，移動前看清上、下、左、右各方面的情況，發現有障礙物及時清除，移動結束后檢查定位情況并及時糾正。樁機平穩、平正，并用經緯儀或路線錘進行觀測以確保鉆機的垂直度。三軸水泥攪拌樁樁位定位偏差小于3cm。

（3）攪拌下沉

啟動電機，根據土質情況按計算速率，鉆頭噴漿，放松卷揚機使攪拌頭自上而下切土拌和下沉，直到鉆頭下沉鉆進至樁底標高。

（4）注漿、攪拌、鉆進、提升

開動灰漿泵，待純水泥漿到達出漿口后，噴漿攪拌30s，在水泥漿與樁端土充分攪拌后，再開始按試樁要求的速度鉆進和提升攪拌頭，邊注漿、邊攪拌、邊鉆進和提升，使水泥漿和土充分拌和。待兩噴過程結束，直至提升到預定停漿面后關閉灰漿泵，一幅防滲墻成型。

2.2.2 防滲墻成墻施工控制

（1）定位控制

根據多軸掘削攪拌軸幅間中心距，在墻體中心線的一側劃定每幅間的套接位置，并按標準規定做好施工模具，定好樁位，控制平面偏差在±3cm以內。

（2）垂直精度控制

采用經緯儀作樁架垂直度的初始點校準，并用兩側垂直角度儀或吊垂跟蹤調整導桿立柱的垂直度，用三支點導桿立柱的垂直度控制鉆具垂直度，使鉆機塔架垂直度偏差控制在±0.1%以內。攪拌掘進過程中，隨時檢測攪拌軸的垂直度，以保證攪拌樁的偏傾率不大于0.3%。

（3）鉆進攪拌控制

采用一次鉆進一次提升兩拌兩噴的方法完成單幅造墻。開動攪拌主機，并徐徐下降鉆頭與基土接觸，按規定要求送漿、供氣；先開始慢速攪拌進尺，當鉆進一定深度后改為快速鉆進至設計墻頂標高，用樁架導柱標尺和計時器聯合控制速度在0.5m/min～1.0m/min；鉆進攪拌時，通過在導桿立柱上的劃分標尺來量測鉆具鉆進速度。

鉆進攪拌至設計墻深后調整轉速，慢速回轉提升鉆桿，以減緩耗用功率的突變，避免形成真空負壓而導致孔壁塌陷，造成墻體空隙，提升速度控制在1.0m/min～1.5m/min。

（4）水泥檢測

水泥采用地產優質水泥。按規范要求的批量進行取樣送檢，合格后用于工程。

（5）漿液配制

采用電子計數器控制水量，嚴格按預定配合比制作漿液，用比重計量測控制漿液的比重。在灰漿攪拌機與集料斗之間設置過濾網，將水泥漿液進行過濾。放漿前先攪拌2min再倒入存漿桶，現場質檢員對水泥漿液進行檢測，并監督漿液存放時間。水泥漿隨配隨用，攪拌機和料桶中的水泥漿須不斷攪動。漿液存放的有效時間按以下規定控制：當氣溫≤10℃時，不宜超過5h；當氣溫≥10℃時，不宜超過3h；漿液溫度控制在5℃～40℃以內，超出規定予以廢棄。

（6）注漿控制

嚴格按預定配合比制作漿液，用比重計量測，控制水泥漿液的比重偏差在±0.05g/cm3內。為防止離析，水泥漿液隨配隨用，并不斷攪動，放漿前須充分攪拌并經過濾后再倒入存漿桶，存放的有效時間符合規定要求。挖掘攪拌時漿液由注漿泵經管路送至挖掘頭，注漿量由無級電機調速器監控。若中途出現堵管、斷漿等現象，查找原因進行修理，待故障排除后在掘進攪拌。因故停機超過半小時，應對泵體和輸漿管路妥善清洗。注漿的同時全程不間斷供氣，氣體經管路壓至鉆頭，供氣控制壓力為0.4MPa左右。

（7）成墻質量控制

為保證成墻厚度，根據挖掘頭齒片磨損情況定期測量齒片外徑。當磨損達到2cm時必須進行修復，為確保墻體均勻度，嚴格控制掘進過程中的注漿均勻性以及由氣體升揚置換墻體混合物的沸騰狀態。幅間墻體的聯結是水泥土防滲墻施工最關鍵的一道工序，施工過程中嚴格控制樁位和垂直度，保證幅間套接質量和墻體的整體連續性，按實驗確定的水泥滲入比，提升、下降速度，水泥漿液等參數施工，確保施工質量。

2.2.3 防滲墻施工技術要點

（1）嚴格按設計要求配制漿液。

（2）土體充分攪拌，嚴格控制鉆進速度，使原狀土充分破碎以有利于同水泥漿液均勻拌和。

（3）漿液不能發生離析，水泥漿液嚴格按預定配合比制作，為防止灰漿離析，放漿前必須攪拌2min再倒入存漿桶。

（4）水泥土攪拌樁施工時，相鄰兩樁施工間隔不得超過24h，因特殊情況超過時間，且樁機能正常工作，在依序即將噴的新孔位進行鉆孔，留出與以成樁搭接所需榫頭，以便后續施工進行。機械無法空鉆時，依序在已成樁做好標記，下次施工前在此處兩側進行補樁，施工后再依序后續樁施工作業。

（5）壓漿階段不允許發生斷漿現象，輸漿管道不能堵塞，全樁須注漿均勻，不得發生夾心層。發現管道堵塞，立即停泵進行處理。并將攪拌頭下沉至停漿點以下0.5m處，待恢復供漿時在噴漿，以防斷柱。停機超過三小時，先拆卸輸漿管道。并妥加清洗。

（6）對溢出的泥土及時采用內駁車運到施工現場。

2.2.4 施工質量控制措施

（1）由專職測量人員負責測量放線及樁位的定位。

（2）樁機必須端正、穩固、水平，用經緯儀或線錘保持其垂直度。

（3）漿液配制必須按規定的配合比進行配制。

（4）嚴格按試樁確定的施工參數控制好下沉、提升速度。出現堵管、斷漿等現象時，立即停泵，查找愿意進行處理，并將攪拌頭下沉至停漿點以下0.5m處，待恢復供漿時再噴漿，以防斷柱。停機超過三小時，先拆卸輸漿管道，并妥加清洗。

3 檢測結果評價

（1）芯樣無側限抗壓強度：采用鉆芯取樣法抽檢了3組試塊進行立方體抗壓強度試驗，抗壓強度推定值為1.17MPa～3.24 MPa，均滿足設計單軸抗壓強度大于0.3MPa（90d）的要求。

（2）芯樣滲透系數：采用鉆芯取樣法抽檢了3組試塊，滲透系數檢測值為3.25×10-7～9.62×10-7，全部滿足設計滲透系數≤A（1～10）×10-6cm/s（A=1）的要求。

（3）墻體連續性檢測：共抽檢了3個區段，雷達波探測結果顯示，波形總體變化不大，同相軸基本連續，未見明顯缺陷特征，表明檢測部位防滲墻墻體總體連續、完整，不存在空洞現象。

4 結語

八條路水庫大壩經采用多頭小直徑水泥土深層攪拌樁作防滲處理，工程實施后，經過兩個汛期的考驗，大壩滲漏問題基本解決，水泥土防滲墻具有明顯的防滲效果，滿足了設計和實際的需要，取得了良好的社會效益和經濟效益。陜西水利

[1]《軟土地基深層攪拌加固法技術規程》[S].YBJ225-91

[2]白永年.中國堤壩防滲加固新技術[M].北京：中國水利水電出版社,2001.1-5.

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