攪拌樁防滲墻在南水北調高填方渠段的應用

□宋會杰

攪拌樁防滲墻在南水北調高填方渠段的應用

□宋會杰

南水北調中線京石段應急供水工程渠線途經石家莊市的3個縣（市、區(qū)），保定市的9個縣（市），線路總長227.375km，其中建筑物長26.945km，渠道長200.430km。京石段高填方渠道需要采取加強安全措施的渠段長度為24.729km，其中采取水泥攪拌樁防滲墻措施的渠段長為13.654km，穿堤建筑物與渠堤結合處高噴水泥灌漿防滲墻與水泥攪拌樁防滲墻連接；采用錐探（黏土）灌漿措施的渠段長度為11.075km。

1.攪拌樁防滲墻施工技術與工藝

1.1 工作原理

多頭小直徑深層攪拌樁防滲墻技術是運用多頭小直徑深層攪拌樁機通過主軸的動力傳動裝置，帶動主機上的3～4個并列鉆頭轉動旋轉，推進力使鉆桿與鉆頭向土層內鉆進到設計深度，然后再提升攪拌至槽孔孔口。在作業(yè)過程中通過泥漿泵將泥漿經過高壓輸漿管、鉆桿、鉆頭噴入土體中。在鉆進和提升的同時，水泥漿體和原地土充分拌合后，完成第一組樁的施工。當進行第二組樁施工時，主機向前移動，使第二組樁與第一組樁相割搭接后（搭接長度一般為半孔），重復上述第一組樁施工過程。依此類推，進行第三組樁、第四組樁……，最后形成一個完整的水泥土墻體。

1.2 技術原理

多頭小直徑深層攪拌樁是將水泥漿噴入土中，通過攪拌機械，將軟土與水泥強制攪拌，利用水泥作為固化劑，通過固化劑和土體、水之間產生的一種物理、化學反應，使土體硬結成具有整體性、穩(wěn)定性、不透水性和一定強度的水泥土防滲墻。

1.3 主要技術要求

一是設計墻體中心線位于堤頂靠近外側1.5m位置；二是設計墻體有效厚度≥250mm；三是設計孔深為深入渠底高程以下3m；四是樁體水泥摻量不小于12%,無側限抗壓強度大于0.5MPa；五是平面位置偏差控制在不大于50mm，垂直度偏差不大于1%；六是墻體滲透系數小于1×10-6cm/s，允許滲透比降不小于67，破壞滲透比降不小于200，無側限抗壓強度大于0.5MPa。

1.4 成墻工藝及流程

本工程采用三軸一工序，四攪兩噴成墻工藝。選用SPM-5-Ⅲ型深層攪拌樁機，該機為3頭，樁徑430mm，樁距325mm，成墻有效厚度282mm,一次施工的有效長度為974mm。如圖1。

工藝流程：測量放線→設備組裝就位→預攪下沉→至設計墻底高程→攪拌噴漿提升→至孔口→復攪→至設計墻底高程→攪拌噴漿提升→至孔口→樁機移位。

1.5 工藝參數

開工前通過生產性試驗方案確定施工技術參數。如表1。

圖1 三軸水泥攪拌樁成墻示意圖

表1 施工技術參數表

2.施工的質量控制

2.1 原材料控制

采用的水泥、水等原材料符合設計和規(guī)范要求，檢驗合格后才能使用。制漿采用快速攪漿設備，拌制時間大于1min，在儲漿池內采用二次攪拌，防止?jié){液沉淀、離析，拌制好的漿液存放時間不超過有效時間。

2.2 樁徑控制

為保證墻體完整性，確保城墻最小厚度不小于25cm，鉆頭直徑采用430mm，搭接長度105cm，成墻有效厚度282mm。質檢人員每班抽檢鉆頭直徑，發(fā)現(xiàn)磨損嚴重時，全部及時進行更換。

2.3 樁距控制

樁距大小關系到相鄰樁體搭接厚度能否保證。設備移位時采用油壓調距的辦法，并配合人工標記測量復核，確保每次移動距離為設計值。

2.4 樁體垂直度控制

利用設備自身的整平系統(tǒng)進行精確整平，另在塔體上做好標志并安置倒垂球復核。

2.5 過程質量控制

一是灌漿量。采用電腦檢測儀控制注漿量，保證水泥摻量達到設計要求。二是下沉與提升速度。下沉與提升要求均勻、平穩(wěn)，對不同的地層采用不同的參數，保證攪拌的均勻。三是臨時中斷。因故中斷，恢復施工時應將鉆頭下沉1m，噴漿攪拌提升。因故停機超過3h，應拆卸輸漿管，徹底清洗管路。

3.水泥攪拌樁質量檢驗

一是施工過程檢查。施工過程中，嚴格按照3.1～3.5的各項要求逐項檢查或檢測，應全面、準確、及時進行記錄，然后匯總分析。發(fā)現(xiàn)有不滿足要求的，立即糾正。二是開挖外觀檢查。每段施工結束15d后開挖檢查，進行淺部開挖，一般深度不低于2.0m，觀察墻體水泥分布均勻性，檢測樁位偏差、樁徑、墻厚、墻體輪廓垂直度及樁與樁之間搭接情況是否滿足設計要求。三是鉆孔取芯法。在施工28d后，采用鉆機取芯檢驗。檢查墻體均勻性、水泥土的無側限抗壓強度、滲透系數。取芯數量：300m抽檢1孔，每孔取樣2組。四是鉆孔注水試驗。利用取芯孔每600m作一注水試驗，確定樁體的滲透系數和透水率。五是地質雷達檢測。采用大地雷達檢測，觀察和分析墻體的連續(xù)性、完整性和密實性。

水泥攪拌樁防滲墻技術在施工中不需開槽，具有取材方便、工效較高、造價低廉、截滲效果好、無環(huán)境污染等優(yōu)點，同時構成的截滲墻耐久性好、強度較高。因而，在大江大河及湖泊堤防、壩體防滲加固方面具有較高的應用價值，特別是在南水北調渠道高填方渠段的應用，更是得到了有效推廣。□

2014-07-13

陳建卓，男，漢族，河北水務集團，綜合處處長、正高級工程師。

王文杰，男，漢族，河北省南水北調工程建設管理局，高級經濟師。

張穎，女，漢族，河北水務集團，高級工程師。

收稿日期:2014-05-24

作者簡介:宋會杰，男，漢族，河北省水利工程局，高級工程師。