多頭小直徑深層攪拌樁截滲墻在晏子湖中的應用

一、施工原理：

多頭小直徑深層攪拌站截滲技術是在總結深層攪拌法攪拌成樁的基礎上發展起來的一項新型截滲技術。并且近年來已在長江、黃河等流域的河流及水庫堤防的垂直截滲加固處理工程中取得了成功應用，并日趨成熟，具有工效高、造價低、截滲性能好、無環境污染的特點。

多頭小直徑深層攪拌樁截滲墻施工是以水泥為固化劑，通過樁機在地下直接將土壤與固化劑（漿液或粉體）強制拌和，利用固化劑和土壤之間產生一系列的物理化學反應，使相對較松散的土壤固結硬化成具有一定強度的水泥土防滲帷幕連續墻。該技術使用特制的多頭小直徑深層攪拌樁機，把水泥噴入土體并攪拌形成水泥土墻，用水泥土墻作為防滲墻達到截滲的目的。

多頭小直徑深層攪拌樁截滲墻施工適用土層范圍較廣，粘土、粉土、粉質粘土、砂土、含少量直徑小于50mm礫石的粗砂層、淤泥、甚至有土體架空或洞穴也可施工，不受工作區域上下游水頭差異的影響，所以在汛期也不影響施工。

多頭小直徑深層攪拌樁截滲墻施工最大造墻深度25m，在某些地區加固處理深度不大于18m，成墻厚度為15-30cm。國內通常采用三頭鉆機，兩攪兩噴，墻面連續，防滲效果好。

多頭小直徑深層攪拌樁截滲墻施工，不需要開槽施工，在施工中不破壞基礎，在墻體周圍土層密實度明顯改善，既增加了基礎的強度，又增強了防滲效果。

二、晏子湖施工

2011年6月至11月份，在齊河縣晏子湖水庫工程中使用了多頭小直徑深層攪拌樁截滲墻的施工方法。

1、工程概況

齊河縣興建晏子湖，利用非農田灌溉期蓄水備用，為城區部分工業、農村人畜飲水和中部農田灌溉提供黃河水源，為大型工業建設儲備水源，提高調蓄利用黃河水的能力，保障城鄉生活用水安全和經濟社會發展用水提供強大的保障。為當地生產經濟和居民生活建立良好的環境。

晏子湖勘探地層結果顯示以砂壤土為主，其中夾雜有個別粘土、細沙土層，根據土層來看適合多頭小直徑深層攪拌樁截滲墻施工。墻體厚度取決于其承受的水頭、防滲材料、使用年限和投資經濟性，結合已建工程經驗和考慮本工程深度較深，使用年限不少于 50年，取墻厚30cm。工程開工前，進行圍井抽水、注水試驗，根據試驗參數確定此項施工工藝適合本工程。

2、圍井試驗

試驗方案為：圍井試驗分為兩個試驗段，位置均選在樁號6+240附近，第一個圍井設計成正四邊形，邊長為5200mm，樁徑600mm，樁間搭接部分厚度不小于300mm，墻頂高程24.40m，樁長為25m，第二個圍井設計同樣是四方形，邊長為3900m，樁徑600mm，樁間搭接部分厚度不小于300mm，墻頂高程24.40m，樁長為25m，兩個試驗段分別進行試驗，待墻體水泥土滿足設計齡期后，挖開圍井中原狀土觀測檢查墻體，并在圍井四周注水。通過開挖外觀檢查和注水試驗表明：

（1）墻體完整，輪廓明顯，樁間搭接良好，墻體表明光滑，截滲效果良好；

（2）墻的搭接厚度最大390mm，最小厚度320mm，大于設計要求厚度300mm。

（3）第三方檢測單位現場鉆取了水泥土試樣進行室內試驗，通過檢測水泥土滲透系數等參數，結果滿足要求。

通過圍井試驗，初步確定的主要施工參數為：樁間距51.96cm，輸漿壓力0.8MPa，輸漿流量60-80L/min，水泥漿液比重1.4g/cm3，水泥摻入量12%。

3、正式施工

根據圍井試驗取得的參數與結果，論證了多頭小直徑水泥土截滲墻在開挖水庫截滲施工的可行性，并且采用單排樁施工。

具體施工工序如下：

（1）第一攪拌站按設計水灰比配制并拌合水泥漿；

（2）用泵把配制好的水泥漿輸送在第二攪拌站并記錄水泥漿重量；

（3）樁機就位調平，調整鉆桿的垂直度；

（4）先啟動漿泵至鉆頭出漿，再開啟樁機，鉆頭攪拌下沉，直至設計深度，記錄輸漿量；

（5）攪拌提升同時噴漿至施工面并記錄輸漿量，關閉泥漿泵完成第一組樁施工；

（6）樁機向前移動519.6mm，并調平，重復（1）-（5）步驟，完成第二組樁施工；

（7）按照以上方法，繼續完成下一單元墻的施工；

技術要求：

（1）為保證樁體攪拌均勻，樁機鉆頭焊接4-6個橫向攪拌刀片。

（2）在樁機井架的正面吊掛垂球，垂球重量3-5kg，防止施工時樁機傾斜。導向架的垂直偏差不大于0.3%。

（3）為了保證水泥漿的配合比滿足要求，每根樁所使用的水泥漿量均勻充足，在水泥漿罐的側壁上焊接出每根樁需要水泥漿的深度刻度線。

（4）在水泥漿罐的側壁上用稍大的鐵塊或螺絲帽焊接出用水面和水泥漿面的準確位置。因為每次攪拌水泥漿所需的水泥量是個定值，這樣就完全足以避免水泥漿配合比不準確的情況。

（5）當施工過程中發現地層某深度出現硬層時，可根據地質情況進行相應的處理。

注意事項：

（1）機身調平以鉆桿是否垂直依據，操作時以吊錘進行控制。

（2）噴漿時，當管道壓力突然增大時，管道可能堵塞，此時立即停止噴漿，將鉆頭提出地面，切斷電源，查明堵塞原因，予以排除。

（3）整個成樁過程保證邊噴漿邊下沉，連續作業。

（4）成墻有效厚度不小于30cm。

（5）水泥土攪拌樁按現場放樣確定軸線位置，保護好甲方軸線控制樁，定出每個樁位，孔位偏差不大于2cm。

（6）攪拌水泥漿液所用的水符合混凝土拌合用水標準。

三 結論

歷時4個月，共完成防滲墻9km，成墻面積18萬m2，多頭小直徑攪拌樁機機械輕便省電，臨時工程費用大大降低，且防滲墻要求寬度較大，深度較深，最深處為25m，多頭小直徑深層攪拌樁截滲墻在此工程中得到更大程度的發揮作用。

多頭小直徑深層攪拌樁截滲墻已廣泛應用于諸如南水北調、長江、黃河、淮河流域治理等國家重點工程和國內大中型水庫除險加固工程中，該技術從理論到實踐已日趨成熟，具有工效高、造價低、截滲性能好、無環境污染的特點。

第一作者：劉輝

生日：1987-11-12

單位：山東省水利工程局，

地址：濟南市解放路112號，

郵編：250013

電話：15253673867

第二作者：張 偉

單位：山東省水利工程局，

地址：濟南市解放路112號，

郵編：250013