堤防砂卵石地層防滲墻成槽技術研究
——以團洲泵站塑性混凝土防滲墻為例

殷清明

（桃江縣桃花江灌區管理局，湖南 益陽413400）

1 工程概況

塑性混凝土防滲墻適應變形能力強、防滲性能好，在水利工程中，被廣泛運用于堤防、圍堰、水庫等防滲工程。團洲泵站堤防工程位于資江大橋下游樁號K1+721處，堤防級別一級，資江大堤塑性防滲墻墻深32.4 m、寬0.4 m、長200 m，墻體滲透系數須不大于1×10-7cm/s。

2 堤防地質情況

本工程防滲范圍為39.4～7.0 m，根據勘探報告及現場施工揭露，地質信息見表1。砂卵石層滲透系數2.5×10-2屬于強透水地層，且粒徑較大，極易發生漏漿、導致槽壁坍塌。

3 泥漿固壁機理及影響因素

3.1 泥漿固壁機理

防滲墻泥漿一般采用膨潤土、黏土、化學泥漿，其固壁機理大致相同，劃分為三個階段。第一階段，因槽內和地下滲透壓力差，泥漿向地下土層一定范圍擴散的同時吸附土顆粒，槽壁四周透水率下降；第二階段，因泥漿的黏度在槽壁上初步形成泥皮，槽壁四周透水率明顯下降；第三階段，泥漿不斷循環，泥皮厚度增加且防滲、強度等性能進一步增強，槽壁四周形成穩定的滲流場。

表1 地質信息表

3.2 泥漿固壁性能影響因素

1）黏度。泥漿黏度直接影響第一階段泥漿擴散時吸附土顆粒的能力，以及形成泥皮的性能，黏度越大，更易封堵槽壁四周土體間的裂隙，降低透水率?？紤]到澆筑的混凝土性能，黏度應控制在規范允許值內。針對砂卵石層強透水率，應相應增大泥漿黏度。

2）密度。泥漿密度影響泥皮形成厚度和性能，采用新制膨潤土泥漿密度一般在1.03～1.10 g/cm3，新制泥漿密度一般在1.1～1.2 g/cm3。

3）滲透時間。一定的滲透時間，有助于泥皮的形成，根據現場情況控制開挖速率，保證泥皮形成時間。

4）滲透壓差。滲透壓差指泥皮作用處泥漿的壓強，受開挖深度和地下滲流場的影響，一般滲透壓差越大，更有利泥皮的形成。

3.3 泥皮有效護壁強度

砂卵石層孔隙大，在槽內外壓強差的作用下，極易發生漏漿現象，為保證槽壁的穩定性，泥皮強度需達到槽內外壓強差：

式中Q——泥皮護壁強度；

q槽內——槽內水壓，砂卵石層在24.4 m位置；

q滲流——槽內滲流場壓強。

為簡便計算，根據地下水位確定，地下水位在32 m處。

根據式（1），該工程砂卵石層泥皮護壁強度需達到76 kPa。

4 泥漿要求及配比瞬間

4.1 泥漿要求

該工程采取液壓抓斗成槽，膨潤土泥漿護壁，膨潤土泥漿性能要求為：密度1.03～1.10 g/cm3，泥漿黏度32～50 s，泥餅厚度2～3 mm。泥漿在槽內水壓作用下，在槽壁上形成泥皮起到防滲作用，根據計算砂卵石層泥皮護壁強度需達到76 kPa?，F場施工通過控制泥漿的配比和開挖速度（見表2），解決了砂卵石地層成槽漏漿坍塌問題，同時防止泥漿濃度影響塑性混凝土性能。

表2 不同地層護壁泥漿配置表

4.2 泥漿配比

根據不同地層護壁泥漿的性能要求不同，采取試驗方式得出泥漿配比，本工程采取膨潤土泥漿，配比見表3。

表3 膨潤土泥漿配比表(1 m3泥漿)

4.3 泥漿質量要求

1）新制泥漿需攪拌2 h后，放置入儲漿池內靜置24 h后再使用。

2）循環泥漿放置于指定泥漿池內，需測定黏度、密度、含砂率等指標后，再進行配置，禁止直接與新制泥漿混合使用。

5 砂卵石層槽壁穩定措施

根據現場施工經驗，保持砂卵石層槽壁穩定的措施有：

1）改變膨潤土泥漿補充途徑，采取導管直達下部的方式補充泥漿。

2）在砂卵石層上2 m處，需降低開挖速率至0.5 m/h，同時改變泥漿配比。

3）開挖至砂卵石層時，需監控泥漿漏失速率，當漏失速率過大，泥漿液面明顯下降時，采取鋸木灰混合黏土回填，保證槽壁穩定。

4）避免地面超載，除開挖機械外，堤頂禁止其它機械和堆載。

6 結論

通過探討泥漿護壁機理，估算砂卵石層泥皮護壁強度，針對不同地層優化膨潤土泥漿性能及開挖速率，解決砂卵石地層成槽難題。運用于團洲泵站塑性混凝土防滲墻工程中，有效地避免了因砂卵石層導致漏漿，回填處置耽誤的工期，節省了施工成本。