深層攪拌防滲墻施工技術在中小河流域治理中的應用

呂 平

(上饒市水利科學研究所，江西 上饒334000)

1 工程概況

某河流縣城段河道較為狹窄，河床淤積，加之現有防洪設施不完善，經常于汛期出現洪水災害，嚴重影響著縣城居民的正常生產、生活秩序，本次治理工程的目的是在縣城北岸形成完善的防洪體系。治理工程加固土堤2 713 m，內外邊坡均為1∶2.5，迎水面采用10 cm厚C15 混凝土預制塊護坡。堤身堤基防滲采用深層攪拌防滲墻技術。

為達到設計要求，實現除險加固的工作目標，深層攪拌防滲墻施工采用以下技術指標:

1)墻體滲透系數K ≤I ×10－6cm/s，1≤I ≤9。

2)墻體抗壓強度R90≥0.8 MPa。

3)墻體垂直度≤3‰。

4)成墻厚度應≥18 cm。

5)水泥摻入比6% ～12%。

6)墻體滲透破壞比降＞200。

2 深層攪拌防滲墻技術的基本原理

深層攪拌防滲墻施工所用的固化劑為水泥，水泥漿液的輸入通過主動鉆桿和鉆頭完成，在鉆頭葉片的作用下，水泥漿與地基軟土得到拌合并最終固化，共同結成具有足夠強度、水穩性和整體性的水泥土，在樁間套的輔助下，連續防滲水泥土墻于地下形成，最終實現堤身堤基防滲的目標［1］。

由于不同土質的吸漿量往往存在差異，因此在實際施工中應結合具體情況對漿液配比、工藝參數進行針對性選擇，確保防滲效果滿足設計要求。

3 深層攪拌防滲墻施工方法及質量控制

3.1 深層攪拌防滲墻施工方法

1)設備選型。施工設備應與工程實際情況和需求相適應，本次工程選擇BJS 系列三頭小直徑深層攪拌鉆機。

2)其次是確定工藝參數，開展配比試驗。工藝參數(如攪拌軸的提升、下沉速度、水灰比等)的合理選擇直接影響著成墻質量，因此在施工開始前，應于施工場地軸線外的代表性地段進行成墻試驗。

3)通過開挖、取芯、抗滲、抗壓等試驗對樁間搭接的可靠性、水泥土攪拌的均勻度、防滲墻的平整度等加以確認，并以此為依據對漿液配比、工藝參數進行優化和完善，待監理單位檢查通過后方可實施。

由于漿液配比對固結土層的防滲效果和強度產生直接影響，因此在配比試驗中應滿足:

1)漿液必須具有理想的流動性，為漿液擴散范圍的增加提供保障。

2)漿液必須具有理想的穩定性，以免因過早沉淀問題的出現而影響灌注質量。

3)漿液必須具有理想的黏結力與強度，以便在凝結初期不會被地下水大范圍沖蝕。結合本次工程的地質情況和試驗結果，本次工程的水灰比選為0.8～2.0。

深層攪拌防滲墻施工順序為:

1)樁機就位與調平。

2)鉆桿下鉆注漿，達到設計要求深度后反轉提升同時注漿，至孔口處停止，I 序樁的施工結束。

3)沿防滲墻軸線將鉆機主機向前移動0.15 m，按照與I 序樁相同的施工方法完成II 序樁的施工。以此類推，直至完成軸線長1.35 m單元墻的全部施工任務。

4)將鉆機主機整體向前移動1.05 m，按照相同方式完成下一個單元墻的施工任務。

3.2 深層攪拌防滲墻施工質量控制

主要包括以下5個方面:

3.2.1 漿液的制作與輸送

工程采用32.5 普通硅酸鹽水泥，使用前，技術人員對水泥質量進行抽查，合格后按照最優水灰比拌制水泥漿液。拌制所得水泥漿液不得出現離析現象，并要求在最短的時間內運往指定位置的儲漿罐儲藏。在進入輸漿泵前，需要對漿液進行過濾處理，避免出現堵塞，漿液泵送應保持連續性，無特殊原因不得中途停止。

3.2.2 樁機就位和調平

樁機就位應沿防滲墻軸線方向，對準誤差±10 mm。使用水平尺調平機座，使用樁機架正、側兩面的雙向錘球校正機架垂直度(垂線長≥10 m，垂直度偏差≤3‰)。三頭樁機3個連通液壓管的液面高度是否一致也在檢查范圍內。

3.2.3 攪拌、注漿

鉆進、提升、復攪應勻速進行，攪拌下沉、送漿需同時進行，待到達設計深度后于樁底持續噴漿30s。在提升的過程中同樣需要輸入漿液。工作人員對于供漿的控制應以孔口少量翻漿為標準。

3.2.4 樁間搭接

深攪機移位是墻體搭接質量控制的主要措施，單樁套接成檣的施工操作應連續進行，各次位移的距離應以墻厚、樁徑作為計算依據，使施工設計中關于防滲墻厚度的要求能夠得到有效滿足。樁間搭接的間隔時間應控制在24 h以內，若因特殊情況未能滿足這一要求，應與前一根樁進行對接，待墻體達到一定強度后，再通過套鉆注漿的方式于接頭處進行連接處理。

3.2.5 供漿控制

為防止因停電中斷供漿而引起的輸漿泵、管堵塞問題，同時確保施工質量，施工現場應備有相應功率的發電機組。若因特殊情況停機超過30 min，則需及時清洗輸漿泵和管路。

4 施工常見問題的處理

主要包括3個方面的內容:

4.1 鉆進困難

一般發生在密實地層的鉆進過程中。應對方法有2個:①更換具有更強切削能力的鉆頭或在鉆頭上加焊鋸齒釘;②降低漿液濃度，穿過該層后再對漿液濃度進行恢復。

4.2 障礙物

若堤身內存在管道、塊石或遭遇如通訊線等無法拆除的過堤障礙物，則深攪樁機的施工往往被迫終止，此時，可于施工安全區范圍內換用高壓旋噴法繼續施工。

4.3 送漿中止

在送漿中止發生后，工作人員應立即將噴漿管伸入停漿點以下至少0.5 m，待漿液供應恢復后繼續施工;若停漿時間過長并已經導致了斷樁后果，可通過補樁或補強灌漿的方式進行處理。

6 結 語

本次工程涉及防滲墻面積33 242 m2，試驗結果顯示最大滲透系數為9.2 ×10－6cm/s，最小R90 強度為0.83 MPa，最大垂直度偏差為2.7‰，最小墻體厚度為19 cm，均達到設計要求。投入運行后，汛期土堤大面積滲水的問題消失，管涌、泡泉得到全面阻斷，施工效果顯著。

在堤身(堤基)的防滲處理工作中，深層攪拌防滲墻屬于新興的施工技術，該技術具有效果佳、干擾少、進度快、造價低等諸多優勢，因而很快在我國提防工程防滲處理工作中得到了非常廣泛的應用。不過在實際操作的過程中，工作人員應注意對施工段的地質情況、施工條件等問題進行全面、準確的了解，并以所得結果為依據合理選擇工藝參數，以便為創建優質工程提供更多保障。

［1］王豐. 固化劑對深層攪拌防滲墻質量的影響［J］. 黑龍江水利科技，2012，40(11):105 －106.