水利工程中水閘水泥砂墊層的施工技術

【摘要】本文以實際工程為例，對水泥砂墊層的施工進行了分析，對拌合材料的選擇、拌合質量的控制、施工參數以及水泥砂的主要施工方法進行探討，取得了良好的施工質量。

【關鍵詞】水利工程；水閘水泥；砂墊層；施工

Abstract： based on the actual project as an example， analyses the cement sand cushion construction， the selection of mixing materials， the batch quality control， construction parameters and discusses the main construction method of cement sand， has obtained the good construction quality.

Keywords： water conservancy project；Lock the cement；Sand cushion；The construction of the

1、工程概況

某水利工程泄水閘一共有3個孔，總建設寬度為72m，泄水閘的總建設高度為8.6m。閘基為粉細砂，需要對其進行處理。設計使用水泥攪拌樁進行施工，設計攪拌樁高程為13.5m。為了將樁間土的作用充分發揮出來，使用褥墊層布置在閘室底板和樁頂，并對土和樁的荷載分擔比進行調整。結合本工程實際情況，褥墊層為使用水泥和細砂拌合后的砂漿。加固示意圖見圖1。

2、水泥砂墊層的功能

由于挖掘泄水閘基坑的時候，發現粉細砂的品相很不錯，在設計砂墊層的時候決定使用水泥砂，絕大多數的粉細砂比較的干凈，含泥量非常的小，只有一少部分粉細砂含泥量很大或者是含有淤泥質土。粉細砂大都是散粒體，自身具有較強的彈性模量，使用水泥對其進行改性處理，可以較大程度的提升粉細砂的彈性模量，使滲透系數得到較好的降低。合理利用泄水閘基坑的開挖料，既可以將工程的棄渣重復利用，又可以實現就地取材，使工程的投入資金得到有效的降低。從土力學的角度出發，細粒料和粗粒料的粒徑區別僅僅有0.1毫米，這又在粉細砂的粒徑范圍之內，這樣工程的性質就會處于粘性土和砂性土的中間。當粉細砂處于濕潤的狀態時，具有微微的粘性，可以實現特殊工程的要求，使用水泥砂墊層屬于技術的不斷創新，在施工參數和水泥砂攪拌的方面沒有成功的經驗可以進行參考，需要經過生產試驗來進行不斷的摸索。該工程的水泥砂墊層在設計的時候，夯填度要控制在0.87以內，需要通過試驗來確定碾壓的次數、碾壓的形式、攤鋪的厚度和形式以及最佳含水量。

3、施工的主要參數

3.1 設計指標

施工的過程中，水泥的摻加量要控制在4.5%以內，夯填度要控制在0.87以內，相對的密度要達到0.7以上，滲透系數為，試驗報告中顯示水泥要使用普通的硅酸鹽水泥，砂為基坑挖掘的粉細砂，對砂樣顆粒進行分析的詳細數據見表1所示，干密度的詳細信息見表2所示。

經過計算，當加入水利量為4.5%，干密度要超過1.58，當摻入水泥量為6%時，要求干密度大于1.6。對滲透系數進行實驗，得出試驗結果如表3所示。

3.2 碾壓試驗的辦法

先要對開采區的含水率進行嚴格的檢測，經過檢測發現：將覆蓋層剝離1米以后，粉細砂的含水量可以達到6.4%左右，使用自卸汽車運輸輔料，在攤鋪、平整和找平的過程中，使用人工來進行作業。依據試驗的結果來嚴格控制粉細砂的含水率，輔料的平整度和厚度要在現場控制好，使用水準儀來檢查攤鋪是不是平整，當達到設計的標準以后，進行碾壓施工，按照設計的要求來完成碾壓的次數，使用鐵鍬將表面的土層清理干凈。取樣的時候使用環刀的辦法，在壓實層下部三分之一的位置進行取樣，最少要從兩個檢測點進行取樣，在試驗段上平均選取取樣點，取樣結束以后，使用相同質量的水泥來回填取樣坑，夯實后做好標記，這樣可以有效的避免發生重復取樣的情況。

4、拌制水泥砂

4.1 拌合的方法

由于泄水閘砂墊層施工量比較大，如果使用人工來進行水泥砂拌合的話，需要人工控制填加水和水泥的數量，這樣就很難保證拌合的質量可以達到設計的標準，質量控制會非常的困難。由于人工作業的效率較低，工程的施工強度很難得到滿足，所以使用混凝土攪拌站集中拌合的辦法，這樣可以有效控制水泥砂的拌合效果，實現水泥砂拌合的集中管理。

4.2 選擇原材料

粉細砂、水和水泥拌合在一起構成了水泥砂，在選擇材料的時候，一定要控制好粉細砂的質量。基坑挖掘的主要材料就是粉細砂，部分位置粉細砂的含泥量比較大，有的還會夾雜著淤泥質土。所以一定要控制好粉細砂的質量，選取的純度一定要高，盡量少含泥、草根植被、團結塊等雜質。該工程使用的水泥為普通的硅酸鹽水泥，使用的拌合水直接從河水中抽取就可以了。

4.3 控制拌和質量

水泥砂的配比和拌合均勻程度是水泥砂質量的只要控制因素，可以采取以下兩種辦法來進行控制。第一，使用拌合站的稱量系統來控制配比，從而實現對水、水泥和粉細砂的控制。粉細砂自身帶有水分，為了更好的控制用水量，應該對粉細砂的含水量進行測定。第二，控制拌合均勻度。粉細砂自身顆粒較小、且自身帶有水分，如果依照拌合站的日常程序來進行拌合，粉細砂自身帶有的水分就會和水泥形成顆粒，這樣水泥攪拌以后也會有顆粒存在，使拌合均勻度受到嚴重影響[7]。經過認真的試驗以后，決定先將水泥和水進行攪拌形成水泥漿，再將粉細砂摻入其中，將攪拌的時間盡量的延長，這樣就可以使水泥砂攪拌的更加均勻。

5、水泥砂的施工辦法

5.1 處理基面

基面一定要處理干凈，要沒有任何的雜物和積水，依據設計標準來回填局部的坑洼處和受到擾動的樁間土。放樣的時候要按照圖紙來進行，一定要確定水泥砂墊層的范圍和高度，填筑分區要按照強度來劃分，同時做好標記，基面驗收合格以后開始下一道工序的施工。

5.2 水泥砂的運輸、鋪料、振搗和養護

5.2.1 運輸水泥砂

使用10t自卸汽車水平運輸各閘室底板水泥砂墊層，垂直運輸和輔料運輸使用長臂反鏟，墊層料運輸使用的車輛一定要固定，做好車廂和輪胎的清潔工作，防止輪胎和車廂中的雜物帶入到填筑區或者是墊層料里，應該連貫且持續的完成水泥砂料的裝卸、鋪填和運輸工作，防止過多周轉造成含水量的改變，填筑的時候不可以使用不合格的填筑料。

5.2.2 鋪料的形式

鋪料的時候，使用人工和長臂反鏟配合的辦法，在鋪料以前一定要保證基面濕潤，這樣可以有效控制水泥砂的含水量，水泥砂墊層的設計厚度為30厘米。依據對施工現場的夯填驗算，鋪料的每一層厚度要控制在40厘米以內，鋪料一定要平整且均勻，嚴格控制配料的厚度。

5.2.3 振搗水泥砂墊層

水泥砂表面振搗的時候，使用SW-10型附著式混凝土振搗器來進行振搗，振搗以前做好表層鋪料的均勻和平整工作。使用靜壓的施工辦法來進行振搗碾壓，碾壓的次數要控制在7次以內，要按照特定的方向施工，振搗的時候一定要滿足設計的遍數，重疊碾壓的位置要在50厘米以上，邊角位置和接頭處要搗實，防止出現漏振、欠振的情況。后施工段在施工的時候，一定要處理好與前施工段的接頭部位，做好振搗工作，前后施工段連接處不可以有接頭出現。

5.2.4 養護水泥砂墊層

水泥砂墊層料鋪筑好以后，一定要做好養護和保護工作，禁止車輛和行人通行，還要及時的做好取樣試驗，那些沒有達到設計要求的施工位置，一定要進行返工處理，水泥砂上部混凝土墊層施工一定要及時，這樣可以有效避免水泥砂長時間暴露所造成的損害。

6、結語

綜上所述，在使用上述施工技術進行水閘水泥砂墊層的施工后取得了良好的施工效果，工程質量達到了設計要求。經過檢測證明，本工程每一個施工階段所使用的水泥砂漿指標都達到了規定要求，有效保證了后續施工的順利開展。

參考文獻：

[1]杜軍民，王源.渠道砂墊層（5cm厚）壓實方案的探索[J].河南水利與南水北調，2010，（04）：90-91.

[2]宋維俠，陳學才，張全才.南水北調渠道砂墊層壓實技術[J].河南水利與南水北調，2012，（22）：254-256.

[3]吳丹丹.閘墩預應力鋼筋施工新技術應用[J].科技與企業，2015，（21）：196-198.

[4]花劍嵐，苗后營.基礎換砂在韓壩閘拆除重建工程中的應用[J].水利規劃與設計，2011，（02）：45-47.

[5]謝明勇.庫塔干渠東干渠水閘混凝土的安全檢測[J].水利技術監督，2013，（05）68-70.

[6]李玲玲，陳振華，王立忠.軟弱灘涂上堤基細砂墊層的適用性研究[J].巖石力學與工程學報，2009，（12）：56-57.

[7]呂曉東，陶晶，柯春光.庫塔干渠東干渠渠道襯砌工程設計初探[J].新疆水利，2007，（02）：45-47.

[8]李雪鋒，趙辰.南水北調工程粗砂墊層施工工藝參數的確定[J].科技視界，2012，（22）：165-166.

作者簡介：古麗蘇姆阿依·熱合曼、1981.11、女、維吾爾族、新疆莎車、大學本科、工程師、研究方向：大中型渠道設計與建筑物