蘇新華

（忻州市水利局，山西 忻州 034000）

1 工程概況

忻州市南云中河市區(qū)段（西起大運(yùn)高速公路上游400 m，東至北同蒲鐵路播明橋下游300 m，全長(zhǎng)6.51 km）治理工程，是2009年忻州市九大重點(diǎn)工程之一，它的建設(shè)將顯著提高防洪標(biāo)準(zhǔn)，有效保障忻州市區(qū)防洪安全。結(jié)合市區(qū)防洪建設(shè)，兼顧生態(tài)美觀，設(shè)計(jì)在河道治理段內(nèi)建設(shè)7座橡膠壩，這對(duì)于拉大城市框架、提高城市品位、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著非常重要的作用。但橡膠壩建設(shè)對(duì)兩岸形成一定的浸沒(méi)影響，初步估算，若不采取防滲措施，蓄水池滲漏將使兩岸的地下水位抬高0.5～1.5 m。為此，對(duì)沿河兩岸進(jìn)行防滲處理是非常必要的。

2 防滲形式的確定

防滲方案有水平防滲和垂直防滲兩種。水平防滲是采用復(fù)合土工布、黏土鋪蓋或膨潤(rùn)土防水毯等防滲材料鋪設(shè)在整個(gè)河槽，形成防滲層，并在防滲層上覆蓋混凝土板、水工生態(tài)磚或格賓石籠等防沖層的防滲措施。垂直防滲即采用高壓注漿或深層攪拌的施工工藝，將防滲墻打入相對(duì)隔水層。

2.1 垂直防滲

根據(jù)《南云中河忻州市城區(qū)段河道蓄水美化工程地質(zhì)勘察報(bào)告》中庫(kù)區(qū)地層揭露：存在“中更新統(tǒng)洪沖積物（Q2pal），位于鉆孔深度15～18 m，本次勘探未見(jiàn)底，巖性主要為粉質(zhì)黏土及黏土，含鈣質(zhì)結(jié)核，結(jié)構(gòu)密實(shí)，滲透系數(shù)小于10-6cm/s，為區(qū)內(nèi)相對(duì)隔水層”。

相對(duì)不透水層埋深較淺，采用多軸攪拌水泥土地連墻施工工藝將防滲墻打入不透水層0.5 m的方案。

2.2 水平防滲

水平防滲有復(fù)合土工布、黏土鋪蓋和膨潤(rùn)土防水毯等型式。這里僅對(duì)投資較少的復(fù)合土工布防滲方案進(jìn)行了比較，土工布的防沖措施是0.5 m厚的格賓石籠加0.2 m的砂卵石過(guò)渡層。

2.3 方案比較

從工程投資、運(yùn)行費(fèi)用、施工難易、對(duì)水環(huán)境的影響等方面，對(duì)水平防滲方案和垂直防滲方案進(jìn)行了比較、分析，詳見(jiàn)表1。

表1 方案比較

2.3.1 水平防滲方案

優(yōu)點(diǎn)：防滲效果可靠、滲漏損失小、運(yùn)行費(fèi)用低、施工方便。

缺點(diǎn)：施工作業(yè)面大，對(duì)施工組織要求高；防滲面積大，河床需大面積防沖，投資高；蓄水池水體與地下水交換困難，水體的自然循環(huán)、凈化功能相對(duì)減弱，蓄水池水質(zhì)較差。

2.3.2 垂直防滲方案

優(yōu)點(diǎn)：垂直防滲的施工干擾少，受河道清淤、洪水沖刷等損壞的幾率??；采用多軸工藝后，墻體整體性好，施工缺陷少；工程投資少；有利于蓄水池水體與地下水的交換，從區(qū)域生態(tài)環(huán)境考慮，對(duì)水的自然循環(huán)、凈化及區(qū)域水資源平衡有利。

缺點(diǎn)：防滲墻為隱蔽工程，質(zhì)量控制難度大；不利于大面積作業(yè)，工期較長(zhǎng)；工程投資較少；滲漏量較大。

通過(guò)對(duì)防滲方案的綜合比較，確定本蓄水池采用垂直防滲的方式，采用多軸水泥土地連墻法施工將防滲墻伸入相對(duì)不透水層0.5 m。對(duì)強(qiáng)夯后的重力式岸墻基礎(chǔ)防滲，采用高噴混凝土防滲墻。

3 防滲墻設(shè)計(jì)

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，防滲墻底高程伸至隔水層內(nèi)0.5 m，但以不穿透隔水層為前提。防滲墻頂與岸墻底高程齊平，兩者之間采用復(fù)合土工布相連。

3.1 防滲墻厚度的確定

水泥土地連墻厚度取決于防滲水頭差，防滲墻厚度按下式計(jì)算確定：

式中:S——最小防滲墻厚度，m；

ΔH——防滲墻兩側(cè)的水頭差，m；

[J]——設(shè)計(jì)允許坡降，一般取破壞比降的0.33～0.50；

ηj——施工垂直度控制偏差，取0.8。

經(jīng)計(jì)算，水泥土地連墻厚度確定為20 cm。

3.2 施工技術(shù)參數(shù)

水泥土地連墻墻體固化材料采用普通硅酸鹽水泥，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本工程的地層特點(diǎn)，墻體抗壓強(qiáng)度不小于0.5 MPa，壓縮模量不大于1 000 MPa，滲透系數(shù)不大于A×10-6cm/s(1

4 防滲墻的施工質(zhì)量檢測(cè)

4.1 檢測(cè)目的

檢查多頭深層攪拌防滲墻樁與樁之間的搭接質(zhì)量、連續(xù)成墻的整體性、防滲性能等。

4.2 檢測(cè)方案

根據(jù)項(xiàng)目部要求，水泥土防滲墻的施工質(zhì)量檢查采用“圍井”檢測(cè)法。

圍井位置：根據(jù)合同約定及規(guī)范相關(guān)規(guī)定，參照勘察報(bào)告地質(zhì)情況，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)條件，由施工單位提出，監(jiān)理工程師認(rèn)可在右岸0+787.66處布設(shè)圍井。

圍井規(guī)格：在防滲墻外側(cè)布置多頭深攪樁6幅，與原防滲墻組成一個(gè)軸線邊長(zhǎng)為2.43 m的正三角形的封閉圍井（見(jiàn)圖1），深度同原防滲墻。

圍井施工：圍井墻體施工工序、技術(shù)要求及施工參數(shù)同正常防滲墻施工。

圖1 封閉圍井布置圖

計(jì)算公式：根據(jù)《水利水電工程高壓噴漿技術(shù)規(guī)范》（DL/T 5200-2004），圍井試驗(yàn)的滲透參數(shù)公式為:

式中：K——滲透系數(shù)，m/d；

Q——流量，m3/d；

J——防滲墻平均厚度，m；

L——圍井周邊防滲墻軸線長(zhǎng)度，m；

H——圍井內(nèi)試驗(yàn)水位至井底的深度，m；

H0——地下水位至井底的深度，m。

試驗(yàn)過(guò)程：2009年8月1日，根據(jù)監(jiān)理、業(yè)主等有關(guān)各方認(rèn)可，在右岸0+787.66處做軸線邊長(zhǎng)為2.43 m的等邊三角形圍井，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，達(dá)到齡期7 d后，于8月10日開(kāi)挖圍井內(nèi)土體約1 m深，圍井外0.8 m，觀察成墻質(zhì)量。在井口處設(shè)水位觀測(cè)刻度，于16點(diǎn)10分開(kāi)始注水，注水深度約80 cm，觀測(cè)24 h，記錄水位、注水量。

4.3 防滲墻質(zhì)量檢測(cè)

墻體開(kāi)挖檢查：圍井開(kāi)挖后經(jīng)過(guò)觀察，對(duì)成墻質(zhì)量進(jìn)行檢查顯示，防滲墻外表樁體邊角清晰分明，強(qiáng)度高，水泥土攪拌均勻、水泥含量較高、樁間搭接約160～200 mm，垂直度良好，未發(fā)現(xiàn)開(kāi)叉現(xiàn)象。墻體厚度300～400 mm，最小處大于200 mm。

注水試驗(yàn)：觀測(cè)24 h，記錄水位、注水量等，經(jīng)計(jì)算 K=6.8×10-8cm/s，小于標(biāo)準(zhǔn) A×10-6cm/s（1

5 結(jié)語(yǔ)

從以上分析可以得出，多頭深層攪拌樁防滲墻的整體質(zhì)量良好，滲透系數(shù)小于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，防滲性能優(yōu)于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從而證明該段防滲墻的施工技術(shù)參數(shù)是合理的，能夠滿足工程的質(zhì)量要求。