振動沉模防滲板墻在水利工程中的應用

張恒霖（山東大禹工程建設有限公司，山東濟南250013）

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振動沉模防滲板墻在水利工程中的應用

張恒霖
（山東大禹工程建設有限公司，山東濟南250013）

【摘要】本文以單縣浮崗水庫壩體加固工程為例，介紹了振動沉模防滲墻的施工原理、施工工藝、特殊情況處理和工程質量控制措施，為類似工程實施提供借鑒。

【關鍵詞】水庫壩體；除險加固；振動沉模防滲板墻；模板；質量控制

1　振動沉模防滲板墻的施工原理

2　浮崗水庫壩體加固概況

菏澤市單縣的浮崗水庫，建成于1958年。由于受當時生產技術水平的限制，壩體滲水量較大，庫外區域已出現大面積鹽堿化，對周圍環境和經濟發展帶來惡劣影響。鑒于該壩體構成物復雜、滲透系數較大等狀況，最終設計方案采用振動沉模防滲板墻施工技術，對浮崗水庫的壩體進行加固。

3　振動沉模防滲墻施工工藝及流程

3.1施工材料及要求

鑒于浮崗水庫的土質特點，壩體加固施工以水泥和沙壤土為主要材料。漿液采用水泥、中砂、鈣質膨潤土、Ⅱ級粉煤灰、減水劑拌制，其配合比為：1∶5.2∶0.57∶1.26∶0.006∶1.76（水）。漿液在配置完成后，每隔2～3 h對漿液的比重復檢一次，并確保漿液比重始終≧1.6g/cm3；板墻的抗壓強度要求為1.5～3 MPa，壩體滲透系數低于1×10-7cm/s，彈性模量為1 000 MPa，抗滲坡降＞500。

3.2施工設備

振動沉模防滲板墻施工的主要設備，可分為壓模系統和注漿系統兩部分。壓模系統主要有機械式振動錘、步履式樁機、夾頭和模板；注漿系統主要有漿液攪拌機、注漿泵和循環系統。

3.3施工測量與放樣

施工前，采用全站儀對壩體軸線進行測量并放樣。要用混凝土樁或木樁做好標記，標記點的位置誤差≤20 mm，并清晰可見；在場地平整階段，要沿著壩體軸線平整出寬6 m的振動沉模機移動平臺，并挖深0.6 m、寬0.4 m的漿液預留槽；振動沉模機的立軸，其垂直度誤差要≤0.5%。

考慮實際噪聲情況，在仿真回波數據上疊加高斯白噪聲分別使其信噪比SNR=0，10 dB，目標運動速度從0 m/s線性遞增至300 m/s，FFT點數為512，采用互相關FFT法進行速度粗估計，Matlab仿真結果如圖1所示。信噪比為10 dB時，測速誤差基本維持在3 m/s以下，僅能滿足二次相位的速度補償誤差。但當信噪比降為0 dB，速度估計值出現較大不規則波動，單獨使用互相關FFT法已無法滿足精度要求。因此，通常仍需在所得速度粗估計基礎上進行速度精確補償。另外，速度估計誤差包絡大致呈三角狀，主要由FFT的柵欄效應所導致，該問題可以用Rife相關算法來得到優化[8]。

3.4沉入板刃

在樁機調平后，在保證機架立柱的垂直度誤差≤0.2%的前提下，將模板與孔位校準，再利用樁機系統的自重，將板刃沉入到土層中，板刃沉入的位置誤差要＜20 mm。并保證模板的垂直度誤差≤0.5%。

3.5沉模

啟動機械式振錘，將模板沿著施工軸線壓入地層至設計的深度。在模板的壓入過程中，要對模板的垂直度進行嚴格控制。下一個模板的壓入，同樣要沿著施工軸線，并壓入至設計深度，但要緊挨著上一個已經壓入的模板的邊緣。

3.6灌注漿液并提升模板

向壓入的模板內部灌注漿液，灌滿后振動上拔且持續灌注，提升速度要控制于2～3 m/min。

3.7充盈灌注漿液

漿液的實際灌注量要由試驗或以往施工經驗確定。模板在上拔且灌注過程中，其內腔的漿液要始終保持一定的高度，從而保證生成墻體的完整性和連續性。

3.8二次壓入模板

先壓入的模板在振動上拔至地面后，啟動步履式樁機行走裝置前移，使此模板沿施工軸線，并以后壓入的模板為導向且緊挨邊緣，壓入至設計深度。以相同的方法對后壓入的模板進行操作，以此類推，并最終完成整道防滲板墻的施工作業。

4　施工過程特殊情況的處理方法

4.1漿液灌注意外中斷的處理方法

漿液的灌注作業要保證連續，避免施工中斷。如果在灌注過程中出現意外，不得不中斷作業時，要在8 h內且在漿液初凝過程中，往復振動模板，防止出現“鑄板”現象。在漿液具有一定的強度后，提出模板并在模板內表面焊一個20～50 mm厚的鋼板，再將模板壓入設計深度。模板在下沉過程中，其內壁焊接構件會在板墻面留下“凹”型槽，再次灌注漿液后，便可滿足板墻的整體性和連續性要求。

4.2模板傾斜的處理處理方法

板墻施工過程中，其整體連續性依賴于下沉模板的垂直度控制。如果模板在下沉或提升過程中出現傾斜，施工人員要立即用鋼尺或鉛錘等檢測器具，測繪模板的現位尺寸，并根據計算公式對模板的垂直度進行校正。校正的方法為：振動提升模板，以實現對板孔進行掃孔的目的，模板的下沉速度要控制在0.1～0.5 m/min，如此往復，至模板的垂直度滿足設計要求。

另外，在施工過程中，如有發生漏漿或冒漿現象，則要認真檢查分析產生這一現象的原因，結合具體情況，采取限流、嵌縫、濃漿等補救措施處理。當防滲墻某個孔體的垂直度誤差＞1%時，要適當的降低模板的振動提升速度，以增加樁體直徑，或另加樁體的方法進行修正。

5　做好施工質量的全面保障

5.1施工質量的控制措施

施工過程中，要嚴格執行施工技術要求和設計標準。1）鋪設的步履式樁機的工作平臺要平坦、堅實，寬度要大于6 m，且不可出現較大“凸”或“凹”坑；2）漿液中所有材料的配比，都要由試驗先行確定。攪拌后的漿液，在灌注前要經過過篩，并在4小時內注完；3）樁架垂直度要用底座調平后的全站儀檢測，并保證樁架立柱垂直度誤差小于0.2%；4）嚴格控制模板的壓入和振動提升的速度，并控制漿液的灌注量和速度。灌注過程中，模板內腔的槽孔要始終處于充滿狀態，以防止產生塌孔事故；5）當灌注漿液過程中，輸漿管出現堵塞現象時，要對堵塞的輸漿管加壓疏通，且不可在孔中，采取用水加壓的方法清理，以免對已施工完成的防滲墻體造成破壞。

5.2施工質量的保證措施

在振動沉模防滲板墻的施工準備階段、施工階段，施工質量管理人員、施工人員，都要對所負責的工作，保持一絲不茍、認真負責的敬業精神，不給整體工程的施工質量留下任何安全隱患：1）涉及工程的施工設計、施工作業等，要嚴格按照國家有關標準的規定進行組織和施工；2）每個施工班組要設技術指導工程師、質量檢查專檢人員各一人，并實行崗位責任制度；3）對于施工過程中，漿液的配合比和拌制時間、模板的壓入與振動上拔等，要做好詳細記錄；4）對于配置的漿液，要定期進行比重的測量，并做模塊試驗，確保所用材料合格。

6　結語

通過浮崗水庫壩體修筑的實例施工經驗可以看出，振動沉模防滲板墻技術，是對水庫壩體加固的一種優異的施工手段。此施工技術以其簡單的操作方法、較高的作業效率以及低成本，完全能夠達到水庫壩體滲漏治理的目的。隨著科學技術的不斷發展，振動沉模防滲板墻這類新技術，會有更深的創新空間，尤其在水庫壩體防滲施工方面，必將會有更新的突破。

（責任編輯遲明春）

【中圖分類號】TV543.8

【文獻標識碼】B

【文章編號】1009-6159（2016）-03-0013-02

收稿日期：2015-07-02

作者簡介：張恒霖（1987—），男，助理工程師