和潤秋

（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、方法及設備條件的不斷改進和完善，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、垂直截滲膜等技術比較，利用深層攪拌機構筑的水泥土垂直防滲墻是堤壩防滲處理中最為經(jīng)濟且有效的處理方式。深攪樁成墻技術就是利用深層攪拌機將松散土層與注入的水泥漿液一起攪拌，使土體固結成水泥土樁，樁與樁搭接形成水泥土垂直防滲墻的技術。

關于如何在水庫大壩截滲處理中應用深層攪拌成墻技術優(yōu)質、快捷地構筑防滲墻的問題，本文結合該技術在玉龍縣文筆水庫中的工程實踐，談一點粗淺的認識。

2 工程概況

1.1 工程簡介

玉龍縣文筆水庫建于1958年，是云南省重點小 （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，大壩為均質土壩，壩高8m，壩長1914m。大壩滲漏10.24L/s，下游壩坡共有10個潮濕區(qū)，總潮濕面積達2630m2，由于壩體滲漏嚴重，已危及大壩運行安全，2009年初進行防滲加固處理。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），抗壓強度大于0.5MPa，達到了設計要求。

1.2 工程地質

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、灰白色含淤泥質粉土，粘土，局部含少量粗中細砂土，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）：灰白色白云質灰?guī)r、灰?guī)r。

1.2.2 地質構造

區(qū)內無大的斷層發(fā)育及穿越，第四系湖積層較厚，下伏地層為（T2b2）白云質灰?guī)r，出露于右壩肩，產狀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 水文地質條件

淺層地下水主要為賦存于第四系堆積體內的孔隙水，深層地下水為基巖內的裂隙水。

（1） 含水（透）水層（帶）

根據(jù)水庫勘察鉆孔壓（注）水試驗，區(qū)內含水（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）白云質灰?guī)r巖溶水含水層，相對富水性強，透水性強～極強。

（2）相對隔水層（帶）

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

（3）地下水補給、徑流、排泄

地下水接受大氣降水、巖溶泉水、地表水補給，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 深攪樁防滲墻設計

3.1 防滲墻技術標準

深攪樁直徑D=600mm，孔距400mm，搭接長度200mm，最大處理深度18.05m，成墻固化劑采用42.5級普通硅酸鹽水泥，主要設計技術指標見表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，故采用帷幕灌漿進行防滲，帷幕灌漿段與深攪樁段搭接長度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，使工程順利實施并能滿足設計要求，根據(jù)工程地質和水文地質條件，首先進行了試驗段施工試驗即現(xiàn)場成樁試驗，以確定適合實際情況的一系列參數(shù)。施工試驗參數(shù)見表2。

表1 深攪拌樁主要設計指標表

通過現(xiàn)場采用10%、12%、15%三個摻量進行成樁試驗，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的水灰比漿液進行施工試驗，取樣進行試驗，其抗壓強度指標大于0.5MPa，滲透系數(shù)小于 A×10-6cm/s（1＜A＜10），均符合設計要求。

4 深攪樁防滲墻施工

4.1 施工工藝

制漿部按照設計水灰比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漿罐；同時樁機就位、調平、固定；噴漿攪拌下沉，至設計樁底高程，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，否則應調整提升速度；驗孔合格，完成一個樁體施工，關閉攪拌機械；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（1）—（6）步驟。施工工序流程見圖1。

4.2 施工要點

4.2.1 主機調平

（1）施工前應檢查主機上的水平測控裝置，確保主機架處于鉛垂狀態(tài)。

（2）通過四個支腿油缸調平。應重點檢查施工過程中，支腿是否存在下陷或油缸泄壓現(xiàn)象，若有此現(xiàn)象應及時調平。

4.2.2 輸漿

（1）盡量保證輸漿均勻，應根據(jù)地層吃漿變化調整輸漿量，總輸漿量應不少于設計要求。

（2）輸漿量應有專門的裝置計量，如流量計等。

（3）輸漿應有一定的壓力，但不宜過大，一般輸漿壓力為0.3～1.0MPa。

4.2.3 提升速度和鉆進速度

（1）為保證樁孔不偏斜，開始入土時不宜用高速鉆進，一般鉆進速度不應大于0.8m/min；土層較硬時，速度不大于0.6m/min。

圖1 施工工藝流程圖

表2 施工試驗參數(shù)表

（2）提升速度和輸漿量應密切配合。提升速度快，輸漿量應大。二者關系可按設計摻入量確定。

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。主機調平后，在施工中也可能因振動產生整機滑動，造成樁位偏差。為了減少累計誤差，每施工10個單元應校核1次，并及時調整。

4.2.5 施工深度

（1）本工程防滲墻的軸線較長，高程變化不大。因此，應按水準點確定施工場地地面高程，并計算出各施工段（按100m為一個施工段）的施工深度。

（2）施工前核定深度盤讀數(shù)，讀數(shù)允許誤差應小于5cm。

5 工程質量檢查

5.1 施工過程檢查

檢查內容包括水泥規(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速、成樁時間、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)問題及時處理。

5.2 樁體質量檢測

5.2.1 允許偏差

工程完工后應對所施工的深攪樁進行抽樣檢測，檢測結果應滿足允許偏差標準。檢測標準可按表3執(zhí)行。

5.2.2 檢測方法

（1）開挖檢驗。于成樁28d后，每200m開挖一處。開挖深度不小于2.0m，長度不少于2.0m。測量墻體中樁的垂直偏差、樁位偏差、樁頂標高，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。成樁28d后，每一個單元工程布一個鉆孔，在防滲墻中取一組水泥土芯樣（各鉆孔的不同深度取樣），室內養(yǎng)護到28d，作無側限抗壓強度試驗。

（3）注水試驗，在檢查孔中自上而下按5.0m一段進行。

6 防滲加固效果

6.1 深攪樁開挖檢查結果

經(jīng)指定開挖探坑三處，其開挖深度2m，長度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，已滿足設計要求。

6.2 檢查孔注水試驗

每個深攪樁單元各布置3個檢查孔,對深攪樁進行質量檢查。共布設了222個檢查孔，根據(jù)注水試驗成果分析，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 無側限抗壓強度試驗

根據(jù)設計及監(jiān)理要求，按檢查孔數(shù)的5%取樣，每孔取兩組試樣進行無側抗壓強度試驗，共做22組無側限抗壓強度試驗，其抗壓強度均≥0.5MPa。

表3 深層攪拌防滲墻施工允許偏差及技術標準表

7 認識與體會

通過本次深層攪拌樁在玉龍縣文筆水庫除險加固工程中的實踐，得到如下的結論及體會。

（1）深層攪拌樁在水庫除險加固工程中應用是可行的；

通過水泥深層攪拌樁在除險加固工程成功實踐，可以達到加固壩體的穩(wěn)定性，達至防滲目的。

（2）施工前應作必要的地質勘察；

深攪樁對地質要求較高，主要適用于淤泥、淤泥質土、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，有可能導致機械無法達到設計深度，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施工的地理環(huán)境要充分了解，特別是設計勘探的結果要詳細、準確。

（3）施工前應進行必要的現(xiàn)場試驗，以完善施工設計；

現(xiàn)場試驗主要是為了確定水灰比這一重要參數(shù)。由于要進行截滲處理的水庫大壩地質條件各不相同，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)場試驗取得，這樣才能保證防滲墻的強度及抗?jié)B性能滿足設計要求。

現(xiàn)場試驗時，首先要通過地質勘測掌握施工地點的土層性質和含水量；然后根據(jù)水泥摻入量應控制在12～15%左右 （按天然土比重百分比）這一要求，通過試驗來確定水灰比。

（4）施工過程中應嚴格控制樁孔傾斜值；

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

a.施工前應該根據(jù)設計防滲墻軸線進行放線，然后根據(jù)地形開挖導向溝，導向溝軸線與防滲墻軸線應重合。對施工作業(yè)面進行壓實平整，較大的塊石采用開挖處理。為滿足深攪機對施工平臺寬度及材料運輸要求，文筆水庫在進行深攪樁施工前，平均削壩2～3m，現(xiàn)壩頂寬10m，工程在嚴格整平及孔口導向的作用下，具有理想的孔斜控制，孔斜率均控制在0.59%以內。

b.樁機移動時，應在平整堅實的施工地面上鋪設枕木，枕木應與防滲墻軸線平行，待樁機移動就位后，調整墊木高度將樁機墊穩(wěn)。

c.在樁機穩(wěn)定后應對樁機進行調整。樁機調整就是控制樁機兩個方向的傾斜：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。調整時，可以使用經(jīng)緯儀對樁機的平整度、垂直度進行校正，使其始終保持在鉛垂狀態(tài)，垂直度誤差不大于1%。

d.在攪拌鉆進至卵石層后，若遇到較大粒徑的塊石體，不要強行鉆進，應降低鉆進速度，采用搗打相結合的方法，同時要反復上下活動，避免造成鉆孔偏斜。

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

（5）要及時進行接頭搭接處理。

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，重新施工時必須進行有效的搭接處理。然而，相鄰兩樁孔有效搭接的施工間隔時間長短一般與施工現(xiàn)場的氣溫、水文條件、地質條件、水泥摻入量、水灰比等因素有關。總結施工經(jīng)驗，我們認為相鄰兩樁孔施工間隔時間只要不超過24h，就可以采取將攪拌樁機下鉆到停工工作面以下0.5m進行搭接，這樣可以確保防滲墻有效膠結的連續(xù)性。在施工過程中，由于機械設備、外部環(huán)境、地質條件、材料供應等原因，不可避免地會造成較長時間的間隔，如果因固停工超過了24h，則必須根據(jù)設計搭接長度采取錯位搭接的方法進行對接，搭接孔應布置在軸線上游側。采取錯位搭接的方法，不僅可以增長截滲的滲徑，還可以最大限度地利用水泥土漿液的滲透加固效應。

[1]甘國權，陳芙蓉等.深攪法[M].北京：中國水利水電出版社，2006.

[2]GB50202-2002，建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范[S].

[4]SL345-2007，水利水電工程注水試驗規(guī)程[S].

[5]SL291-2003，水利水電工程鉆探規(guī)程[S].