MSMTW工法水泥土防滲墻在寶應湖圩堤加固中的應用

黃曉慶楊志斌王殿順劉繼兵

MSMTW工法水泥土防滲墻在寶應湖圩堤加固中的應用

黃曉慶1楊志斌2王殿順2劉繼兵2

一、工程概況

江蘇省寶應縣寶應湖圩堤總長32km,圩口面積為303000畝，居住人口約為35000人。圩內地面高程在5.0m左右。該圩堤是在湖蕩自然灘面上，利用蘆柴墊底，其上修筑圩堤。經過近40年的運行，原堤身內的蘆柴等均已腐爛，形成若干孔隙，在汛期多處出現流土，防汛形勢十分緊張。2007 年7月10日，在上游高程7.66m水位下，金寶圩段圩堤出險，造成經濟損失0.55億元。汛后，寶應縣對其中18.69km、高程8.1~2.0m圩堤，采用MSMTW工法水泥土防滲墻加固。

二、工程地質

2007年9月，對寶應湖圩堤進行鉆探，土質為4層。第一層：堤頂高程為7.5～8.1m，平均高程為7.82m，厚度為1.3～2.0m,平均厚度1.58m，為人工填土；第二層：厚度為0.9～1.7m，平均厚度1.27m，為淤泥質粘土；第三層：厚度為1.8～2.7m，平均厚度2.03m，為淤泥；第四層：為粘土，未探穿。

三、施工技術

1.MSMTW工藝原理

MSMTW工法是在移動支撐機上的三支點垂直挺桿導桿上裝載著MSMTW挖掘攪拌裝置，5根掘削攪拌軸將MSMTW回轉動力傳至下面的挖掘頭，同時通過3管送漿、2管送氣、5軸掘攪、三維作業、跟蹤監控，在原有位置將基土和水泥混合攪拌成均勻、壁薄地下連續墻的施工技術。

2.MSMTW水泥土防滲薄墻施工工藝

施工工藝包括清場備料、放樣接高、安裝調試、開溝鋪板、設備就位、掘進攪拌、回轉提升、成墻移機等。

3.造墻管理

（1）鉆頭定位。由當班班長統一指揮鉆機到指定位置，移機時要看清周圍情況，發現問題及時處理，根據5軸掘削攪拌軸幅間中心距，在墻體中心線的一側劃定每幅間的套接的位置，偏差控制在±5cm以內。

（2）垂直精度。用三支點挺桿垂直來保證鉆具的垂直度，挺桿的垂直度由垂直角度儀來調整。采用經緯儀作三支點挺桿垂直度的初始零點校準，并用兩側垂直角度儀跟蹤調整鉆具的垂直度在±0.5%以內。

（3）挖掘深度。在挺桿上劃分標尺來量測鉆具鉆進速度及最終掘進深度。控制挖掘深度為設計深度的±0.2m。

（4）挖掘攪拌。開動MSMTW掘進攪拌主機，并徐徐下降鉆頭與基土接觸，按規定要求送漿、供氣。當鉆進一定深度后改為快速掘進。在掘進過程中注漿，全程氣體不得間斷，其量大小視鉆進速度的土質情況實施間控。隨時檢測攪拌軸的垂直度，以保證攪拌墻體的偏傾率不大于0.5%。此間，保存好涌入儲留溝中的水泥土混合物，以利回填和整備墻體之用；為保證能充分攪拌基土，用樁架導柱標尺和計時器聯合控制鉆進攪拌速度在0.5～ 1.0m/min；采用一次鉆進、一次提升的方法完成單幅造墻。此后慢速回轉提升轉桿，鑒于回轉轉桿時轉矩過大，調整轉速和提速以減緩耗用功率的突變。提升速度不應太快，避免形成真空負壓，孔壁坍陷，造成墻體空隙，一般情況下提升速度應控制在1.0～1.5m/min；在此進程中，將置存于儲留溝中的水泥土混合物導回，以補充填墻料之不足。

（5）注漿。制漿桶制備的漿液放入儲漿桶，經送漿泵和管道送入移動車尾部的儲漿桶，再由注漿泵經管路送至挖掘頭。注漿量的大小由裝在操作臺的無級電機調速器和自動瞬時流速計及累計流量計監控；在掘進過程中按規定一次注漿完畢。若中途出現堵管、斷漿等現象，應立即停泵，查找原因進行修理，待故障排除后再掘進攪拌。當因故停機超過半小時時，應對泵體和輸漿管路妥善清洗。

（6）供氣。由裝在移動車空氣壓縮機制成的氣體經管路壓至鉆頭，其量大小由手動閥和氣壓表配給；一般控制壓力為0.3～0.4MPa左右，全程氣體不得間斷。

（7）成墻厚度。為保證成墻厚度，應根據挖掘頭齒片磨損情況定期測量齒片的外徑，當磨損達到2cm時必須對其進行修復。

（8）墻體均勻度。為確保墻體質量，應嚴格控制掘進過程中的注漿均勻性以及由氣體升揚置換墻體混合物的沸騰狀態。

（9）墻體連接。每幅間墻體的連接是水泥土防滲墻施工最關鍵的一道工序，在施工中應嚴格控制樁位并做出標識，保證每幅間為套接以確保墻體的整體連續性。

（10）水泥摻入比。水泥摻入比采用15%。水灰比根據現場試驗確定；根據設計要求選用強度為PO32.5普通硅酸鹽水泥。漿液不能發生離析，采用電子計數器控制水量及人工數包方式嚴格按預定配合比制作漿液，用比重計量測控制漿液的質量。放漿前必須攪拌30s再倒入存漿桶。漿液性能試驗的內容為：比重，粘度，穩定性，初凝、終凝時間。凝固體的物理性能試驗為：抗壓、抗折強度。現場質檢員對水泥漿液進行比重檢驗，監督漿液質量存放時間，水泥漿液隨配隨用，為防止水泥漿液離析，攪拌機和料斗中的水泥漿液要不斷攪動。施工水泥漿液嚴格過濾，在灰漿攪拌機與集料斗之間設置過濾網。

4.特殊情況處理

（1）地下構筑物。當遇較大石塊或地下構筑物時，用人工、機械方法清除或采取灌漿方法對構筑物周邊及上下地層進行封閉處理。

（2）墻體連接。當兩幅間施工時間間隔過長時，由于前幅墻體水泥土硬化后致使后幅鉆具不能鉆進套接，就會出現施工接頭。沿原定的施工軸線或在施工軸線的任意一側或在施工軸線上，兩幅有效墻體（不到設計深度的墻體不作為有效墻體）邊緣碰接連續成墻，中間碰接處用鉆孔灌注水泥砂漿連接或采用其他方法進行連接。

四、結語

在水利工程中，發生水力滲透變形，導致圩堤管涌流土，主要是因為滲徑長度不足，水力比降超過臨界水力比降。在加寬圩堤橫斷面受到限制時，可通過采用水泥土截滲墻的辦法，增加滲徑長度，減小水力比降至允許水力比降，以達到保障防洪安全的目標。寶應湖圩堤加固中，采用MSMTW工法施工水泥土防滲墻的地段，近幾年在高水位運行下，堤后未出現散浸流土，防洪減災等社會效益明顯

（作者單位：1.江蘇省寶應縣水務局225800 2.寶應縣涇河灌區管理所225800）