垂直防滲加固處理方法在水利堤壩工程中的選擇

陸明志，孫遠見

（1.江蘇省水利建設工程質量檢測站，江蘇揚州225000；2.徐州市水利工程建設監(jiān)理中心，江蘇徐州221000）

垂直防滲加固處理方法在水利堤壩工程中的選擇

陸明志*1，孫遠見2

（1.江蘇省水利建設工程質量檢測站，江蘇揚州225000；2.徐州市水利工程建設監(jiān)理中心，江蘇徐州221000）

垂直防滲加固處理技術較多，但在水利堤壩加固處理工程中，比較適用的有防滲墻技術、高壓噴射注漿技術、深層攪拌法加固技術、振沖法加固技術等。如何科學、合理、經濟地選擇一種處理方法，是工程成功實施的關鍵。力圖通過其理論、工作原理和施工實踐經驗，對各種垂直防滲加固處理方法進行分析、比較，從而將垂直防滲加固處理方法歸類，為垂直防滲加固處理方法在水利行業(yè)中得到合理推廣和應用提供參考。

機械垂直鋪塑；“射水法”液壓抓斗成槽；振動沉模；高壓噴射灌漿；振孔切槽高噴；多頭小直徑

1 概述

目前，在水利工程中對堤壩進行垂直防滲加固的方法很多，工程經驗成熟且運用較多的主要有：機械垂直鋪塑施工工藝建造以塑膜為主的防滲帷幕、“射水法”施工工藝建造薄壁地下砼（塑性砼）防滲墻、液壓抓斗成槽施工工藝建造地下砼（塑性砼）防滲墻、振動沉模工藝建造防滲板墻、高壓噴射灌漿工藝建造防滲墻、振孔切槽高噴、多頭小直徑深層攪拌法建造水泥土防滲墻等。在水利除險加固工程中，防滲效果的好壞，取決于處理方案的選擇。如何選擇運用垂直防滲加固處理方法，在工程完成后達到防滲效果，充分發(fā)揮建筑物的防滲功能，必須遵循以下原則和方法。

2 垂直防滲加固處理方法的選擇原則

（1）功能性原則：必須滿足工程的功能目的和設計要求；

（2）可實施性原則：處理方法的工程規(guī)模、有關參數(shù)和技術指標，在目前的技術水平條件下是可以實現(xiàn)的；

（3）經濟性原則：處理方案通過技術經濟比較，投入產出分析，在滿足功能性要求的前提下，工程造價較低，項目概、預算合理；在確定采用該方案后尚應采用先進技術，優(yōu)化方案，合理使用材料；

（4）環(huán)境和安全性原則：采用的處理方案應當避免工程污染環(huán)境或污染最??；能保障堤防結構和相鄰建筑物安全，保證施工人員的安全。

3 垂直防滲加固處理方法的工藝介紹

（1）機械垂直鋪塑施工工藝：機械垂直鋪膜技術是通過主傳動軸帶動一套長刀臂上安裝了刮板的鏈條循環(huán)轉動，利用鏈條上的刮板對原狀土進行刮、削，將土體帶出地面，隨著刀臂向下傾斜形成滿足設計寬度、深度要求的溝槽，并充灌漿液進行槽孔護壁，利用鋪膜裝置在溝槽內鋪設聚乙烯土工膜，再用土回填溝槽，形成以塑膜為主的防滲帷幕；通過牽引裝置帶動傾斜刀臂不間斷前進，成卷塑膜向前聯(lián)接、鋪設，最終形成連續(xù)防滲帷幕，以達到工程截滲的目的。

（2）“射水法”施工工藝：其主要原理是運用大流量、大壓力射水沖切土層，通過成槽器底部的刀刃切削修整孔壁。建造規(guī)則槽孔后，用導管法進行水下砼澆筑成墻。施工中采用間隔施工法，即先建造若干個單號墻體，待其砼初凝后，在單號墻間插建雙號槽孔并澆筑成槽；重復上述步驟，建成連續(xù)的地下防滲墻體。在插建雙號墻體時，打開成槽器兩側的側向噴清洗裝置對連接面進行清洗處理，以保證連接面清潔和砼結合牢固。

（3）液壓抓斗成槽施工工藝：采用液壓抓斗設備沿事先修筑并分割好段長（一般段長為6m）的鋼筋混凝土導墻中抓取土體，同時注入優(yōu)質泥漿進行槽孔護壁，待槽段挖至設計深度后，下設預制隔樁及鋼筋籠，然后采用導管法進行水下灌注混凝土成墻。成槽采用間隔法施工，墻體混凝土澆筑根據槽段的長度采用單導管澆筑或雙導管澆筑。

（4）振動沉模施工工藝：運用大功率、高頻率振動錘將H形空腹鋼模板振動沉入土體至設計深度，在起拔模板的同時連續(xù)灌注防滲墻體材料，邊提邊灌，形成單元防滲板體。為保證單元板體之間連接可靠，防止單元板體間垂直分叉，施工時采用雙模板（A模和B模）交叉連續(xù)施工法，保證防滲墻體的連續(xù)性和可靠性。該技術的主要特點是：單元墻體間接縫連接緊密，厚度薄且均勻，施工速度快，一次成墻深度深，施工質量可靠。

（5）高壓噴射灌漿工藝：先利用鉆機引孔至設計深度后，將三管噴具下至設計深度，通過高壓水切割造槽，控制噴嘴擺角，壓縮氣保護水射流射程，經過切割、攪拌、升揚置換等作用，利用水泥漿液充填槽孔，形成水泥土固結體防滲墻。

表1 垂直防滲加固方法比較一覽表

（6）振孔切槽高噴工藝：振孔切槽高噴工藝是在普通高壓旋噴基礎上發(fā)展起來的一種新工藝。振孔切槽高噴將成孔與噴射灌漿有機聯(lián)系在一起，振動鉆桿即是旋噴漿管，振孔方法是采用頂驅式振動器與液壓動力頭以振動回轉工藝成孔，振動成孔達到設計深度后，通過一種特殊裝置，可將底孔堵塞，讓沖洗液的漿液從側向的噴嘴噴出。然后振動器停止工作，振動鉆桿即轉換為噴漿管，旋轉提升振動鉆桿而形成旋噴灌漿。

（7）多頭小直徑深層攪拌工藝：在移動支撐機上的三支點垂直立柱導桿上裝載著挖掘攪拌裝置，5根掘削攪拌軸將回轉動力傳至下面的挖掘頭，同時通過3孔送漿、2孔送氣、5軸掘攪、三維作業(yè)、跟蹤監(jiān)控，在原有位置將基土和水泥混合攪拌成均勻的地下連續(xù)墻的施工技術。水泥土攪拌樁截滲墻是以水泥作固化劑，通過樁機在地基深處就地將土體和固化劑強制拌和，利用固化劑，土體和水之間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，以達到截滲的目的。

4 垂直防滲加固處理方法的特征比較分析

水利工程建設中，各種垂直防滲加固處理方法有各自的優(yōu)、缺點和適應性，主要可歸納如表1所述。

5 垂直防滲加固處理方法的選擇

綜上分析，在水利工程建設中如何有針對性的選擇垂直防滲加固處理方法，是工程防滲處理的關鍵因素，也是決定項目成功與否的前提條件。因此，垂直防滲加固處理方法在水利工程中的最終選擇必須從以下幾點入手：

（1）垂直防滲加固處理方法的選擇主要考慮適應工程性質、地質條件，可滿足工程防滲目的和要求，有一定的防滲標準，工程費用較低等因素。防滲標準直接關系到堤防的安全性以及工程量、工程進度、造價等。

（2）水利工程堤防垂直防滲是滲流控制處理的一部分，應盡可能符合前堵后排的原則、堤身和堤基滲流控制措施統(tǒng)一考慮的原則。和滲流控制方案一起應在技術經濟比較后確定。

（3）在堤身的垂直防滲處理可采用截滲墻（薄防滲墻、定擺噴、板樁墻），灌漿等防滲體。在防滲體不能和地基防滲措施統(tǒng)籌實施時，可考慮截滲墻方案。

（4）堤基的垂直防滲處理。透水堤基垂直防滲處理可采用截水槽、截滲墻等作為防滲體。采用截水槽、截滲墻等防滲體時，材料可采用粘性土、土工膜、固化灰漿、水泥、水泥砂漿、混凝土、塑性混凝土、瀝青混凝土、化學材料；施工可采用人工開挖、機械開挖、鋪設、沖擊鉆、回轉鉆、抓斗、輪銑、射水、鋸槽、斗式、多頭鉆、定擺噴、灌漿、板樁、攪拌樁等技術；其厚度和設置方式應滿足材料允許滲透坡降要求；其防滲性能、效果應符合防滲要求和適應防滲體的布置。

對于截滲墻，關鍵是要采用薄墻和廉價的材料才能有效地減低工程造價。如采用射水、鋸槽、鏈斗、多頭攪拌樁、插板等薄墻成槽方式，并使用土工膜、塑性混凝土、自凝灰漿、固化灰漿等作為墻體材料，其單價可在130～250元/m2間。定擺噴、板樁墻、攪拌樁造價也較低，其單價在70～350元/m2間。

對于砂卵礫石含量較高、粒徑較大的地層，則應考慮沖擊鉆、回轉鉆、抓斗、輪銑等成槽方式的截滲墻，其單價可在200～800元/m2間。根據堤防工程的特點，對該類地層險工段的防滲處理也可考慮單排灌漿帷幕防滲或劈裂灌漿，配合其它滲流控制措施可以達到一定的滲流控制標準，其單價可在50～150元/m2間。

（5）堤基防滲體應布置在臨水堤腳或堤頂偏臨水側，并與堤身防滲體有效連接，且符合變形協(xié)調的要求。

TV697

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1004-5716(2015)05-0167-03

2014-04-25

2014-05-14

陸明志（1979-），男（漢族），江蘇揚州人，工程師，現(xiàn)從事水利工程質量檢測、研究工作。