楊緒輝

(山東水總有限公司，山東 濟(jì)南 250013)

截至2017年，全國(guó)已建成103878座流量超過(guò)5m3/s的水閘，大中型病險(xiǎn)水閘已超過(guò)2600余座[1]，水閘運(yùn)行多年后，因壩體、壩基不均勻的沉降，需對(duì)水閘除險(xiǎn)加固，對(duì)地基防滲進(jìn)行處理。水閘可以排水和擋水，具有供水、防洪的功能，對(duì)改善水環(huán)境起非常重要的作用，因此對(duì)這些病險(xiǎn)水閘除險(xiǎn)加固對(duì)國(guó)計(jì)民生有重大意義。目前國(guó)內(nèi)相關(guān)的水閘除險(xiǎn)加固工程方案設(shè)計(jì)非常多[2- 6]，為后續(xù)水閘除險(xiǎn)加固工程提供了很好的參考，一般修建地下止水幕墻作為地下基礎(chǔ)的防滲[7]。這類工程的施工方法主要有以下3種：深層攪拌法、預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁以及高壓旋噴防滲技術(shù)，因深層水泥攪拌樁法相比其余兩種工藝具有工程造價(jià)適中、施工簡(jiǎn)單、質(zhì)量有保證等優(yōu)點(diǎn)，是目前使用最為廣泛的方法，但其主要適用于軟基加固、處理淤泥，不適用于巖層或者承載力要求高的地基[8- 10]。目前對(duì)于復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工方法主要有CSM(雙輪銑)施工工藝[11- 13]，該工藝可以解決部分地區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下采用傳統(tǒng)深層攪拌樁工藝無(wú)法對(duì)地下連續(xù)墻施工的問(wèn)題。CSM工藝對(duì)水利工程施工具有非常重要的意義，為確保該工藝施工質(zhì)量，因此有必要對(duì)其施工控制要點(diǎn)進(jìn)行研究。

1 CSM(雙輪銑)工藝

CSM工藝將液壓銑槽機(jī)和深層攪拌技術(shù)進(jìn)行了有效的結(jié)合，是巖土工程施工工藝的一大進(jìn)步。該設(shè)備通過(guò)兩組銑輪旋轉(zhuǎn)將泥漿與施工現(xiàn)場(chǎng)的土體進(jìn)行攪動(dòng)，形成矩形槽段的土體。該工藝設(shè)備和原理如圖1—2所示。

圖1 工藝設(shè)備

圖2 工藝原理

對(duì)比深層攪拌技術(shù)，CSM工藝在施工中有以下5個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

(1)設(shè)備占地較小，移動(dòng)靈活，施工的速度較快。

(2)削銑能力極強(qiáng)，最大削銑強(qiáng)度可達(dá)到140MPa，可以削銑堅(jiān)硬的地層(卵礫石地層、巖層)，滿足復(fù)雜環(huán)境施工需求[14]。

(3)削銑精度很高，在銑頭內(nèi)部安裝垂直度的監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)信息化系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行控制，可以保證施工的質(zhì)量。

(4)可滿足大深度的施工，雙輪銑的設(shè)備主要有導(dǎo)桿式和懸吊式，最大削銑深度分別可達(dá)45m和65m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的深層攪拌技術(shù)。

(5)成墻質(zhì)量高，墻體強(qiáng)度達(dá)1～5MPa，并可以靈活設(shè)定勁性材料插入間距。

2 CSM工法壩基銑削式防滲墻

2.1 工程概況

日照市付疃攔河閘位于日照經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)西部，奎山街道辦事處西南、牟家小莊村東北的付疃河上(付疃河樁號(hào)12+280)。原付疃攔河閘是一座蓄水灌溉、兼顧生態(tài)環(huán)境的大(2)型水閘，該閘于1992年建成。本次對(duì)該水閘的除險(xiǎn)施工的內(nèi)容包含：拆除原攔河閘，在原址改建為橡膠壩及調(diào)節(jié)閘，上游為漿砌石及鋼筋混凝土鋪蓋，下游為鋼筋混凝土消力池和海漫，上下游主河槽的護(hù)砌，管理設(shè)施并對(duì)右岸的水閘進(jìn)行改造等。工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大(2)型，主要建筑物的級(jí)別為2級(jí)，次要建筑物的級(jí)別為3級(jí)，臨時(shí)建筑的級(jí)別為5級(jí)。

2.2 技術(shù)要求

液壓銑削深攪地下連續(xù)墻單幅寬2.80m，墻厚70cm，28d的抗壓強(qiáng)度不小于2.0MPa，滲透系數(shù)小于1×10-6cm/s，摻入水泥采用P.O 42.5，水泥摻入量和水灰比具體在施工前根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定。保證銑削深度不超過(guò)設(shè)計(jì)深度±0.1m范圍，定位偏差在±5cm范圍內(nèi)，墻體的垂直度在3‰范圍內(nèi)。

2.3 CSM工藝流程

該工藝流程圖如圖3所示，主要包括平整場(chǎng)地、放樣接高、開(kāi)溝鋪板、設(shè)備定位、削銑噴漿攪拌、回轉(zhuǎn)噴漿提升、鉆機(jī)移位等。

圖3 CSM施工工藝流程圖

2.4 CSM施工順序

雙輪銑深層攪拌技術(shù)擬按順槽式施工，即按順序施工1、2、3……，依次類推，單幅長(zhǎng)度為2.8m，搭接長(zhǎng)度一般為0.25m，單幅有效長(zhǎng)度為2.55m，順槽式施工的優(yōu)點(diǎn)是：減少在砂層施工時(shí)槽孔坍塌抱鉆現(xiàn)象；單幅樁之間的搭接長(zhǎng)短易于控制。

圖4 順槽式單孔攪拌搭接形式圖(單位：m)

2.5 CSM施工準(zhǔn)備

(1)水泥制漿站的布設(shè):根據(jù)雙輪銑工藝的施工要求，擬計(jì)劃在截滲墻施工平臺(tái)后面，沿截滲墻軸線每200m處布設(shè)一個(gè)泥漿攪拌后臺(tái)區(qū)，供漿系統(tǒng)分別向左右100m方向供應(yīng)水泥漿，泥漿攪拌后臺(tái)區(qū)隨著施工進(jìn)度隨機(jī)移動(dòng)。為了保證輸漿壓力能夠滿足設(shè)計(jì)的要求，應(yīng)當(dāng)避免輸漿管路過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)在供漿系統(tǒng)200m范圍內(nèi)距離主機(jī)100～200m附近布設(shè)一套泥漿中轉(zhuǎn)系統(tǒng)，即達(dá)到供漿壓力又避免泥漿攪拌后臺(tái)區(qū)移位造成工期耽誤，如圖5所示。

圖5 CSM工藝設(shè)備平面布置圖

(2)供水、供漿管路以及供電線路的布設(shè):根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，施工設(shè)備及制漿用水采用潛水泵從河中抽取供給，集中供水管路布置至水泥漿攪拌站，在埋管穿越道路時(shí)應(yīng)防止其被重型機(jī)械所破壞，在防滲墻施工軸線下游側(cè)布置供漿的管路。

不得不說(shuō)，企業(yè)在經(jīng)營(yíng)管理發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，積極地做好對(duì)全體員工的思想政治教育工作具有重要意義。但是，當(dāng)前很多企業(yè)卻并沒(méi)有重視起這一問(wèn)題，在思想政治教育的過(guò)程當(dāng)中，所采用的方式方法非常單一、陳舊，大多采用的是講授和灌輸?shù)姆绞?，將其作為一?xiàng)政治任務(wù)，并沒(méi)有意識(shí)到思想政治教育的重要性，態(tài)度不積極。由于思想政治教育內(nèi)容本身就是存在著一定的枯燥性，如果企業(yè)仍采用陳舊呆板的教育方式的話，最終所取得的效果也必定不盡人意，無(wú)法形成良好的企業(yè)凝聚力，這對(duì)于企業(yè)接下來(lái)的發(fā)展來(lái)說(shuō)是極為不利的。

(3)清場(chǎng)備料：將施工場(chǎng)地進(jìn)行平整、壓實(shí)，防止地表過(guò)軟導(dǎo)致機(jī)械行走時(shí)失穩(wěn)；作業(yè)面不小于15m，處理地基并備足外加劑和水泥。

(4)測(cè)量放線：施工前，先根據(jù)業(yè)主提供的坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)，按設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算出防滲墻軸線各角點(diǎn)坐標(biāo)，利用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行精確放樣，并對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行復(fù)核，每隔50m設(shè)置1個(gè)高程控制樁，并做好明顯標(biāo)志。

(5)安裝調(diào)試：支撐移動(dòng)機(jī)和主機(jī)就位；架設(shè)樁架；安裝好制漿、注漿和制氣的設(shè)備；接通水路、電路和氣路；運(yùn)轉(zhuǎn)試車。

(6)開(kāi)溝鋪板：利用挖機(jī)沿防滲墻軸線平行方向開(kāi)挖溝槽滿足工作的需求，并開(kāi)挖深0.5～1.0m、寬1～1.5m的溝槽用以保證余漿存放和補(bǔ)充回漿；長(zhǎng)度需超前主機(jī)作業(yè)處10m，并在其上鋪箱型鋼板，保證主機(jī)對(duì)地基的壓力均衡。

3 CSM工藝質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 銑頭定位

保證SC40雙輪銑設(shè)備的銑頭定位處于墻體的中心線上，誤差不超過(guò)±5cm。

3.2 凱麗桿垂直精度

為保證凱利桿系統(tǒng)的垂直度，需采取經(jīng)緯儀對(duì)樁架的垂直度進(jìn)行初始零點(diǎn)校準(zhǔn)，由輔機(jī)的垂直度來(lái)控制；通過(guò)銑頭兩側(cè)的2塊導(dǎo)向板以及前后的4塊糾偏板共同調(diào)整鋼索吊掛系統(tǒng)。操作員可以通過(guò)控制銑頭的姿態(tài)來(lái)調(diào)整槽形的垂直度，墻體的垂直度一般控制在3‰范圍內(nèi)。由值班班長(zhǎng)統(tǒng)一對(duì)樁機(jī)進(jìn)行指揮，在移動(dòng)樁機(jī)前需覺(jué)察各個(gè)方位的情況，若發(fā)現(xiàn)有障礙物應(yīng)立即移除，在移動(dòng)結(jié)束后應(yīng)立即檢查定位情況，檢查并樁機(jī)是否平穩(wěn)。

3.3 噴漿、攪拌成樁

(1)水泥擬采用P.O 42.5普通的硅酸鹽水泥，水泥漿液的水灰比應(yīng)控制在0.8～1.2，水泥摻入比根據(jù)地層情況經(jīng)試驗(yàn)確定，初步參數(shù)為15%～20%，注漿壓力為2.0～3.0MPa(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況及時(shí)調(diào)整)。保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵在于通過(guò)加強(qiáng)對(duì)水灰比和水泥的控制，保證成墻的強(qiáng)度和均勻性。

圖6 噴漿示意圖

(3)攪拌成樁：開(kāi)動(dòng)鉆機(jī)進(jìn)行削銑和攪拌，緩慢降下銑頭至其與土體相接觸，并按照規(guī)程進(jìn)行注漿、供氣。控制銑輪的旋轉(zhuǎn)速率為36r/min，銑進(jìn)速率為0.5～0.7m/min。削銑達(dá)到風(fēng)化巖范圍時(shí)，對(duì)墻底風(fēng)化巖處，適當(dāng)重復(fù)提升2～3次，到達(dá)終孔深度時(shí)，繼續(xù)延續(xù)噴漿10s，使水泥漿與底部風(fēng)化巖完全拌合。根據(jù)攪拌程度控制銑輪速度在25～36r/min范圍內(nèi)變化，緩慢提升動(dòng)力頭，一般為0.7～1.0m/min；以避免造成真空負(fù)壓，墻體空隙，如圖7所示。

圖7 攪拌示意圖

在噴漿、攪拌成樁過(guò)程中需格外注意以下幾個(gè)方面：

(1)在施工過(guò)程中需保證現(xiàn)場(chǎng)壓漿泵的流量、漿液配合比與設(shè)計(jì)一致，才能有效控制成樁質(zhì)量。

(2)根據(jù)工程特點(diǎn)，雙輪銑削鉆頭鉆進(jìn)過(guò)程中，注入高壓氣體及膨潤(rùn)土泥漿，達(dá)到護(hù)壁效果；提升時(shí)需注入配置好的水泥漿液，放慢提升速度，使水泥漿液與土體可以充分拌和，確保樁體的加固質(zhì)量。

(3)水泥漿液制備系統(tǒng)每一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，需人工對(duì)灰漿比重進(jìn)行抽查。半自動(dòng)的拌漿系統(tǒng)將配好的水泥漿液運(yùn)送到儲(chǔ)漿罐，可為攪拌的設(shè)備持續(xù)供漿。

4 特殊情況處理措施

(1)施工遇孤石、漂石等特殊情況無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)深度，與設(shè)計(jì)不一致時(shí)，及時(shí)上報(bào)業(yè)主、監(jiān)理，經(jīng)各方共同研究后，采取必要的補(bǔ)救措施。

(2)在施工過(guò)程中，碰到斷電或者其他特殊的情況導(dǎo)致機(jī)器停止運(yùn)行、成墻工藝中斷時(shí)，為防止出現(xiàn)不連續(xù)墻體，需將攪拌機(jī)緩緩降下直到停漿點(diǎn)以下0.5m處，待供漿恢復(fù)過(guò)后再繼續(xù)工作；若停機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，為防止?jié){液凝結(jié)堵塞管道，則需先拆輸漿的管道拆除、清理干凈。

(3)在施工過(guò)程中，若出現(xiàn)管道堵塞，需立即停泵對(duì)其進(jìn)行清理。待清理過(guò)后立馬把攪拌鉆機(jī)下降1.0m，然后繼續(xù)注漿，過(guò)10～20s后緩緩向上攪拌，以防樁斷裂。

(4)當(dāng)雙輪銑削攪拌提升過(guò)程中，如遇到較松散的砂層，易造成抱鉆現(xiàn)象，可在鉆進(jìn)過(guò)程中適當(dāng)增加膨潤(rùn)土用量，達(dá)到護(hù)壁效果。

(5)冬季施工加強(qiáng)輸漿管及氣管的保溫措施，對(duì)施工用水安置鍋爐進(jìn)行加溫，確保施工正常進(jìn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

CSM(雙輪銑)工藝是深層攪拌工藝的一大創(chuàng)新，將液壓銑槽機(jī)成功使用到攪拌墻的施工中，使深層攪拌技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)條件下仍然可以順利施工，同時(shí)在該工藝施工過(guò)程中工程人員重視施工質(zhì)量控制要點(diǎn)，便可以有效的提高攪拌墻的施工質(zhì)量和垂直精度。日照市付疃攔河閘除險(xiǎn)加固工程對(duì)其成功的運(yùn)用，也證明了該工藝具有優(yōu)質(zhì)安全的特點(diǎn)，具有非常大的推廣價(jià)值。