水庫大壩水泥土攪拌樁截滲墻施工要點研究

楊聲玉

（安徽省馬鞍山市花山區農業農村水利局，安徽 馬鞍山243000）

引言

水泥土攪拌樁截滲墻指的是使用深攪樁機下探至水庫大壩的設計深度且在水泥漿液灌注到對應的孔洞內部的前提下，使用螺型的旋轉鉆頭對于孔洞內部的水泥漿實施充分的攪拌作業，使灌注到孔洞內部的水泥漿在強度較大攪拌力的作用下和周邊的土體最終形成水泥土柱結構，由許多水泥土柱連接構成的主體結構，故此具備了截止滲漏性能優異，而且對周邊自然環境沒有損傷的特性，因為其工程總體上對于資金的需求相關較低，并且工程時效比較高，因此在工程實踐中獲得了大力的推廣和普及。

1 水庫水泥土攪拌樁截滲墻施工概況介紹

一小Ⅱ型水庫，按照國家頒布的《防洪標準》所指定的相關分等、分級標準，工程的綜合等別屬于Ⅴ等，主體結構的建筑物屬于五級，其他建筑物的等級屬于五級，水壩主體工程實施規劃設計的洪水重現期等級是20 年一遇的級別，校核的洪水重現期等級屬于300 年校核。此次除險加固工程的主要項目包含大壩壩體加固，大壩防滲處理，新建護坡和壩后排水設施，溢洪道和放水涵洞拆除重建，下游渠道的拓寬改建，增加工程管理設施，新建堤頂防汛道路等。依據相關的招標文件及工程圖紙的相關規定，壩體使用多頭小直徑尺寸的攪拌樁推進防滲漏工程的作業。水庫水泥土攪拌樁截滲墻施工的主要流程如圖1 所示。

圖1 水庫水泥土攪拌樁截滲墻施工的主要流程簡圖

2 水泥土攪拌樁截滲墻作業規范和工程機械的選取

2.1 水泥土攪拌樁截滲墻作業過程的相關要求

根據相關的要求和工程圖紙選定鉆探深度、噴漿層面、停漿層面、樁體長度尺寸，為了強化漿液操控，需要在噴漿裝置上配備準確的計量儀器，保證漿液輸送的持續性，使用計量裝置測定用量并實時記錄。作業進程中需要實時攪拌樁體的直徑尺寸、最終墻體厚度等相關參數的周期性檢查記錄，針對由于各類故障而暫停的灌注成樁作業進程的二次灌注銜接樁體作業過程中，噴漿銜接的重疊部分的長度需要限制在2.1 米向上。為了實現最大程度地符合作業規劃和相關標準的規定，并能確保施工總體進度的基礎上，相關施工企業通常用灰漿比例為1.55、摻入量14.5%的兩類參數實施該水庫排險加固水泥土攪拌樁截滲墻的施工。攪拌樁截滲墻施工誤差[1]的控制要求見圖2。

2.2 工程機械設備的選取

該工程施工過程的攪拌樁的作業過程使用JJ-24KB型攪拌截滲裝置，此款設備具備三頭攪拌的功能，三軸之間距離尺寸均是0.36 米，依靠雙層液壓底盤裝置行進，調平過程方便快捷。某水庫水泥土攪拌樁截滲墻作業工程工段的土壤特性、密實程度和含水率等相關參數對于攪拌截滲裝置的最終成墻的工程品質有直接的影響，具體成墻作業相關參數需要和施工工段相關參數相匹配，才可以保證攪拌樁最終成墻工程的品質。為確保施工工段防滲漏加固品質滿足設計規范的相關規定，相關工程技術人員需要實施參數測試并且符合下列要求：水泥混凝土入滲率不大于18%，水灰比例是1∶1.8，漿液比例為1.67 克/立方厘米，樁徑和樁距分別是425 毫米和355 毫米，攪拌樁截滲墻銜接寬度是115 毫米，最終成墻寬度值是255 毫米，成墻深度是225 米，鉆桿升降速率為（0.33～1.58）米/分鐘，攪拌截滲設備最小作業寬度為4.7 米。實際試驗結論表明，相關參數都滿足要求。水庫水泥土攪拌樁截滲墻施工主要施工機械設備見圖3。

圖2 水庫水泥土攪拌樁截滲墻施工偏差控制范圍

圖3 水庫水泥土攪拌樁截滲墻施工主要施工機械設備

3 水泥土攪拌樁截滲墻施工作業措施

3.1 測量、放線和施工現場平整作業

在水泥土混合攪拌樁截滲墻施工作業之前，需要保證施工現場地面的平整性，水庫大壩土方加固堤頂距離最少達到5.5 米，施工現場地面連片堆棄的石塊、草根及雜草等一定要清理干凈[2]。依照截滲墻中心軸線位置挖開一條（455×355）毫米（寬度×深度）的收集漿槽體，使用覆蓋手段規避出現漿液流出的狀況，并且確保樁基位置輔助中心把控線測量試放線作業。

3.2 完成樁機安裝調試及前期準備作業

在完成樁機安裝調試及前期準備作業的施工進程中，在中心軸線上下區域等朝向把樁基水平調節公差把控在±0.15 米范圍以內，并且盡可能采用水平儀實行樁機基準底座水平位置度的檢測，然而樁機底架安裝狀況和垂直度檢查經過垂直線距離11 米的兩側錘球實行，樁機底架垂直度公差把控在5.5‰范圍以內，除此以外，還需要保證三個連通液壓管路的液面一直處在同一水平面位置。

3.3 注漿和混合攪拌把控作業

水泥漿攪拌沉降的進程中需要確保輸漿泵送設備啟動注漿到規劃深度，由噴漿記錄裝置實行輸漿狀況的自行記載，在混合攪拌提升進程中保證漿液持續灌注到孔口位置，在孔口實行人力翻漿保證土層最大限度地進行吃漿作業。使用單頭樁機二次注漿從上至下復合攪拌到墻底，再使用三頭樁機未注漿進行復合攪拌3.55 米規劃高度，達成一周期注漿作業過程。實行油壓調節距離以后讓樁機沿中心線運動，單頭樁機及三頭樁機位移長度分別是355 毫米與235 毫米，再實行樁位確定及樁機水平調節，達成下周期注漿作業，直到一個單元墻施工作業結束，如此作業，持續成墻[3]。

3.4 施工作業形成墻體措施

JJ-24KB 型攪拌截滲機主要機構包括：設備主機、動力傳動裝置和水泥漿攪拌部分等構成。然而設備主機又包含：動力傳動和變速箱系統、液壓傳動履帶系統、位置深度測量裝置、水平調整設備及導向裝置等組成。攪拌截滲機安裝調試完成以后，開啟設備主機動力傳動裝置以后，把帶動主機鉆桿傳動系統開啟，在規劃推力的作用借助水泥漿泵送工程機械將漿液經過輸漿管道灌注到鉆桿，再把鉆桿鉆頭沉降到土壤層規劃深度完成噴漿作業，然而再提高到孔口液面，經過以上沉降及上升的作業過程，完成泥漿和土體的徹底混合攪拌。最后，鉆機沿著中心線方向往前進行機械傳動，開始下一工序的樁體施工作業。成墻施工工藝流程見圖4。

圖4 一次成墻工藝施工流程

3.5 工程施工作業品質把控措施

水灰比的科學匹配是確保深層攪拌施工作業品質的重要條件，經過施工作業之前的試驗和相似水利工程的施工作業經驗，依據此工程JJ-24KB 型攪拌截滲機型號及相關水庫大壩深層土壤地質狀況來配比水灰比例。鉆機的鉆進速度及提高復攪速率也應該進行認真把控，并且依據攪拌截滲機型號、灌注水泥砂漿漿數量規劃、土壤及地質狀況研究、漿液比例和摻加比例等系數規劃速率。此工程水泥混凝土攪拌樁截滲墻施工作業使用水泥漿制造準備挑選40.5#普通硅酸鹽型水泥混凝土，并且依照最科學合理水灰比例實行水泥砂漿攪拌，攪拌形成的水泥砂漿經過輸漿泵輸工程機械運輸進儲漿容器罐以后，測試漿液的液面深度，計算出泥漿使用量。水泥混凝土在檢驗合格以后即可實行漿液混合攪拌作業，并且嚴格依照規劃混合比例進行攪拌混合，阻止漿液出現離析的狀況，攪拌混合形成的漿液經過篩選以后由輸漿泵工程機械進行運送。水泥混凝土漿液的混合比例能夠制約固結土壤層強度和攪拌樁截滲墻的防止滲漏作用，并且確保注漿漿液擁有優良的流動性能，強化該技術在深層土壤里的分散性和注漿管道的順暢性能，阻止相關管道出現堵塞的現象。優良的漿液比例還可以在其固結前期確保漿液強度滿足初始設計要求，能夠阻止地下水系對其進行沖蝕[4]。認真依照規劃實行攪拌噴漿提高速率及頻率的把控，保證提升速率和噴漿數量進行匹配作業，才可以確保墻體固結施工作業的品質。針對特別地質狀況和堤身比較孱弱的區域需要降低提升速率并且提升噴漿數量。攪拌樁搭接間隔周期把控在24 小時以內，假如不能確保以上施工作業周期則需要和前樁進行施工作業對接處理，等成墻達到規劃強度以后再實行搭接區域套鉆灌注漿或者高壓灌注漿解決方案，確保接頭連接施工作業品質。

4 結論

綜上所述，經過對水庫大壩土方結構進行加固處理，壩體防滲措施等除險加固解決方案實施試驗結果得出，采用多頭小直徑深層攪拌樁防滲漏解決方案成本較低、科技性較高、作業周期較短、耐久穩定性較好。依據相關水利工程除險加固現實狀況及地質狀況挑選合理的工藝參數，確保水庫壩體除險加固及其堤基防滲處置結果。水庫大壩水泥土攪拌樁截滲墻施工措施對于類似于水庫除險加固水利工程擁有一定程度的參考價值。水庫工程是推進社會進步的根基，更是為廣大人民群眾日常生活及各相關行業技術領域生產供應水資源的重要途徑。經過以上研究能夠得出，水泥混凝土攪拌樁截滲墻工藝解決方案的出現對于水庫水利工程的建設起到了非常重要的作用，能夠行之有效地增加了水庫水利工程的使用年限，但該技術在相關施工作業的進程中對于施工手段有非常強的依賴性，需要相關施工企業對于作業進程給予高度的關注，尤其是轉角處等對于施工作業工藝要求比較高的作業區域，行之有效的監控是不可缺少的。