茨河鋪分洪閘工程鋪蓋上游防滲幕墻的設(shè)計與施工

牛廣勤

摘要：本文通過對茨河鋪分洪閘地基防滲幕墻的方案進行詳盡的比較，分析了各方案的優(yōu)缺點，對今后水閘底板地基防滲處理具有很好的參考借鑒價值。

關(guān)鍵詞：粘土鋪蓋；防滲幕墻；壓密注漿

1.引言

茨河鋪分洪閘閘址位于黑茨河入茨淮新河河口的西側(cè)，安徽省阜陽市周棚鎮(zhèn)茨河鋪集北1.0km處，設(shè)計規(guī)模為17孔，每孔凈寬10.0m，底板高程24.00m（廢黃河高程系，下同）。胸墻底高程30.00m，閘孔凈高6.0m，閘門為弧形鋼結(jié)構(gòu)，臂長10.5m，高6.0m，配-2×200kN啟閉機17臺。

沙潁河近期治理后，茨河鋪分洪閘上、下游運行水位與原設(shè)計條件已有所不同，經(jīng)核算，其地基防滲輪廓線長度及出口段滲流坡降值均不滿足規(guī)范要求，經(jīng)過分析研究，需在粘土鋪蓋前做防滲幕墻，以滿足規(guī)范要求。

根據(jù)2004年11月最新補勘的地質(zhì)資料表明，高程21.50～22.80m為細(xì)砂層，細(xì)砂層以下為重粉質(zhì)砂壤土。由于地基土質(zhì)堅硬（承載力達190kPa），采用定向旋噴防滲水泥幕墻或水泥土攪拌樁無法鉆進成孔，加之閘室底板下原做的粘土鋪蓋底部高程為20.60m，己截斷該細(xì)砂層，故考慮在粘土鋪蓋前做粘土截滲墻或壓密注漿，以形成防滲幕墻。筆者曾參與該幕墻的具體設(shè)計及施工全過程，以下談點粗淺看法，以與同行商榷。

2.粘土截滲墻方案（方案一）

2.1設(shè)計要求及施工方法

在砼框格護砌上游揭開干砌塊石護砌，用小型挖掘機開槽，配以人工整坡，槽底高程19.50m，上游邊坡1：1，下游在粘土鋪蓋底部（高程21.50m）以下采用1：0.8邊坡（鋪蓋底部以上因有砼框格護砌的齒墻而不需做坡），槽底寬0.8 m，頂口寬0.8 m。

施工時采用在溝槽上游3.0 m處布設(shè)一排輕型井點降水，要求溝槽內(nèi)地下水位保持在還土面以下0.50m，底部采用機械還土、人工夯實，頂部采用機械還土、機械壓實。

2.2優(yōu)點

（1）施工方法簡單，監(jiān)理人員根據(jù)目測和實驗容易控制施工質(zhì)量；

（2）新做的截滲墻粘土與原鋪蓋粘土能較好的連接。

2.3缺點

（1）揭開的干砌塊石護砌量及重砌方量的較大；

（2）降水比較困難，本方案加固采用輕型井點降水，降水臺班和費用較多；

（3）工程造價較高（需541584元）。

3.壓密注漿（方案）一實際采用方案

3.1設(shè)計要求及施工方法

（1）設(shè)計要求：在砼框格護砌上游揭開干砌塊石護砌，采用單管注漿法施工。在鉆機與灌漿設(shè)備就位后開始鉆孔，然后插入注漿花管進行注漿，注漿完畢后，用清水沖洗花管中的殘留漿液，以利下次再行重復(fù)灌漿。鉆孔共鉆兩排，孔徑70mm（麻花鉆成孔），孔底高程19.50m，兩排中心線之間距1.0m，每排上的鉆孔孔距1.5 m，兩排鉆孔之間采用梅花型布置。

（2）施工方法：注漿孔的鉆孔宜采用旋轉(zhuǎn)式機械，鉆孔垂直偏差應(yīng)小于1%。注漿開始前應(yīng)做必要的試驗，注漿一經(jīng)開始即應(yīng)連續(xù)進行，力求避免中斷；注漿流量控制在7～SL/s，注漿用水應(yīng)是可飲用的河水、井水或其他清潔水，不宜采用pH值小于4的酸性水和工業(yè)用水；注漿用的水泥為P.032.5普通硅酸鹽水泥，不得超過出廠日期3個月。漿體必須經(jīng)過高速攪拌機攪拌均勻后才能開始注壓，并應(yīng)在注漿過程中不停頓地緩慢攪拌，漿體在泵送前應(yīng)經(jīng)過篩網(wǎng)過濾；當(dāng)日平均氣溫低于50C或最低氣溫低于一30C的條件下注漿時，應(yīng)在施工現(xiàn)場采取適當(dāng)措施，以保證不使?jié){體凍結(jié)；

（3）注漿使用的原材料及制成的漿液應(yīng)符合下列要求：

A.制成的漿體應(yīng)能在適宜的時間內(nèi)凝固成具有一定強度的結(jié)石（5～20min左右），其本身的防滲性和耐久性應(yīng)能滿足設(shè)計要求；

B.漿體在硬結(jié)時其體積不應(yīng)有較大的收縮；

C.所制成的漿體短時間內(nèi)不應(yīng)發(fā)生離析現(xiàn)象；

D.水泥漿的水灰比為1.0。

（4）為了改善漿液性能，應(yīng)在漿液拌制時加入如下外加劑：

A.水玻璃：用以加速漿體凝固，其模數(shù)應(yīng)為3.0～3.3。不溶于水的雜質(zhì)含量應(yīng)不超過2%，水玻璃的摻量應(yīng)通過試驗確定；

B.表面活性劑（或減水劑）：用以提高漿液擴散能力和可泵性的，其摻量為水泥用量的0.3%～0.5%；

C.澎潤土：用以提高漿液均勻性和穩(wěn)定性，防止固體顆粒離析和沉淀，其摻量不宜大于水泥用量的5%；

（5）注漿壓力：0.2～0.5MPa。

（6）注漿順序：分排進行，由兩邊向中間推進，隔孔注漿。

3.2優(yōu)點

（1）揭開的干砌塊石護砌量及重砌方量的較??；

（2）不需采用降水：

（3）工程造價較低（需358099元）。

3.3缺點

（1）監(jiān)理人員難以根據(jù)目測控制施工質(zhì)量；

（2）注漿檢驗時間較長，應(yīng)在注漿結(jié)束后28d進行；

4.結(jié)語

通過以上分析比較，方案二的優(yōu)點明顯，可以節(jié)約大量工程量和投資。雖然監(jiān)理和施工人員難以根據(jù)目測控制施工質(zhì)量，但對加固部位的土體，可要求具有水利質(zhì)量檢驗資質(zhì)的單位進行局部開挖直觀檢查，對每單元進行加固前與加固后的原位靜力觸探和原狀土樣做對比試驗，用以確定加固土在加固前與加固后的相關(guān)物理力學(xué)指標(biāo)。

該幕墻實施后，通過檢驗證明，被加固后的土體滲透系數(shù)比加固前降低了1～2個數(shù)量級，滿足設(shè)計和防滲規(guī)范要求。