多頭小直徑水泥土攪拌墻在舒廬干渠龍沖填方段等滲漏中的應用

汪舒銀

（安徽省淠史杭灌區(qū)舒廬干渠管理局，安徽 六安 231300）

1 工程概況

舒廬干渠左岸龍沖填方、十人塘填方、棗林填方3處填方段渠道原設計渠底寬20m，渠道內坡1∶2.5，外坡1∶2.5（設置平臺處平臺以上1∶2.5，平臺以下1∶3.0）；設計縱坡為1∶15000；設計水深為3.3m，整條總干渠渠道以設計流量確定斷面，堤頂高程高于設計灌溉水位1.5m，左右岸設計堤頂寬度均為4.0m。

每年灌溉及汛期高水位運行時，大面積散浸，滲漏，急需進行防滲加固。造成上述問題的原因主要有：

1）有些填方段堤腳處密實度較差，局部含有軟弱夾層和軟塑狀填土，渠道持續(xù)高水位時，堤身浸潤線升高，出逸點高，堤身邊坡散浸滲水；2）堤身施工時填筑質量差，清基不徹底，動、植物洞穴廣泛分布，堤身堤基易形成滲漏通道，發(fā)生管涌；3）有些堤防填筑段位于老河槽上，加上堤內人為切腳挖魚塘，承壓水出逸坡降過大，引起堤后翻砂鼓水；

2 渠道滲流穩(wěn)定計算

采用河海大學工程力學研究所編制的水工結構分析系統(tǒng)AUTOBANK，程序內部采用有限元技術，可對土壩、堤防、涵洞、水閘等水工建筑物進行詳細的分析計算。根據(jù)《水閘設計規(guī)范》 (SL265-2016)，對比計算結果，計算斷面上堤身與堤基接觸面上的最大水平比降均小于粉質粘土允許滲透比降0.3，其滲透穩(wěn)定可以滿足要求；正常水位、灌溉水位、加大水位時下游滲出段的最大出逸比降均大于1層壩身粉質粘土的允許出逸比降值0.45；其滲透穩(wěn)定不滿足要求。從現(xiàn)場檢查看出，滲漏現(xiàn)象非常嚴重。主要是因為堤身清基不徹底，堤身與堤基存在接觸滲漏，同時堤身填土壓實度過低，碾壓不實造成的。

3 滲漏段治理設計

經(jīng)滲流安全分析及歷史險情，填方段堤防背水坡腳出逸點滲透比降較大，滲漏嚴重。從工程運行和現(xiàn)場勘察資料來看，也存在以下幾個方面的滲流隱患：

1）原堤防內部填筑質量不均衡，土質松散，壓實度未達到設計要求，局部呈軟塑狀；白蟻危害嚴重；人工清基不夠徹底，存在薄弱隱患，填方段大面積散浸，局部存在滲漏通道或管涌險情。

因此，為了確保堤身安全，須對堤身進行防滲處理。針對堤壩填筑質量差，背水坡有散浸和集中滲漏現(xiàn)象，結合地質勘察報告和目前的施工技術水平，可選擇的防滲處理技術措施主要有：充填灌漿防滲墻、高壓噴射灌漿、沖抓套井回填粘土防滲墻及多頭小直徑水泥土截滲墻。多頭小直徑攪拌墻：以水泥作為固化劑，通過樁基在地基深處將土體和固化劑強制攪拌，利用固化劑將土體和水所產生的一系列物理化學反應，使土體硬結成具有良好的整體性、水穩(wěn)定性、不透水性并具有一定強度的水泥土防滲墻，達到截滲目的。對地層適應性有一定的局限性，適用于加固各種成因的飽和軟黏土淤泥質土和軟黏土的土層，加固效果好，適用面廣。

壩段多頭小直徑防滲墻伸入壩基1.5m左右。墻體抗?jié)B厚度按下式確定：

式中：T——墻厚(m)；ΔH——上、下游水頭差；i——水泥土允許坡降，取i=50。

經(jīng)計算得水泥土防滲墻厚度為12cm時即可滿足抗?jié)B要求，本次設計考慮到施工連續(xù)性、均勻性和豎向偏差，故選取成孔孔徑為15.0cm，樁體間水平向搭接長度10cm。本次設計多頭小直徑墻體有效理論厚度22.4cm，大于抗?jié)B要求。

2）灌漿參數(shù)的擬定：參照其它灌漿工程和《水泥土攪拌墻施工規(guī)范》，該壩段水泥土攪拌墻最小厚度取20cm；水泥摻入量為15%，水灰比不低于1∶2；水的流量每分鐘80～120L；氣壓0.7MPa，進氣量每分鐘1～2m3；漿液壓力0.2～3MPa，漿液流量每分鐘80～150L，提升速度每分鐘5～20cm。以上均為設計參數(shù)，實際施工參數(shù)需根據(jù)現(xiàn)場試驗結果選定。

3）灌漿材料：水泥采用普硅42.5級水泥，在水泥漿液中摻入3%左右的水玻璃，可提高其抗?jié)B性；為了降低工程造價，可摻入與水泥等量的粉煤灰，其水泥土強度可提高10%。

4）攪拌墻底面深入堤基相對不透水層1.5m，頂面高程高出設計水位0.5m。

4 結語

多頭小直徑攪拌墻的優(yōu)點如下：①加固效果好，加固方式靈活，適用面廣，可以采用不同的加固型式、不同的樁長和置換率，以滿足不同土質條件和不同荷載要求的加固目的。這種方法適宜用在河道區(qū)域狹長、地質條件復雜，且對沉降要求較高的工程；②施工速度快；③可充分利用原軟土，無棄土；④造價低；⑤適用于處理飽和軟黏土、淤泥、淤泥質土、黏性土、素填土等地基的加固；⑥不僅具有防滲功能，還能夠保證邊坡穩(wěn)定，防止產生滑坡。缺點是：對施工場地要求大，施工工藝要求比較高。

該工程2018年10月份開工至次年3月份竣工，現(xiàn)經(jīng)過一個灌溉期，現(xiàn)場巡查、儀器觀測等有效監(jiān)測，效果明顯，無明顯的滲漏現(xiàn)象出現(xiàn)，更加證明多頭小直徑水泥土攪拌墻在本工程中的應用。