土石圍堰防滲技術淺析

趙小東

摘要：土石圍堰是用當?shù)夭牧咸钪傻膰撸偷厝〔暮统浞掷瞄_挖棄料作圍堰填料，構造簡單，施工方便，易于拆除，工程造價低，這種圍堰形式被廣泛采用。為保障基坑開挖排水后，形成較好的干地施工條件及施工期的安全，應做好圍堰的防滲工作，以保障圍堰在運行中的安全。

中圖分類號: TV543文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

1土石圍堰防滲機理

土石圍堰防滲是采用特定的工程措施對圍堰在填筑過程中可能的滲漏部位或圍堰原有地基的滲漏通道進行處理，使其更加密實，并具一定強度，達到圍堰設計的抗?jié)B性能指標，以滿足基坑施工排水要求。

1.1灌漿法防滲機理

通過鉆孔或置入的孔口管，向地層或構筑物中的孔隙（裂隙）灌入一種或幾種漿液，這種漿液最終能形成具有一定強度和阻水性能的“結(jié)石”，這樣的工程施工法稱為灌漿法。灌漿法具有充填作用、壓密作用、粘合作用和固化作用。

1.2防滲墻法防滲機理

可采用抓斗、鉆機等等成孔機具形成防滲墻槽孔，采用混凝土、塑性混凝土、土工膜、自凝灰漿等材料填充槽孔，形成抗?jié)B墻體。或采用錘擊、插板機等機具及特定工藝成墻，或采用槽孔中置入墻體材料成墻，所用墻體材料有鋼板、鋼筋混凝土板等。

1.3高壓噴射灌漿法防滲機理

高壓噴射灌漿是將帶有特殊噴嘴的灌漿管，鉆進到預定深度，然后利用高壓泵產(chǎn)生高壓力的漿流連續(xù)地對加固土體產(chǎn)生沖切摻攪、升揚置換、充填擠壓、滲透凝結(jié)和遷移包裹的作用，使射入的漿液和土體混合，經(jīng)過凝結(jié)硬化成為新的固結(jié)體形成高噴防滲墻。

2 土石圍堰防滲的方法

2.1 灌漿法

土石圍堰中使用灌漿方法防滲不是很多的原因，主要是對灌漿的充填范圍不能有效控制，以至要做成防滲標準要求較高（通常為K≤10-5cm/s）的帷幕，一般都必須采用3排以上的灌漿孔才有可能達到，鑒于其防滲效果及安全可靠性差等原因，至20世紀70年代以來，防滲墻技術發(fā)展很快，灌漿就很少被采用了。

2.2 防滲墻法

（1）抓斗法

在粘土層、土砂層、少量礫石土層、軟巖層中，采用泥漿護壁抓挖成槽孔，成槽后采用泥漿下直升導管法進行混凝土澆筑。形成的墻體厚度均勻，連續(xù)性好的防滲墻。優(yōu)點是墻體連續(xù)，能伸入強風化巖體內(nèi)，防滲效果好，不足的是設備體型大、工期長，造價高。

（2）射水法

在粘土層、土砂層、少量礫石土層、軟巖層中，利用水泵送高壓水到箱形成形器中，形成高速射流，利用導水管和成形器本身重量產(chǎn)生的向下壓力以及成形器上刀片的切削作用，破壞土層結(jié)構，水土混合回流后，泥沙溢出地面；砂層中，主要利用導水管中高壓射流沖擊砂粒，利用反循環(huán)或者正循環(huán)將砂粒帶出，同時利用卷揚機操作成形器不斷上下移動，切削修整孔壁，以形成規(guī)則的槽孔，成孔后采用泥漿下直升導管法進行混凝土澆筑。該工法墻段采用平接，接頭多。在各類地層上均有一定的局限性。

（3）鋸槽法

利用鋸槽機液壓系統(tǒng)提供動力，使液壓缸的活塞桿做垂直運動，帶動工作裝置刀具作上下往復運動，刀具上緊貼工作面切削和剝離破壞土體，被剝離切削掉的土體及切屑由反循環(huán)排碴出槽。鋸槽機沿墻體軸線方向全斷面連續(xù)切削，直至在地下形成一道一定寬度和深度的連續(xù)槽孔。成槽后根據(jù)槽段劃分長度，將槽孔分段隔離，然后采用混凝土或其它防滲材料進行澆筑，從而形成連續(xù)的防滲墻，也可以在墻體中加筋，達到支護與止水的目的。該方法具有設備較輕、振動小，施工快等特點，采用隔離澆筑工藝，在槽孔穩(wěn)定的前提下，槽孔澆筑長度可以盡量延長，減少隔離體下設和墻體接觸縫，澆筑和開槽可同時進行，有利于提高工效。不足之處是在地層較復雜和較大時，分段隔離困難，工效降低較多。

（4）沖擊鉆法

a、施工原理

利用鋼線繩懸吊的鉆頭上下運動來沖擊破碎地層，采用曲柄連桿機構將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橥鶑托灾本€運動來提升和下鉆具，鉆具提升后自由下落沖擊孔底，使巖石破碎而進行鉆進的。當孔底的鉆碴逐漸增加以后，利用吊筒把孔底於積物和比重很大的稠泥漿掏出，直到孔底淤積基本清完，泥漿比重變小為止，再放入鉆頭重新造孔至設計要求，經(jīng)過清孔和水下澆筑等程序后，即可建成墻。該方法具有施工工藝成熟，適用范圍廣，成墻深度大，且對孔壁四周的土層有一定的擠壓密實作用。適用各種土、砂層、礫石、卵石、漂石、軟巖和硬巖等地層條件。

（5）反循環(huán)法

利用各種方法將土體破碎，采用砂石泵組，鉆碴與循環(huán)漿液經(jīng)排碴管及反循環(huán)管路，從孔底連續(xù)地排入設在地面的泥漿凈化裝置，利用振動篩除去大顆粒鉆碴，旋流器除去粉細砂，凈化后的泥漿直接或經(jīng)循環(huán)漿池注入孔槽內(nèi)循環(huán)使用。直至孔槽達至設計要求，經(jīng)過清孔和水下澆筑程序后，即可建成連續(xù)防滲墻。該方法具有施工工藝成熟，適用范圍廣泛，成墻深度大，排碴速度快，泥漿損耗小等特點。適用各種土、砂層、礫石、卵石、漂石、軟巖和硬巖地層。

2.3 高壓噴射灌漿法

目前在土石圍堰防滲工程中應用最為廣泛的就是高壓噴射灌漿法，它也是研究的重點。高壓噴射灌漿是將帶有特殊噴嘴的灌漿管，鉆進或下設到地層的預定深度，然后利用高壓泵產(chǎn)生的高壓高速水和空氣壓縮機產(chǎn)生的氣射流直接沖擊、切割、粉碎、剝蝕地層，地層破壞后剝落下來的土石料濕化崩解、升揚置換，而灌注的水泥漿或其他復合料漿液中，膠凝顆粒表面的強烈吸附活性成分與被破壞地層的土石顆粒之間發(fā)生充分的強制性拌和，凝結(jié)硬化、充填擠壓、遷移包裹形成具有防滲性能和一定強度的多種材料凝結(jié)體或結(jié)石，從而達到改良原地基承載力或防滲作用。它具有①施工進度快，施工周期短等特點。②工法具有施工設備簡便、靈活，對施工場地要求簡單，除造孔和直接噴灌設備外，其他設備可布設在直接作業(yè)區(qū)外。③綜合單價相比混凝土防滲墻單價低，在工程造價上有較大優(yōu)勢。④適用地層范圍廣、改良地層效果顯著。

高噴灌漿施工工藝主要分為兩部分：造孔和噴漿。造孔有：定位、機械調(diào)試、鉆進、固壁等施工程序；噴漿有臺車就位、下設灌漿管、噴射漿液、壓漿回灌等施工程序。

3 結(jié)、語

各種防滲方法均有其適用地層范圍，圍堰防滲應根據(jù)工程實際地質(zhì)情況和施工條件進行分析，合理選擇防滲方法，減小因防滲效果難以滿足要求，造成的超額堵漏費用支出及對工程施工進度的影響。

參考文獻

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