和潤(rùn)秋

（云南省麗江市玉龍縣水利局，麗江 674100）

1 前言

近幾年來,隨著各種防滲成墻理論、工藝、方法及設(shè)備條件的不斷改進(jìn)和完善，使用地下連續(xù)墻作為水庫大壩滲漏的防滲處理方式不是一件難事。經(jīng)過與帷幕灌漿、垂直截滲膜等技術(shù)比較，利用深層攪拌機(jī)構(gòu)筑的水泥土垂直防滲墻是堤壩防滲處理中最為經(jīng)濟(jì)且有效的處理方式。深攪樁成墻技術(shù)就是利用深層攪拌機(jī)將松散土層與注入的水泥漿液一起攪拌，使土體固結(jié)成水泥土樁，樁與樁搭接形成水泥土垂直防滲墻的技術(shù)。

關(guān)于如何在水庫大壩截滲處理中應(yīng)用深層攪拌成墻技術(shù)優(yōu)質(zhì)、快捷地構(gòu)筑防滲墻的問題，本文結(jié)合該技術(shù)在玉龍縣文筆水庫中的工程實(shí)踐，談一點(diǎn)粗淺的認(rèn)識(shí)。

2 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

玉龍縣文筆水庫建于1958年，是云南省重點(diǎn)小 （一）型水庫,徑流面積 23.7km2， 總庫容671.8萬m3，興利庫容600.2萬m3，死庫容34.4萬m3，大壩為均質(zhì)土壩，壩高8m，壩長(zhǎng)1914m。大壩滲漏10.24L/s，下游壩坡共有10個(gè)潮濕區(qū)，總潮濕面積達(dá)2630m2，由于壩體滲漏嚴(yán)重，已危及大壩運(yùn)行安全，2009年初進(jìn)行防滲加固處理。防滲加固處理采用深攪樁及帷幕灌漿兩種防滲措施相結(jié)合的方案。本土壩經(jīng)防滲處理后， 滲透系數(shù) K 值小于 A×10-6cm/s（1＜A＜10），抗壓強(qiáng)度大于0.5MPa，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

1.2 工程地質(zhì)

1.2.1 地層巖性

（1） 第四系

①洪湖積層 （Qpl+l）：為壩址區(qū)主要下伏地層，為灰色、灰褐色、灰白色含淤泥質(zhì)粉土，粘土，局部含少量粗中細(xì)砂土，呈軟塑～可塑狀，局部呈流塑狀。

②湖積層（Ql）：為黑灰色草煤層及泥炭質(zhì)粉土、粘土。呈流塑～軟塑狀。

③洪沖積層（Qpal）：為灰色、淺灰色、灰白色砂礫層夾卵石及粉砂、粉土層，呈松散～中密狀。

（2）中生界三迭系中統(tǒng)

北衙組中段（T2b2）：灰白色白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r。

1.2.2 地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)內(nèi)無大的斷層發(fā)育及穿越，第四系湖積層較厚，下伏地層為（T2b2）白云質(zhì)灰?guī)r，出露于右壩肩，產(chǎn)狀N32E，NW∠25°，呈中～厚層狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，所鉆孔揭露巖層較破碎。

1.2.3 水文地質(zhì)條件

淺層地下水主要為賦存于第四系堆積體內(nèi)的孔隙水，深層地下水為基巖內(nèi)的裂隙水。

（1） 含水（透）水層（帶）

根據(jù)水庫勘察鉆孔壓（注）水試驗(yàn)，區(qū)內(nèi)含水（透）水層（帶）主要為湖積層砂卵礫石層及庫盆底部三疊系中統(tǒng)北衙組（T2b2）白云質(zhì)灰?guī)r巖溶水含水層，相對(duì)富水性強(qiáng)，透水性強(qiáng)～極強(qiáng)。

（2）相對(duì)隔水層（帶）

根據(jù)鉆孔壓水試驗(yàn)，相對(duì)隔水層（帶）主要隔水層為第四系洪湖積層（Qpl+l）含淤泥質(zhì)砂質(zhì)粉土、粘土及（Ql）有機(jī)質(zhì)腐榍草煤層及碳質(zhì)粉土、粘土。

（3）地下水補(bǔ)給、徑流、排泄

地下水接受大氣降水、巖溶泉水、地表水補(bǔ)給，主要通過巖溶管道、砂卵礫石層徑流，以泉水或散浸出露，匯入漾弓江向下游排泄。

3 深攪樁防滲墻設(shè)計(jì)

3.1 防滲墻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

深攪樁直徑D=600mm，孔距400mm，搭接長(zhǎng)度200mm，最大處理深度18.05m，成墻固化劑采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，主要設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)見表1。

3.2 深攪樁防滲墻與帷幕灌漿段的連接

文筆水庫壩橫0+000.00～0+056m范圍防滲底界較深超過深攪樁施工能力，故采用帷幕灌漿進(jìn)行防滲，帷幕灌漿段與深攪樁段搭接長(zhǎng)度6m，以形成完整的垂直防滲體系。

3.3 深攪樁防滲墻參數(shù)的確定

深攪樁防滲墻屬隱蔽工程，為了克服施工的盲目性，使工程順利實(shí)施并能滿足設(shè)計(jì)要求，根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，首先進(jìn)行了試驗(yàn)段施工試驗(yàn)即現(xiàn)場(chǎng)成樁試驗(yàn)，以確定適合實(shí)際情況的一系列參數(shù)。施工試驗(yàn)參數(shù)見表2。

表1 深攪拌樁主要設(shè)計(jì)指標(biāo)表

通過現(xiàn)場(chǎng)采用10%、12%、15%三個(gè)摻量進(jìn)行成樁試驗(yàn)，樁體水泥摻合率采用15%，漿液水灰比采用0.8∶1比較合理。采用15%的水泥摻入量，0.8∶1的水灰比漿液進(jìn)行施工試驗(yàn)，取樣進(jìn)行試驗(yàn)，其抗壓強(qiáng)度指標(biāo)大于0.5MPa，滲透系數(shù)小于 A×10-6cm/s（1＜A＜10），均符合設(shè)計(jì)要求。

4 深攪樁防滲墻施工

4.1 施工工藝

制漿部按照設(shè)計(jì)水灰比0.8∶1配制成水泥漿，水泥漿隨配隨用；將配制好的水泥漿泵送至儲(chǔ)漿罐；同時(shí)樁機(jī)就位、調(diào)平、固定；噴漿攪拌下沉，至設(shè)計(jì)樁底高程，定位攪噴5s，然后攪噴提升至樁頂高程，最后閉漿下沉，閉漿提升，此過程以地面微微返漿為最好，否則應(yīng)調(diào)整提升速度；驗(yàn)孔合格，完成一個(gè)樁體施工，關(guān)閉攪拌機(jī)械；移至下一孔位，使前一樁體和后一樁體的搭接不少于200mm，重復(fù)（1）—（6）步驟。施工工序流程見圖1。

4.2 施工要點(diǎn)

4.2.1 主機(jī)調(diào)平

（1）施工前應(yīng)檢查主機(jī)上的水平測(cè)控裝置，確保主機(jī)架處于鉛垂?fàn)顟B(tài)。

（2）通過四個(gè)支腿油缸調(diào)平。應(yīng)重點(diǎn)檢查施工過程中，支腿是否存在下陷或油缸泄壓現(xiàn)象，若有此現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)調(diào)平。

4.2.2 輸漿

（1）盡量保證輸漿均勻，應(yīng)根據(jù)地層吃漿變化調(diào)整輸漿量，總輸漿量應(yīng)不少于設(shè)計(jì)要求。

（2）輸漿量應(yīng)有專門的裝置計(jì)量，如流量計(jì)等。

（3）輸漿應(yīng)有一定的壓力，但不宜過大，一般輸漿壓力為0.3～1.0MPa。

4.2.3 提升速度和鉆進(jìn)速度

（1）為保證樁孔不偏斜，開始入土?xí)r不宜用高速鉆進(jìn)，一般鉆進(jìn)速度不應(yīng)大于0.8m/min；土層較硬時(shí)，速度不大于0.6m/min。

圖1 施工工藝流程圖

表2 施工試驗(yàn)參數(shù)表

（2）提升速度和輸漿量應(yīng)密切配合。提升速度快，輸漿量應(yīng)大。二者關(guān)系可按設(shè)計(jì)摻入量確定。

4.2.4 樁的定位精度

定位是影響樁與樁之間的搭接尺寸的因素之一。主機(jī)調(diào)平后，在施工中也可能因振動(dòng)產(chǎn)生整機(jī)滑動(dòng)，造成樁位偏差。為了減少累計(jì)誤差，每施工10個(gè)單元應(yīng)校核1次，并及時(shí)調(diào)整。

4.2.5 施工深度

（1）本工程防滲墻的軸線較長(zhǎng)，高程變化不大。因此，應(yīng)按水準(zhǔn)點(diǎn)確定施工場(chǎng)地地面高程，并計(jì)算出各施工段（按100m為一個(gè)施工段）的施工深度。

（2）施工前核定深度盤讀數(shù)，讀數(shù)允許誤差應(yīng)小于5cm。

5 工程質(zhì)量檢查

5.1 施工過程檢查

檢查內(nèi)容包括水泥規(guī)格及用量、外加劑用量、水泥漿液密度、攪拌軸的提升速度及轉(zhuǎn)速、成樁時(shí)間、成樁速度、鉆頭直徑、樁架的垂直偏差、斷樁處理情況和施工記錄等。做到每日一查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

5.2 樁體質(zhì)量檢測(cè)

5.2.1 允許偏差

工程完工后應(yīng)對(duì)所施工的深攪樁進(jìn)行抽樣檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)滿足允許偏差標(biāo)準(zhǔn)。檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)可按表3執(zhí)行。

5.2.2 檢測(cè)方法

（1）開挖檢驗(yàn)。于成樁28d后，每200m開挖一處。開挖深度不小于2.0m，長(zhǎng)度不少于2.0m。測(cè)量墻體中樁的垂直偏差、樁位偏差、樁頂標(biāo)高，觀察核酸與樁之間的搭接狀態(tài)、攪拌的均勻度、滲透水情況、裂縫、缺陷等。

（2）取芯試驗(yàn)。成樁28d后，每一個(gè)單元工程布一個(gè)鉆孔，在防滲墻中取一組水泥土芯樣（各鉆孔的不同深度取樣），室內(nèi)養(yǎng)護(hù)到28d，作無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

（3）注水試驗(yàn)，在檢查孔中自上而下按5.0m一段進(jìn)行。

6 防滲加固效果

6.1 深攪樁開挖檢查結(jié)果

經(jīng)指定開挖探坑三處，其開挖深度2m，長(zhǎng)度3m。經(jīng)檢查得知，攪拌樁成圓柱樁，排列均勻，樁體搭接良好，水泥漿與壩土攪拌均勻，所處理壩土的力學(xué)性能得到了明顯改善和提高。墻體最大厚度60cm，搭接部位52cm，已滿足設(shè)計(jì)要求。

6.2 檢查孔注水試驗(yàn)

每個(gè)深攪樁單元各布置3個(gè)檢查孔,對(duì)深攪樁進(jìn)行質(zhì)量檢查。共布設(shè)了222個(gè)檢查孔，根據(jù)注水試驗(yàn)成果分析，各段滲透系數(shù)均小于A×10-6cm／s （1＜A＜10）， 滿足壩體防滲要求。

6.3 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

根據(jù)設(shè)計(jì)及監(jiān)理要求，按檢查孔數(shù)的5%取樣，每孔取兩組試樣進(jìn)行無側(cè)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，共做22組無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，其抗壓強(qiáng)度均≥0.5MPa。

表3 深層攪拌防滲墻施工允許偏差及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)表

7 認(rèn)識(shí)與體會(huì)

通過本次深層攪拌樁在玉龍縣文筆水庫除險(xiǎn)加固工程中的實(shí)踐，得到如下的結(jié)論及體會(huì)。

（1）深層攪拌樁在水庫除險(xiǎn)加固工程中應(yīng)用是可行的；

通過水泥深層攪拌樁在除險(xiǎn)加固工程成功實(shí)踐，可以達(dá)到加固壩體的穩(wěn)定性，達(dá)至防滲目的。

（2）施工前應(yīng)作必要的地質(zhì)勘察；

深攪樁對(duì)地質(zhì)要求較高，主要適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、黃土、粘性土、砂壤土，如果遇到大粒徑的砂礫石層及含有石塊、樹根或生活垃圾的人工填土，有可能導(dǎo)致機(jī)械無法達(dá)到設(shè)計(jì)深度，且一般情況下，深攪樁的最大施工深度小于25m，所以深攪樁施工前對(duì)施工的地理環(huán)境要充分了解，特別是設(shè)計(jì)勘探的結(jié)果要詳細(xì)、準(zhǔn)確。

（3）施工前應(yīng)進(jìn)行必要的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，以完善施工設(shè)計(jì)；

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)主要是為了確定水灰比這一重要參數(shù)。由于要進(jìn)行截滲處理的水庫大壩地質(zhì)條件各不相同，即使同類地層，含有的卵石粒徑大小、含泥量多少、孔隙度等相關(guān)地層參數(shù)也各不相同，所以施工參數(shù)的選取不能完全照搬其他同類工程，必須通過必要的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)取得，這樣才能保證防滲墻的強(qiáng)度及抗?jié)B性能滿足設(shè)計(jì)要求。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，首先要通過地質(zhì)勘測(cè)掌握施工地點(diǎn)的土層性質(zhì)和含水量；然后根據(jù)水泥摻入量應(yīng)控制在12～15%左右 （按天然土比重百分比）這一要求，通過試驗(yàn)來確定水灰比。

（4）施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制樁孔傾斜值；

樁機(jī)的調(diào)平直接關(guān)系到樁孔的均勻搭接及接頭的截滲效果。施工時(shí)可以采用如下措施來防止鉆孔發(fā)生偏斜：

a.施工前應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)防滲墻軸線進(jìn)行放線，然后根據(jù)地形開挖導(dǎo)向溝，導(dǎo)向溝軸線與防滲墻軸線應(yīng)重合。對(duì)施工作業(yè)面進(jìn)行壓實(shí)平整，較大的塊石采用開挖處理。為滿足深攪機(jī)對(duì)施工平臺(tái)寬度及材料運(yùn)輸要求，文筆水庫在進(jìn)行深攪樁施工前，平均削壩2～3m，現(xiàn)壩頂寬10m，工程在嚴(yán)格整平及孔口導(dǎo)向的作用下，具有理想的孔斜控制，孔斜率均控制在0.59%以內(nèi)。

b.樁機(jī)移動(dòng)時(shí)，應(yīng)在平整堅(jiān)實(shí)的施工地面上鋪設(shè)枕木，枕木應(yīng)與防滲墻軸線平行，待樁機(jī)移動(dòng)就位后，調(diào)整墊木高度將樁機(jī)墊穩(wěn)。

c.在樁機(jī)穩(wěn)定后應(yīng)對(duì)樁機(jī)進(jìn)行調(diào)整。樁機(jī)調(diào)整就是控制樁機(jī)兩個(gè)方向的傾斜：一是樁孔軸線與防滲墻軸線方向的傾斜；二是樁孔軸線與防滲墻縱剖面的傾斜。調(diào)整時(shí)，可以使用經(jīng)緯儀對(duì)樁機(jī)的平整度、垂直度進(jìn)行校正，使其始終保持在鉛垂?fàn)顟B(tài)，垂直度誤差不大于1%。

d.在攪拌鉆進(jìn)至卵石層后，若遇到較大粒徑的塊石體，不要強(qiáng)行鉆進(jìn)，應(yīng)降低鉆進(jìn)速度，采用搗打相結(jié)合的方法，同時(shí)要反復(fù)上下活動(dòng)，避免造成鉆孔偏斜。

e.鉆進(jìn)過程中要注意隨時(shí)觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)有偏斜現(xiàn)象，應(yīng)全部拔出重新攪拌鉆進(jìn)，避免前后序所成墻體之間搭接不好，影響截滲效果。

（5）要及時(shí)進(jìn)行接頭搭接處理。

經(jīng)過無間斷的連續(xù)施工，即可形成一道無接頭的連續(xù)薄壁防滲墻。若施工因故停工，重新施工時(shí)必須進(jìn)行有效的搭接處理。然而，相鄰兩樁孔有效搭接的施工間隔時(shí)間長(zhǎng)短一般與施工現(xiàn)場(chǎng)的氣溫、水文條件、地質(zhì)條件、水泥摻入量、水灰比等因素有關(guān)。總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為相鄰兩樁孔施工間隔時(shí)間只要不超過24h，就可以采取將攪拌樁機(jī)下鉆到停工工作面以下0.5m進(jìn)行搭接，這樣可以確保防滲墻有效膠結(jié)的連續(xù)性。在施工過程中，由于機(jī)械設(shè)備、外部環(huán)境、地質(zhì)條件、材料供應(yīng)等原因，不可避免地會(huì)造成較長(zhǎng)時(shí)間的間隔，如果因固停工超過了24h，則必須根據(jù)設(shè)計(jì)搭接長(zhǎng)度采取錯(cuò)位搭接的方法進(jìn)行對(duì)接，搭接孔應(yīng)布置在軸線上游側(cè)。采取錯(cuò)位搭接的方法，不僅可以增長(zhǎng)截滲的滲徑，還可以最大限度地利用水泥土漿液的滲透加固效應(yīng)。

[1]甘國(guó)權(quán)，陳芙蓉等.深攪法[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2006.

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[4]SL345-2007，水利水電工程注水試驗(yàn)規(guī)程[S].

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