青峰嶺水庫(kù)三軸攪拌防滲墻施工技術(shù)分析

楊 峰

青峰嶺水庫(kù)三軸攪拌防滲墻施工技術(shù)分析

楊 峰

（鄒平縣韓店鎮(zhèn)人民政府，山東 鄒平 256209）

三軸攪拌樁防滲墻能夠有效改良土層剪切、壓縮及透水性能，是實(shí)現(xiàn)水庫(kù)大壩垂直防滲的有力手段，對(duì)于水庫(kù)運(yùn)行安全至關(guān)重要。文章結(jié)合山東青峰嶺水庫(kù)施工實(shí)例，對(duì)施工中出現(xiàn)的問(wèn)題及相應(yīng)處理方法進(jìn)行分析，并對(duì)施工完成后的防滲效果進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。結(jié)果表明，防滲墻施工中漿液攪拌均勻，墻體抗壓性能與防滲性能優(yōu)良，取得預(yù)期防滲效果。

水庫(kù)；防滲墻施工；三軸攪拌樁；質(zhì)量檢驗(yàn)

1 工程概況

青峰嶺水庫(kù)位于日照市莒縣縣城西北30km淮河流域沭河上游，攔蓄面積 770km2，總庫(kù)容4.1億m3，是以防洪為主，結(jié)合灌溉、發(fā)電、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合性的大（2）型多年調(diào)節(jié)水庫(kù)。水庫(kù)防滲工程主要為水庫(kù)北堤樁號(hào)10+404～12+506段垂直防滲墻。根據(jù)設(shè)計(jì)，大壩防滲選用三軸攪拌樁施工工藝，墻厚≧ 550mm，施工使用 Φ800mm@550mm三軸攪拌樁，樁身采用水泥澆筑而成，水灰比 1.5。防滲墻高程設(shè)計(jì) 7.5m，墻底高程 -18m，延伸進(jìn)不透水層2m。

2 施工工序與方法

2.1 施工工序

場(chǎng)地平整→放線測(cè)量→導(dǎo)溝挖設(shè)→鋪設(shè)導(dǎo)向定位鋼板→假設(shè)三軸攪拌機(jī)→成樁

2.2 施工方法

2.2.1 溝槽開(kāi)挖

使用1m3挖機(jī)挖設(shè)工作溝槽，其作業(yè)示意圖如下圖1所示。開(kāi)挖過(guò)程中遭遇障礙物，使用挖機(jī)及時(shí)清理，若情況特殊，則借助大型挖機(jī)及其他設(shè)備進(jìn)行大面積深挖，直至障礙全部清理后，重新填土壓實(shí)，并開(kāi)挖溝槽。

2.2.2 攪拌機(jī)定位

施工作業(yè)前對(duì)攪拌機(jī)進(jìn)行定位，確保其具備適宜的垂直度與平整度，將樁位水平誤差控制在5cm以?xún)?nèi)，樁機(jī)垂直誤差不超過(guò)1/250。

圖1 溝槽開(kāi)挖作業(yè)示意圖（單位：mm）

2.2.3 三軸攪拌機(jī)定位

Φ800mm三軸中心間隔1200mm，在水平的H型鋼表面進(jìn)行劃線定位，同時(shí)借助鉆管同樁架的相對(duì)錯(cuò)位原理，在鉆管上標(biāo)注深度標(biāo)尺線，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)下鉆深度與速度的有效控制。

2.2.4 施工順序

此次三軸攪拌樁防滲墻施工采用跳槽式雙孔全套打復(fù)攪式施工順序開(kāi)展作業(yè)，其中兩樁的搭接部位采用重復(fù)套鉆，以確保墻體澆筑的連續(xù)性與接頭施工的高質(zhì)量。在局部轉(zhuǎn)角或狹小場(chǎng)地中則通過(guò)單側(cè)連續(xù)擠壓的方法進(jìn)行施工。攪拌樁施工順序示意圖如圖2所示。

2.2.5 樁機(jī)就位

樁機(jī)就位作業(yè)由作業(yè)班長(zhǎng)統(tǒng)一調(diào)控指揮，進(jìn)行樁機(jī)移動(dòng)前，先對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行全面清理，清除所有障礙；移動(dòng)結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行定位檢查并對(duì)不合格定位進(jìn)行糾正。樁機(jī)的布設(shè)應(yīng)當(dāng)確保平整度與平穩(wěn)度，并通過(guò)經(jīng)緯儀對(duì)鉆機(jī)垂直度進(jìn)行測(cè)定。整個(gè)定位作業(yè)最后的誤差值不得超過(guò)5cm。

圖2 攪拌樁施工順序示意圖

2.2.6 水泥漿配比

依照攪拌樁設(shè)計(jì)，選用型號(hào)p042.5的水泥進(jìn)行澆筑作業(yè)，水灰比1.5，摻量20%。每幅攪拌樁水泥使用量=攪拌樁長(zhǎng)度×攪拌樁計(jì)算面積×土體密度×水泥摻量。

需注意的是攪拌樁的水利理論用量會(huì)根據(jù)施工順序的不同有所變化，當(dāng)采用跳槽式雙孔全套打復(fù)攪式時(shí)，攪拌樁計(jì)算面積為1.49m3；當(dāng)采用單側(cè)連續(xù)擠壓式時(shí)，攪拌樁計(jì)算面積為1.03m3。施工作業(yè)時(shí)，以每2～4幅樁作為一個(gè)基礎(chǔ)單元對(duì)水泥使用量進(jìn)行調(diào)控。

2.2.7 攪拌注漿

水泥漿攪拌借助型號(hào)為ZYJ～60的自動(dòng)攪拌注漿站進(jìn)行制作，由高壓注漿泵通過(guò)水泥管泵送至鉆桿頭部。作業(yè)時(shí)，鉆機(jī)依據(jù)設(shè)計(jì)鉆深進(jìn)行勻速下沉與提升，從而使攪拌樁在初凝前實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢?，水泥同土漿充分混合。鉆桿的下沉速度控制在0.5～1m/min，提升速度控制在1～2m/min；注漿泵注漿壓力為0.8MPa～1.2MPa。整個(gè)作業(yè)過(guò)程中漿液的注入必須均勻、連續(xù)，并確保鉆機(jī)提升完畢后，所涉及漿液全部注入。

2.2.8 溝槽內(nèi)泥漿清除

當(dāng)水泥漿通過(guò)鉆孔進(jìn)行攪拌注漿作業(yè)時(shí)，會(huì)有大量泥漿被從溝槽中置換出來(lái)，對(duì)這些泥漿應(yīng)當(dāng)及時(shí)通過(guò)挖機(jī)清除，以保持溝槽內(nèi)部的整潔，這也是確保攪拌樁硬化成型及后續(xù)施工順利的必要前提。

2.2.9 槽段接頭處理

不同標(biāo)段銜接處一直是防滲墻施工的薄弱環(huán)節(jié)，為確保此次建設(shè)防滲墻同先期防滲墻有效銜接，在其接頭部位選用高壓旋噴樁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)作業(yè)。具體操作是對(duì)先期防滲墻外側(cè)進(jìn)行素混凝土補(bǔ)樁，在三軸攪拌樁強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定設(shè)計(jì)后進(jìn)行搭接補(bǔ)樁，以避免出現(xiàn)偏鉆現(xiàn)象，三軸攪拌樁與素混凝土樁搭接的厚度為20～30cm。

3 施工中的問(wèn)題與治理

3.1 樁體攪拌不均

（1）原因分析：工藝設(shè)計(jì)不合理；攪拌設(shè)備作業(yè)中出現(xiàn)故障，導(dǎo)致注漿作業(yè)不連續(xù)；攪拌裝置提升未勻速運(yùn)行。

（2）防治方法：作業(yè)前對(duì)攪拌裝置及注漿裝置進(jìn)行全面檢修與試運(yùn)行；優(yōu)化工藝，灰漿攪拌時(shí)長(zhǎng)不得小于2min，同時(shí)增加拌合次數(shù)，以確保漿液的充分混合；減小鉆進(jìn)速度的同時(shí)增大攪拌速度，并確保漿液注入的連續(xù)、勻速，確保拌合均勻；進(jìn)行重復(fù)攪拌。

3.2 噴漿不正常

（1）原因分析：噴漿口堵塞；漿液水灰比不當(dāng)；注漿、攪拌裝置故障。

（2）防治方法：定期對(duì)注漿、攪拌裝置進(jìn)行檢修，并在作業(yè)前進(jìn)行試運(yùn)行；噴漿口設(shè)置單向逆止閥，避免水泥漿倒灌；確保注漿作業(yè)的連續(xù)性，避免中途中斷，同時(shí)在噴漿口布設(shè)越漿板，以防止堵塞；注漿完畢后應(yīng)及時(shí)對(duì)注漿泵和管路進(jìn)行清洗；嚴(yán)格依照施工設(shè)計(jì)進(jìn)行漿液水灰比配置。

3.3 抱鉆

（1）原因分析：鉆探時(shí)遭遇硬質(zhì)黏土層，不易均勻拌合；施工工藝選擇不當(dāng)。

（2）防治方法：攪拌機(jī)鉆探前，先對(duì)樁位進(jìn)行注水；地表為軟黏土?xí)r，可加入一定量的干砂，以改變土的黏聚力，避免抱鉆現(xiàn)象發(fā)生；合理選擇施工工藝，當(dāng)遭遇硬質(zhì)黏土層時(shí)可選用“輸水?dāng)嚢琛敐{拌合→攪拌”的工藝流程。

4 施工后質(zhì)量檢驗(yàn)

（1）防滲墻施工完成后應(yīng)在28d后進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，對(duì)不達(dá)標(biāo)的區(qū)域及時(shí)進(jìn)行高壓旋噴樁補(bǔ)強(qiáng)。檢驗(yàn)點(diǎn)布設(shè)上應(yīng)選擇防滲墻中心線等易發(fā)生異常情況的剖面與敏感點(diǎn)。

（2）通過(guò)淺部樁頭開(kāi)挖法檢測(cè)樁體均勻性；對(duì)樁體直徑進(jìn)行測(cè)量，誤差應(yīng)小于10mm；同時(shí)檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量不得少于防滲樁總數(shù)的1%。

（3）通過(guò)鉆孔注水試驗(yàn)檢驗(yàn)防滲墻防滲效果，防滲墻滲透系數(shù)不得超過(guò)5×10-6cm/s，滲透出水點(diǎn)不得集中分布，同時(shí)注水試驗(yàn)水頭應(yīng)大于8m。

（4）通過(guò)連續(xù)全樁長(zhǎng)鉆孔法進(jìn)行取芯，并對(duì)樣芯進(jìn)行抗壓與抗?jié)B試驗(yàn)，樣芯抗壓強(qiáng)度不能低于1MPa。

（5）樁體施工完成后3d，通過(guò)輕型動(dòng)力觸探法對(duì)樁體均勻性進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù)量不得少于防滲樁總數(shù)的1%。

5 結(jié)語(yǔ)

青峰嶺水庫(kù)防滲墻施工后取出的三軸攪拌樁防滲墻樣芯檢測(cè)表明，施工作業(yè)中攪拌樁機(jī)流量控制合理，漿液攪拌均勻，樣芯具有較好完整率，且抗壓性能與抗?jié)B性能良好。防滲墻施工在結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)工藝合理選擇，取得預(yù)期防滲效果。

［1］王毅.水電站壩基深槽施工中防滲墻可靠性數(shù)值仿真分析［D］.中南大學(xué)，2013.

［2］劉光明，袁鴻鵠，黃衛(wèi)紅，等.大寧水庫(kù)防滲墻受墻側(cè)回填施工影響的數(shù)值模擬［J］.巖土力學(xué)，2013（06）：1786-1790+1798.

［3］薛山丹，呂江明，郭從消，等.瀑布溝水電站大壩防滲墻施工質(zhì)量控制［J］.水力發(fā)電，2010（06）：80-83.

［4］李永琳.遼寧紅沿河核電廠塑性混凝土防滲墻施工關(guān)鍵技術(shù)［J］.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2010（S1）：348-351.

［5］劉光華，袁鴻鵠，張如滿.樁基施工對(duì)向陽(yáng)閘防滲墻應(yīng)力變形影響研究［J］.水利水電技術(shù)，2014（10）：78-81+85.

［6］韓守都，余華英.二塘溝水庫(kù)壩基混凝土防滲墻設(shè)計(jì)施工的技術(shù)難點(diǎn)和對(duì)策［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)2015（01）：46-48.

［7］劉道文，崔鵬飛，張林.枕頭壩二期圍堰防滲墻施工工藝和質(zhì)量控制［J］.人民長(zhǎng)江，2012（14）：53-57.

［8］曹婷婷.下坂地水利樞紐壩基防滲墻工程現(xiàn)場(chǎng)施工試驗(yàn)及質(zhì)量檢測(cè)［J］.水利技術(shù)監(jiān)督，2011（02）：27-29.

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2016-10-25

楊 峰（1979年—），男，助理工程師。