振動沉模防滲板墻技術在花園湖退洪閘工程中的應用

唐　愷　趙　倩　馬　瑞

振動沉模防滲板墻技術在花園湖退洪閘工程中的應用

唐愷趙倩馬瑞

振動沉模防滲板墻技術是水利工程進行地基防滲加固引入的一種技術，它運用大功率、高頻率振動錘將H形空腹模板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，具有施工方便、成墻連續(xù)、質(zhì)量可靠、防滲效果好等優(yōu)點，適合軟土地基的防滲處理。本文以花園湖退洪閘工程為例，介紹了振動沉模防滲板墻技術在地基處理中的應用。

一、工程概況

花園湖退洪閘工程位于花園湖行洪區(qū)下口門處，設計行洪流量3500m3/s，反向進洪流量1000m3/s，閘室共27孔，每孔凈寬12m，總凈寬324.0m，工程等別為Ⅱ等大（2）型，設計洪水標準為50年一遇，校核洪水標準為100年一遇。在退洪閘上游側(cè)和下游側(cè)底板下垂直水流方向設20cm振動沉模防滲板墻，兼顧防滲和防液化圍封作用。振動沉模平面布置見圖1。

圖1　振動沉模平面布置圖

二、工程地質(zhì)

工程區(qū)位于河漫灘上，地面高程一般在16.05～15.50m，地勢平坦開闊，均為耕地。據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306—2001），退洪閘閘區(qū)地震動峰值加速度為0.15g，相對地震基本烈度為VII度。由區(qū)域地質(zhì)資料可知，郯廬斷裂帶從閘址區(qū)附近通過，場區(qū)為抗震不利地段，根據(jù)場地建基面以下15m深范圍內(nèi)覆蓋層土的強度，按《水工建筑抗震設計規(guī)范》（SL203—97）劃分標準，場地土類型為軟弱場地土，場地類別為III類。

根據(jù)勘探資料，閘址區(qū)內(nèi)②、③層為可能液化土層，其平均液化指數(shù)為6.3～19，屬中等～嚴重液化，⑥-2、⑩層為不液化土層。閘基下②、③層土中等滲透性，且滲透比降較小，汛期閘上下游高水位時易產(chǎn)生滲透變形，⑤層土以上各層土，抗沖性能較差。

三、主要技術指標

振動沉模防滲板墻厚20cm，墻體長856m，墻頂高程12.4m；墻底高程1.00m。板墻采用水泥粉煤灰砂漿漿液，漿液的配合比應滿足：28d滲透系數(shù)不大于1×10-6cm/s，抗壓強度不小于7.0MPa，彈性模量不小于1000MPa。墻體垂直度偏差不大于0.3%，墻體軸線偏移不大于±10mm，墻底高程偏差在0～+10cm以內(nèi)。

四、施工工藝及技術流程

1.施工工藝

振動沉模防滲板墻施工工藝為：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。振動沉模防滲板墻施工流程見圖2。

圖2　振動沉模防滲板墻施工流程圖

2.技術流程

振動沉模防滲板墻技術流程見圖3。

（1）振板就位

調(diào)平機架后將A模板對準孔位，以自重將模板刃口壓入土層中，再檢測、調(diào)整模板的垂直度。

（2）振動沉模

啟動振錘，將A模板沉入土中至設計深度，A模板稱為先導模板，有起始、定位、導向作用。再將B模板沿施工軸線與A模板套接后，沉至設計深度。B模板稱為前接模板，起到延長板墻長度的作用。向已沉入設計深度的A模板腹腔內(nèi)灌滿漿體，然后邊振動邊上拔邊灌漿，直至拔出地面，漿體留在槽孔內(nèi)，形成單元板體。在模板腹腔內(nèi)部，始終保持一定的漿料面高度，確保漿體灌到防滲墻頂設計高程。A模板拔出地面后，移動步履式樁機，使A模板在B模板前沿就位。此時，A、B模板作用互換。如此重復上述工序操作，即可完成一道豎直、連續(xù)的防滲板墻。

（3）接縫處理

高壓旋噴采用兩管法施工（見圖4），先將兩管噴具下至設計深度后，進行高壓噴射灌漿，通過高壓漿液切割造槽，壓縮氣保護漿液射流射程，經(jīng)過切割、攪拌、旋轉(zhuǎn)360°、升揚置換等作用，利用水泥漿液充填接縫處的間隙，把原振動沉模防滲板墻連接成緊密連續(xù)的防滲墻體。

圖3　振動沉模防滲板墻技術流程圖

圖4　高壓旋噴工藝流程圖

五、質(zhì)量控制

1.原材料質(zhì)量控制

原材料中水泥符合現(xiàn)行規(guī)范的質(zhì)量要求，砂為潔凈的中細砂，粉煤灰選擇一級粉煤灰，現(xiàn)場專人對材料驗收后妥善保存。

2.灌注漿液質(zhì)量控制

按設計要求，在試驗室進行配合比設計，嚴格控制每盤砂漿材料用量及拌制質(zhì)量；保證漿液比重≥1.9g/cm3，稠度34～40cm。每盤漿液的拌制時間≥120s，制成的漿液具備良好的流動性和保水性，并留取試件。

3.施工過程質(zhì)量控制

（1）場地平整、密實，作業(yè)面高程滿足設計要求，承載力滿足施工工藝要求。

（2）施工時采用厚20cm，長度0.7m的模板施工，沉模深度分別為14.2m（施工時地面高程按14.4m考慮）。在施工過程中通過用水準儀測量沉人地層的模板頂高推算板墻墻底的高程，使之達到設計底高程。墻體澆筑頂面比設計墻頂高程高20～30cm，防滲墻在振動沉模施工全部結(jié)束后鑿除到設計高程。板墻起止位置由測量隊用全站儀測放。施工中模板軸線與設計軸線偏差≤1.0cm。

（3）按施工工藝要求，在沉模前校平機架垂直度，進行第一塊導向模板的就位。要求立柱中心偏差不超過±1cm，立柱前后、左右傾斜度不超過3‰。通過在板墻軸線端頭架設經(jīng)緯儀配合立柱上的錘球控制立柱和模板的傾斜度的辦法控制成墻垂直度，確保成墻墻體的連續(xù)性。

（4）為減小沉模過程中側(cè)壁摩阻力，提高槽孔壁的平整度，在沉模的同時壓注潤滑水。

（5）灌注漿料前，儲漿桶中需備足一塊單元板體的漿料，泵送要連續(xù)；模板的提升速度與漿料泵送量相吻合；灌注時如模板中有水，待漿料將水全部排出孔口后方可提拔模板；漿料灌注充盈系數(shù)應≥1.0。

（6）提拔模板時，應先啟動振錘振

六、質(zhì)量檢查

1.開挖檢查

振動防滲板墻開挖后進行檢查，要求達到板墻連續(xù)、墻面平整、厚度均勻、無接縫、無斷板和縱橫向開叉缺陷、完整性好。對防滲效果采用板墻兩側(cè)挖探坑充水、埋測壓管等方法進行檢查，要求防滲效果好。

2.取樣檢測

通過施工過程中留取試塊和在非利用段墻體上取樣，對28d滲透系數(shù)、抗壓強度和彈性模量進行檢測，均滿足設計要求，詳見表1。動數(shù)秒，使模板側(cè)壁阻力減小，待振錘振幅正常后再緩慢提拔。模板離孔底2.0m后，再按常速提拔。

表1　檢測結(jié)果對照表

（7）通過現(xiàn)場控制供漿連續(xù)性及測算灌注充盈系數(shù)，若充盈系數(shù)大于1.0，則說明槽內(nèi)漿液已注滿，若小于1.0則說明槽內(nèi)有異常情況，需重新下模板灌漿，直至充盈系數(shù)大于1.0，灌入墻體的漿液不再下沉和氣泡冒出為止。

七、結(jié)語

振動沉模防滲板墻施工結(jié)束后，經(jīng)開挖檢查與取樣檢測，質(zhì)量情況良好。振動沉模防滲板墻技術在花園湖退洪閘工程中的應用，充分顯示了其快速、連續(xù)、質(zhì)量優(yōu)良的特點。與其他防滲墻相比，具有工序簡單、施工方便、質(zhì)量可靠等優(yōu)勢，適用于砂土、粘性土、淤泥質(zhì)土等地層，可應用于平原地區(qū)和閘、泵站等建筑物的垂直防滲，推廣價值大

（作者單位：淮委治淮工程建設管理局233001）