水庫(kù)大壩水泥土攪拌樁截滲墻施工要點(diǎn)研究

楊聲玉

（安徽省馬鞍山市花山區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村水利局，安徽 馬鞍山243000）

引言

水泥土攪拌樁截滲墻指的是使用深攪樁機(jī)下探至水庫(kù)大壩的設(shè)計(jì)深度且在水泥漿液灌注到對(duì)應(yīng)的孔洞內(nèi)部的前提下，使用螺型的旋轉(zhuǎn)鉆頭對(duì)于孔洞內(nèi)部的水泥漿實(shí)施充分的攪拌作業(yè)，使灌注到孔洞內(nèi)部的水泥漿在強(qiáng)度較大攪拌力的作用下和周邊的土體最終形成水泥土柱結(jié)構(gòu)，由許多水泥土柱連接構(gòu)成的主體結(jié)構(gòu)，故此具備了截止?jié)B漏性能優(yōu)異，而且對(duì)周邊自然環(huán)境沒(méi)有損傷的特性，因?yàn)槠涔こ炭傮w上對(duì)于資金的需求相關(guān)較低，并且工程時(shí)效比較高，因此在工程實(shí)踐中獲得了大力的推廣和普及。

1 水庫(kù)水泥土攪拌樁截滲墻施工概況介紹

一?、蛐退畮?kù)，按照國(guó)家頒布的《防洪標(biāo)準(zhǔn)》所指定的相關(guān)分等、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，工程的綜合等別屬于Ⅴ等，主體結(jié)構(gòu)的建筑物屬于五級(jí)，其他建筑物的等級(jí)屬于五級(jí)，水壩主體工程實(shí)施規(guī)劃設(shè)計(jì)的洪水重現(xiàn)期等級(jí)是20 年一遇的級(jí)別，校核的洪水重現(xiàn)期等級(jí)屬于300 年校核。此次除險(xiǎn)加固工程的主要項(xiàng)目包含大壩壩體加固，大壩防滲處理，新建護(hù)坡和壩后排水設(shè)施，溢洪道和放水涵洞拆除重建，下游渠道的拓寬改建，增加工程管理設(shè)施，新建堤頂防汛道路等。依據(jù)相關(guān)的招標(biāo)文件及工程圖紙的相關(guān)規(guī)定，壩體使用多頭小直徑尺寸的攪拌樁推進(jìn)防滲漏工程的作業(yè)。水庫(kù)水泥土攪拌樁截滲墻施工的主要流程如圖1 所示。

圖1 水庫(kù)水泥土攪拌樁截滲墻施工的主要流程簡(jiǎn)圖

2 水泥土攪拌樁截滲墻作業(yè)規(guī)范和工程機(jī)械的選取

2.1 水泥土攪拌樁截滲墻作業(yè)過(guò)程的相關(guān)要求

根據(jù)相關(guān)的要求和工程圖紙選定鉆探深度、噴漿層面、停漿層面、樁體長(zhǎng)度尺寸，為了強(qiáng)化漿液操控，需要在噴漿裝置上配備準(zhǔn)確的計(jì)量?jī)x器，保證漿液輸送的持續(xù)性，使用計(jì)量裝置測(cè)定用量并實(shí)時(shí)記錄。作業(yè)進(jìn)程中需要實(shí)時(shí)攪拌樁體的直徑尺寸、最終墻體厚度等相關(guān)參數(shù)的周期性檢查記錄，針對(duì)由于各類故障而暫停的灌注成樁作業(yè)進(jìn)程的二次灌注銜接樁體作業(yè)過(guò)程中，噴漿銜接的重疊部分的長(zhǎng)度需要限制在2.1 米向上。為了實(shí)現(xiàn)最大程度地符合作業(yè)規(guī)劃和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并能確保施工總體進(jìn)度的基礎(chǔ)上，相關(guān)施工企業(yè)通常用灰漿比例為1.55、摻入量14.5%的兩類參數(shù)實(shí)施該水庫(kù)排險(xiǎn)加固水泥土攪拌樁截滲墻的施工。攪拌樁截滲墻施工誤差[1]的控制要求見圖2。

2.2 工程機(jī)械設(shè)備的選取

該工程施工過(guò)程的攪拌樁的作業(yè)過(guò)程使用JJ-24KB型攪拌截滲裝置，此款設(shè)備具備三頭攪拌的功能，三軸之間距離尺寸均是0.36 米，依靠雙層液壓底盤裝置行進(jìn)，調(diào)平過(guò)程方便快捷。某水庫(kù)水泥土攪拌樁截滲墻作業(yè)工程工段的土壤特性、密實(shí)程度和含水率等相關(guān)參數(shù)對(duì)于攪拌截滲裝置的最終成墻的工程品質(zhì)有直接的影響，具體成墻作業(yè)相關(guān)參數(shù)需要和施工工段相關(guān)參數(shù)相匹配，才可以保證攪拌樁最終成墻工程的品質(zhì)。為確保施工工段防滲漏加固品質(zhì)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，相關(guān)工程技術(shù)人員需要實(shí)施參數(shù)測(cè)試并且符合下列要求：水泥混凝土入滲率不大于18%，水灰比例是1∶1.8，漿液比例為1.67 克/立方厘米，樁徑和樁距分別是425 毫米和355 毫米，攪拌樁截滲墻銜接寬度是115 毫米，最終成墻寬度值是255 毫米，成墻深度是225 米，鉆桿升降速率為（0.33～1.58）米/分鐘，攪拌截滲設(shè)備最小作業(yè)寬度為4.7 米。實(shí)際試驗(yàn)結(jié)論表明，相關(guān)參數(shù)都滿足要求。水庫(kù)水泥土攪拌樁截滲墻施工主要施工機(jī)械設(shè)備見圖3。

圖2 水庫(kù)水泥土攪拌樁截滲墻施工偏差控制范圍

圖3 水庫(kù)水泥土攪拌樁截滲墻施工主要施工機(jī)械設(shè)備

3 水泥土攪拌樁截滲墻施工作業(yè)措施

3.1 測(cè)量、放線和施工現(xiàn)場(chǎng)平整作業(yè)

在水泥土混合攪拌樁截滲墻施工作業(yè)之前，需要保證施工現(xiàn)場(chǎng)地面的平整性，水庫(kù)大壩土方加固堤頂距離最少達(dá)到5.5 米，施工現(xiàn)場(chǎng)地面連片堆棄的石塊、草根及雜草等一定要清理干凈[2]。依照截滲墻中心軸線位置挖開一條（455×355）毫米（寬度×深度）的收集漿槽體，使用覆蓋手段規(guī)避出現(xiàn)漿液流出的狀況，并且確保樁基位置輔助中心把控線測(cè)量試放線作業(yè)。

3.2 完成樁機(jī)安裝調(diào)試及前期準(zhǔn)備作業(yè)

在完成樁機(jī)安裝調(diào)試及前期準(zhǔn)備作業(yè)的施工進(jìn)程中，在中心軸線上下區(qū)域等朝向把樁基水平調(diào)節(jié)公差把控在±0.15 米范圍以內(nèi)，并且盡可能采用水平儀實(shí)行樁機(jī)基準(zhǔn)底座水平位置度的檢測(cè)，然而樁機(jī)底架安裝狀況和垂直度檢查經(jīng)過(guò)垂直線距離11 米的兩側(cè)錘球?qū)嵭?，樁機(jī)底架垂直度公差把控在5.5‰范圍以內(nèi)，除此以外，還需要保證三個(gè)連通液壓管路的液面一直處在同一水平面位置。

3.3 注漿和混合攪拌把控作業(yè)

水泥漿攪拌沉降的進(jìn)程中需要確保輸漿泵送設(shè)備啟動(dòng)注漿到規(guī)劃深度，由噴漿記錄裝置實(shí)行輸漿狀況的自行記載，在混合攪拌提升進(jìn)程中保證漿液持續(xù)灌注到孔口位置，在孔口實(shí)行人力翻漿保證土層最大限度地進(jìn)行吃漿作業(yè)。使用單頭樁機(jī)二次注漿從上至下復(fù)合攪拌到墻底，再使用三頭樁機(jī)未注漿進(jìn)行復(fù)合攪拌3.55 米規(guī)劃高度，達(dá)成一周期注漿作業(yè)過(guò)程。實(shí)行油壓調(diào)節(jié)距離以后讓樁機(jī)沿中心線運(yùn)動(dòng)，單頭樁機(jī)及三頭樁機(jī)位移長(zhǎng)度分別是355 毫米與235 毫米，再實(shí)行樁位確定及樁機(jī)水平調(diào)節(jié)，達(dá)成下周期注漿作業(yè)，直到一個(gè)單元墻施工作業(yè)結(jié)束，如此作業(yè)，持續(xù)成墻[3]。

3.4 施工作業(yè)形成墻體措施

JJ-24KB 型攪拌截滲機(jī)主要機(jī)構(gòu)包括：設(shè)備主機(jī)、動(dòng)力傳動(dòng)裝置和水泥漿攪拌部分等構(gòu)成。然而設(shè)備主機(jī)又包含：動(dòng)力傳動(dòng)和變速箱系統(tǒng)、液壓傳動(dòng)履帶系統(tǒng)、位置深度測(cè)量裝置、水平調(diào)整設(shè)備及導(dǎo)向裝置等組成。攪拌截滲機(jī)安裝調(diào)試完成以后，開啟設(shè)備主機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)裝置以后，把帶動(dòng)主機(jī)鉆桿傳動(dòng)系統(tǒng)開啟，在規(guī)劃推力的作用借助水泥漿泵送工程機(jī)械將漿液經(jīng)過(guò)輸漿管道灌注到鉆桿，再把鉆桿鉆頭沉降到土壤層規(guī)劃深度完成噴漿作業(yè)，然而再提高到孔口液面，經(jīng)過(guò)以上沉降及上升的作業(yè)過(guò)程，完成泥漿和土體的徹底混合攪拌。最后，鉆機(jī)沿著中心線方向往前進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)，開始下一工序的樁體施工作業(yè)。成墻施工工藝流程見圖4。

圖4 一次成墻工藝施工流程

3.5 工程施工作業(yè)品質(zhì)把控措施

水灰比的科學(xué)匹配是確保深層攪拌施工作業(yè)品質(zhì)的重要條件，經(jīng)過(guò)施工作業(yè)之前的試驗(yàn)和相似水利工程的施工作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)此工程JJ-24KB 型攪拌截滲機(jī)型號(hào)及相關(guān)水庫(kù)大壩深層土壤地質(zhì)狀況來(lái)配比水灰比例。鉆機(jī)的鉆進(jìn)速度及提高復(fù)攪速率也應(yīng)該進(jìn)行認(rèn)真把控，并且依據(jù)攪拌截滲機(jī)型號(hào)、灌注水泥砂漿漿數(shù)量規(guī)劃、土壤及地質(zhì)狀況研究、漿液比例和摻加比例等系數(shù)規(guī)劃速率。此工程水泥混凝土攪拌樁截滲墻施工作業(yè)使用水泥漿制造準(zhǔn)備挑選40.5#普通硅酸鹽型水泥混凝土，并且依照最科學(xué)合理水灰比例實(shí)行水泥砂漿攪拌，攪拌形成的水泥砂漿經(jīng)過(guò)輸漿泵輸工程機(jī)械運(yùn)輸進(jìn)儲(chǔ)漿容器罐以后，測(cè)試漿液的液面深度，計(jì)算出泥漿使用量。水泥混凝土在檢驗(yàn)合格以后即可實(shí)行漿液混合攪拌作業(yè)，并且嚴(yán)格依照規(guī)劃混合比例進(jìn)行攪拌混合，阻止?jié){液出現(xiàn)離析的狀況，攪拌混合形成的漿液經(jīng)過(guò)篩選以后由輸漿泵工程機(jī)械進(jìn)行運(yùn)送。水泥混凝土漿液的混合比例能夠制約固結(jié)土壤層強(qiáng)度和攪拌樁截滲墻的防止?jié)B漏作用，并且確保注漿漿液擁有優(yōu)良的流動(dòng)性能，強(qiáng)化該技術(shù)在深層土壤里的分散性和注漿管道的順暢性能，阻止相關(guān)管道出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象。優(yōu)良的漿液比例還可以在其固結(jié)前期確保漿液強(qiáng)度滿足初始設(shè)計(jì)要求，能夠阻止地下水系對(duì)其進(jìn)行沖蝕[4]。認(rèn)真依照規(guī)劃實(shí)行攪拌噴漿提高速率及頻率的把控，保證提升速率和噴漿數(shù)量進(jìn)行匹配作業(yè)，才可以確保墻體固結(jié)施工作業(yè)的品質(zhì)。針對(duì)特別地質(zhì)狀況和堤身比較孱弱的區(qū)域需要降低提升速率并且提升噴漿數(shù)量。攪拌樁搭接間隔周期把控在24 小時(shí)以內(nèi)，假如不能確保以上施工作業(yè)周期則需要和前樁進(jìn)行施工作業(yè)對(duì)接處理，等成墻達(dá)到規(guī)劃強(qiáng)度以后再實(shí)行搭接區(qū)域套鉆灌注漿或者高壓灌注漿解決方案，確保接頭連接施工作業(yè)品質(zhì)。

4 結(jié)論

綜上所述，經(jīng)過(guò)對(duì)水庫(kù)大壩土方結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，壩體防滲措施等除險(xiǎn)加固解決方案實(shí)施試驗(yàn)結(jié)果得出，采用多頭小直徑深層攪拌樁防滲漏解決方案成本較低、科技性較高、作業(yè)周期較短、耐久穩(wěn)定性較好。依據(jù)相關(guān)水利工程除險(xiǎn)加固現(xiàn)實(shí)狀況及地質(zhì)狀況挑選合理的工藝參數(shù)，確保水庫(kù)壩體除險(xiǎn)加固及其堤基防滲處置結(jié)果。水庫(kù)大壩水泥土攪拌樁截滲墻施工措施對(duì)于類似于水庫(kù)除險(xiǎn)加固水利工程擁有一定程度的參考價(jià)值。水庫(kù)工程是推進(jìn)社會(huì)進(jìn)步的根基，更是為廣大人民群眾日常生活及各相關(guān)行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域生產(chǎn)供應(yīng)水資源的重要途徑。經(jīng)過(guò)以上研究能夠得出，水泥混凝土攪拌樁截滲墻工藝解決方案的出現(xiàn)對(duì)于水庫(kù)水利工程的建設(shè)起到了非常重要的作用，能夠行之有效地增加了水庫(kù)水利工程的使用年限，但該技術(shù)在相關(guān)施工作業(yè)的進(jìn)程中對(duì)于施工手段有非常強(qiáng)的依賴性，需要相關(guān)施工企業(yè)對(duì)于作業(yè)進(jìn)程給予高度的關(guān)注，尤其是轉(zhuǎn)角處等對(duì)于施工作業(yè)工藝要求比較高的作業(yè)區(qū)域，行之有效的監(jiān)控是不可缺少的。