宣城市郎溪縣飛鯉鎮(zhèn)躍進(jìn)圩南大堤除險(xiǎn)加固工程—截滲墻應(yīng)用

摘 要：本文以飛鯉鎮(zhèn)躍進(jìn)圩南大堤除險(xiǎn)加固為例介紹多頭小直徑截滲墻設(shè)計(jì)，分析了截滲墻技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了技術(shù)參數(shù)要求，保證工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水利工程;截滲墻;應(yīng)用

引言

躍進(jìn)圩位于郎溪西南部，距縣城15km，東與十字鎮(zhèn)接壤，北鄰東、西撇洪河，南抵飛里新河，西瀕南漪湖。躍進(jìn)圩歷史上洪災(zāi)頻發(fā)，1983年、1984年汛期在南大堤決口，決口共4處。特別是1999年6月29日7時(shí)，躍進(jìn)圩西大埂決口，決口長度140m，集鎮(zhèn)進(jìn)水，淹沒農(nóng)田萬余畝，財(cái)產(chǎn)損失近億元。2016年躍進(jìn)圩經(jīng)受了嚴(yán)峻考驗(yàn)，7月3日南大堤下部堤埂漫水，當(dāng)時(shí)重大險(xiǎn)情4處;東撇洪河、西撇洪河多處洪水漫堤，經(jīng)全鎮(zhèn)上下的奮力搶險(xiǎn)，大圩得以保住。

2020年6月20日后，飛鯉鎮(zhèn)遭遇近4輪強(qiáng)降雨，致使多處堤防出現(xiàn)滲漏險(xiǎn)情，尤以躍進(jìn)圩南側(cè)堤防險(xiǎn)情突出。

通過實(shí)地排查發(fā)現(xiàn)，險(xiǎn)情段滲漏、散浸現(xiàn)象較多，部分堤腳發(fā)現(xiàn)有水冒出，堤腳沼澤化現(xiàn)象隨處可見，險(xiǎn)情段堤防滲漏嚴(yán)重。鑒于上述情況，進(jìn)行防滲加固非常必要。

1 除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

1.1工程地質(zhì)條件

（1）堤身地質(zhì)特性

本段堤防是歷年長期逐步加培起來的，堤身填土成分較單一，為粉質(zhì)黏土及重粉質(zhì)壤土，土體密實(shí)，局部欠密實(shí)，由于地區(qū)氣候、水文等限制，土體含水量普遍較高、干容度相對(duì)較小。

根據(jù)堤身填土質(zhì)量以及汛期堤身暴露的險(xiǎn)情，結(jié)合地質(zhì)勘探，將堤身質(zhì)量分為三類。

Ⅰ類：工程狀況好的堤段。填土密實(shí)，抗?jié)B性強(qiáng)，堤身斷面規(guī)整，以粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)壤土為主，成分單一，堤身穩(wěn)定，歷年無險(xiǎn)情發(fā)生。

Ⅱ類：工程狀況一般的堤段。填土欠密實(shí)～密實(shí)，抗?jié)B性較強(qiáng)，堤身斷面較規(guī)整，以粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)壤土為主，局部含少量壤土，成分較復(fù)雜，堤身沉陷基本穩(wěn)定，歷史上無大險(xiǎn)或險(xiǎn)情處理后不再發(fā)生。

Ⅲ類：工程狀況差的堤段。填土欠密實(shí)，局部密實(shí)，抗?jié)B性一般，堤身斷面不規(guī)整，以粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)壤土為主，局部含砂壤土，成分復(fù)雜，歷史上出現(xiàn)多次大險(xiǎn)或重大險(xiǎn)情，因此也是歷年汛期險(xiǎn)段。

根據(jù)注水試驗(yàn)及堤身質(zhì)量分類原則，將本段堤身工程狀況評(píng)為Ⅰ類。

（2）堤基地質(zhì)特性

根據(jù)現(xiàn)場勘察及原位測試成果，現(xiàn)將堤基地層劃分為如下4大層。在勘察深度范圍內(nèi)，從上到下地層為：

②層：淤泥質(zhì)粉質(zhì)壤土（Q4al）

以淤泥質(zhì)輕粉質(zhì)壤土為主，夾淤泥質(zhì)中粉質(zhì)壤土，灰綠、灰色，流塑-軟塑狀，濕，局部含少量粉砂，層厚1.40～3.90m。

②1層：細(xì)砂（Q3al）

以細(xì)砂為主，夾中砂及粗砂，灰綠色，中密-密實(shí)，飽和，含少量黏性土。層厚2.50～3.10m。

③層：中粉質(zhì)壤土（Q4al）

以中粉質(zhì)壤土為主，夾重粉質(zhì)壤土及輕粉質(zhì)壤土，灰黃-褐黃色，可塑狀，稍濕，含灰白色高嶺土，層厚1.70～6.10m。

④層：中砂（Q4al）

以中砂為主，夾粗砂及細(xì)砂，雜色，密實(shí)，飽和，含少量黏性土，揭露層厚2.00～5.10m。

堤基代表性樁號(hào)各土層滲透系數(shù)見表1。

1.2方案比選

對(duì)于土堤防滲問題，一般處理原則是“上堵下排”，上堵的措施有垂直防滲和水平防滲，從防滲效果上看，垂直防滲能夠較為徹底的解決壩基與壩體的滲漏問題。根據(jù)躍進(jìn)圩堤防的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)采用垂直防滲措施。

目前國內(nèi)對(duì)垂直防滲加固的方法很多，主要有以下三類：水泥土防滲墻、混凝土截滲墻、垂直鋪塑。根據(jù)施工工藝的不同又可以分為多種，現(xiàn)列表比較如下：

從表中結(jié)果看，除垂直鋪塑工程措施，任何一種方案的工程投資都比較高，根據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn)，垂直鋪塑在開槽深度較大的情況下，容易形成坍塌，并且坍塌后的結(jié)構(gòu)處理比較麻煩，且易留下滲流通道。根據(jù)躍進(jìn)圩的堤身及滲漏的特點(diǎn)，擬采用多頭小直徑截滲墻方案，與混凝土截滲墻方案相比，具有墻體較薄、節(jié)省工程量、工期短等優(yōu)點(diǎn)，推薦采用多頭小直徑截滲墻方案對(duì)本段進(jìn)行加固處理是較合理、有效、可靠的。

1.3加固方案設(shè)計(jì)

根據(jù)前文分析及考慮到施工可能帶來的垂直偏差，選用樁徑為400mm，樁距為325mm，搭接處理論最小成墻厚度233mm，樁間最大搭接75mm，可滿足防滲墻厚度的要求。

2 施工技術(shù)參數(shù)要求

2.1技術(shù)指標(biāo)

單軸抗壓強(qiáng)度R28>0.3MPa，滲透系數(shù)k<1×10-6cm/s，墻厚有效厚度大于233mm。

固化劑：P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比≥15%，灰比1：1.5，垂直度偏差≤0.3%。

2.2 施工工藝流程

推薦采用“兩噴四攪”工藝，具體流程：樁位放樣→鉆機(jī)就位→檢驗(yàn)、調(diào)整鉆機(jī)→正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度→打開高壓注漿泵→反循環(huán)提鉆并噴水泥漿→至工作基準(zhǔn)面以下0.3m→重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥漿至設(shè)計(jì)深度→反循環(huán)提鉆至地表→成樁結(jié)束→施工下一樁。

2.3 質(zhì)量控制

防滲墻施工除保證使用合格的水泥外，其質(zhì)量控制重點(diǎn)為墻厚、墻深、墻體連續(xù)完整及墻體材料均勻等。通過嚴(yán)格控制單樁的樁位、垂直度、臨樁的搭接時(shí)間、搭接質(zhì)量，以及相鄰施工段的搭接，形成連續(xù)的水泥土墻體。

（1）樁徑控制

為保證墻體完整性，確保成墻最小厚度，鉆頭直徑必須滿足規(guī)定要求，質(zhì)檢人員要經(jīng)常抽檢鉆頭直徑。如鉆頭直徑磨損嚴(yán)重，必須及時(shí)更換，保證成墻厚度。樁徑偏差不得大于0.02m。

（2）樁距控制

樁距大小關(guān)系到成墻最小厚度能否得到保證，為解決這一問題，樁機(jī)可采用油壓調(diào)距的辦法，每次水平位移的距離為一定值。在樁機(jī)靠近操作平臺(tái)邊緣相應(yīng)位置加焊距離標(biāo)記，要求每次樁機(jī)移位時(shí)與基準(zhǔn)線上標(biāo)記對(duì)齊。

（3）樁體垂直度控制

樁體垂直度直接影響底部與樁的搭接質(zhì)量。施工前用水平尺、水準(zhǔn)儀校核樁機(jī)垂直度，施工時(shí)主要通過機(jī)架水平度（三連管）和垂直度（吊錘）來控制，即機(jī)座前后3個(gè)部位設(shè)置三通水準(zhǔn)管，根據(jù)水準(zhǔn)管上的刻度讀數(shù)是否相同來控制水平度。垂直度在主機(jī)上懸掛一吊錘，通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等來進(jìn)行控制，確保垂直度誤差控制在0.3%范圍內(nèi)。

3 結(jié)語

本次設(shè)計(jì)明確施工技術(shù)參數(shù)要求，確保了工程質(zhì)量，優(yōu)先解決堤防滲漏險(xiǎn)情。在現(xiàn)場查看及地質(zhì)勘探等資料的分析基礎(chǔ)上，經(jīng)方案比選，選用多頭小直徑截滲墻方案，方案合理、有效、可靠。

參考文獻(xiàn)：

[1]棗莊市水利勘測設(shè)計(jì)院.躍進(jìn)圩南大堤除險(xiǎn)加固（多頭小直徑防滲）實(shí)施方案報(bào)告（2020.11）

[2]李效強(qiáng)，馬小艷.水利工程地基處理中深層攪拌樁技術(shù)的應(yīng)用[J].中國水運(yùn)（下半月），2013，13（11）：276-277.

[3]袁文龍.深層攪拌樁技術(shù)在水利工程地基處理中的應(yīng)用[J].低碳世界，2016（22）：109-110.

作者簡介：

胡曉剛（1992—），男，漢族，籍貫：安徽合肥，學(xué)歷：專科，職稱：助理工程師，單位：安徽瀝恒工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司，研究方向：垂直防滲。