董 赟，馬龍軍，蘇仲靜

(1.黑龍江省八五七農(nóng)場(chǎng)水務(wù)局，黑龍江密山158322;2.黑龍江省農(nóng)墾總局牡丹江分局水利工程管理分站，黑龍江密山158308; 3.黑龍江省農(nóng)墾總局牡丹江分局興凱湖灌區(qū)管理站，黑龍江密山158308)

東方紅水庫(kù)位于黑龍江省鐵力市鐵力鎮(zhèn)西14.5 km、王楊鄉(xiāng)鐵屯南200 m處，處于呼蘭河支流穩(wěn)水河中游，為小(1)型水庫(kù)。流域面積100 km2，多年平均徑流量2 000萬(wàn)m3。水庫(kù)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為P=5%，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為P=0.33%，水庫(kù)設(shè)計(jì)總庫(kù)容698.44萬(wàn)m3。

1 壩體存在問(wèn)題及地質(zhì)條件

該水庫(kù)為黏土均質(zhì)壩，根據(jù)壩體及壩基地質(zhì)探查，在冬季最大凍深時(shí)存在的主要壩段下游側(cè)壩基噴出水柱的狀況，和壩體下游側(cè)有縱向裂縫和滑塌跡象。分析其主要原因:是由于壩體填筑不良和壩基覆蓋土層清基不良，含大量有機(jī)質(zhì)，夾多量未腐爛的草根等原因，形成壩體及壩基防滲效果差，滲透水使壩體含水量高、壩基有滲透通道。雖曾補(bǔ)做黏土灌漿截滲墻，但根據(jù)提供灌漿指標(biāo)，截滲能力提高不大，還不能作為防滲心墻;上游壩坡曾做過(guò)簡(jiǎn)單碾壓，但達(dá)不到斜墻的作用。因此須對(duì)大壩主要滲透段進(jìn)行防滲處理。

土壩壩基座落于第四紀(jì)沖積層上，上層為厚度＞3 m的粉質(zhì)黏土，構(gòu)成相對(duì)不透水層，成為良好的天然鋪蓋層;左右壩肩均接于粉質(zhì)黏土層，防滲性較強(qiáng)。壩基以下為強(qiáng)透水層，透水層深度＞10 m。壩址地層巖性及物理力學(xué)特征把地層自上而下分為4層:

1層:填筑土。黃褐色、黑褐色，為壩體的填筑土。以黏土為主，夾多層泥炭質(zhì)土(內(nèi)夾多量未腐爛的草根)。黏性土層呈濕可塑狀，泥炭質(zhì)土呈很濕的軟塑狀。層厚5.7～6.3 m .。

2層:泥炭質(zhì)土。黑色，無(wú)層理，含大量有機(jī)質(zhì)，夾多量未腐爛的草根。很濕、軟塑、高壓縮性土，只見(jiàn)于K1、K2號(hào)孔。埋深5.7～6.3 m，厚度0.5 m。

3層:粉質(zhì)黏土。黃褐色、黑褐色、無(wú)層理，局部夾少量白色碳酸鈣粉末，濕、可塑。層間多處夾泥炭質(zhì)土薄層透鏡體(泥炭質(zhì)土為很濕、軟塑)，分布普遍。在壩體下的埋深為6.3～6.7 m，在壩下原地面的埋深為0.5 m，厚度3.85～5.35 m。

4層:角礫?；疑剑?.0 mm的顆粒占65%～75%，夾10%左右的卵石，卵石的礦物質(zhì)成分一般為安山質(zhì)、花崗質(zhì)，中等磨圓;礫石的礦物質(zhì)成分一般為石英、長(zhǎng)石等磨圓較差。分布普遍。在壩體下的埋深為10.4～11.0 m，在壩下原地面的埋深為5.70 m(K5鉆孔)，鉆孔揭露最大厚度9.6 m。

2 施工方案

依據(jù)設(shè)計(jì)方案，防滲墻范圍從泄洪閘外墻至輸水洞，全長(zhǎng)850.0 m。采用封閉式防滲措施，防滲墻深度達(dá)到壩基表層以下1.5 m，與壩基黏土層相接，高程由204.0～196.70 m，全高度為7.3 m、最小厚度為95 mm。目前常用的深層攪拌樁機(jī)分為轉(zhuǎn)盤(pán)式及動(dòng)力頭式兩大類。轉(zhuǎn)盤(pán)式深層攪拌樁機(jī)多采用大口徑轉(zhuǎn)盤(pán)，配置步履式底盤(pán)，主機(jī)安裝在底盤(pán)上，安有鏈輪、鏈條加壓裝置。其主要優(yōu)點(diǎn)是:重心低、比較穩(wěn)定，鉆進(jìn)及提升速度易于控制。動(dòng)力頭式深層攪拌機(jī)可采用液壓馬達(dá)或機(jī)械式電動(dòng)機(jī)——減速器。這類攪拌機(jī)主電機(jī)懸吊在架子上，重心高，必須配有足夠重量的底盤(pán)，另一方面，由于主電機(jī)與攪拌鉆具連成一體，重量較大，因此可以不必配置加壓裝置。

在本工程中，選用了轉(zhuǎn)盤(pán)式BJS型多頭深層攪拌樁機(jī)。此樁機(jī)為三鉆頭小直徑深層攪拌樁機(jī)，鉆頭直徑為200～450 mm?？紤]到施工可能帶來(lái)的垂直度偏差，選用樁徑為250 mm，樁間距150 mm，三次成墻，詳見(jiàn)施工順序示意圖。圖中A、B、C分別表示三次成墻鉆頭的位置，A、B、C之間距離由三軸間距離決定，三軸間距為450 mm，三次成墻為150 mm。首先完成A序三根樁的的施工，然后完成B序，最后完成C序。A、B、C序完成后即完成一個(gè)單元墻的施工。搭接處墻體最小理論厚度為200 mm，樁間最大搭接100 mm?？刂茦扼w傾斜度在0.4%以內(nèi)，最大偏差61 mm，仍有139 mm樁體厚度，可滿足防滲墻厚度要求。

圖1 施工順序示意圖 mm

3 討論

深層攪拌法常用的加固材料為水泥，因此在使用此方法時(shí)，水泥摻入量及水泥漿水灰比就決定了水泥土的抗壓強(qiáng)度、變形模量、滲透破壞比降，對(duì)滲透系數(shù)也有較大影響。

根據(jù)我國(guó)經(jīng)驗(yàn)，水泥摻入量一般取:黏性土10%～12% (土層中有孔洞或極松散的土體除外);砂性土10～18%。同樣的施工機(jī)械，在同一土層中使用不同水灰比，水泥土被攪拌的均勻性差別較大。相對(duì)來(lái)說(shuō)，水灰比越大，水泥漿中水的含量大，水泥土被攪拌的越均勻，過(guò)多的水會(huì)填充土層中的孔隙。若水灰比過(guò)小，按照設(shè)計(jì)水泥摻入量噴入土層時(shí)，水泥土漿中的的含水量就會(huì)過(guò)小，使得水泥漿和原土攪拌后達(dá)不到流態(tài)，甚至水泥漿和土分離，無(wú)法充分拌和，導(dǎo)致無(wú)法成墻，達(dá)不到截滲效果。

在本工程中，根據(jù)土工試驗(yàn)成果，初步確定0+000～0+ 300，0+600～0+850土體的含水量在30%左右，水灰比取1.5;0+300～0+600土體的含水量在50%左右，水灰比1.0。根據(jù)土料情況，按12%的水泥參入量進(jìn)行灌漿。在設(shè)計(jì)施工前，可取被加固土做室內(nèi)水泥土配入量。一般來(lái)說(shuō)試驗(yàn)齡期90 d，但在設(shè)計(jì)施工前由于時(shí)間的限制可做7 d，28 d試驗(yàn)，由7 d，28 d齡期推算到90 d齡期。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)初步確定合適的水泥摻入量，室內(nèi)試驗(yàn)必須考慮施工現(xiàn)場(chǎng)條件同室內(nèi)攪拌配制水泥試樣時(shí)條件的差別。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)應(yīng)用深層攪拌法已有20多年，在水利工程中應(yīng)用始于1995年，已經(jīng)在閘基、泵站復(fù)合地基加固、攔河壩壩基防滲、堤防防滲、邊坡支護(hù)等工程中應(yīng)用。在我省病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中，深層攪拌法有較大的應(yīng)用空間，但此種方法在北方寒冷地區(qū)應(yīng)用較少，也沒(méi)有成熟的專業(yè)隊(duì)伍，而且負(fù)溫條件下，凍脹對(duì)水泥土的影響研究較少，在以后的工作中，應(yīng)注意觀測(cè)收集此方面的資料，為深層攪拌法在北方寒冷地區(qū)推廣積累經(jīng)驗(yàn)。

［1］ 水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)(1卷)［R］.北京:中國(guó)水利水電出版社，1997.

［2］ 水利水電技術(shù)(攪拌樁工程專輯)［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，1998.

［3］ 劉景政、楊素春，等.地基處理與實(shí)例分析［M］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998.

［4］ 叢藹森.地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)施工與應(yīng)用［M］.北京:水利電力出版社，2001.

［5］ 董哲仁.堤防除險(xiǎn)加固實(shí)用技術(shù)［M］.北京:水利電力出版社，1998.

［6］ 張俊芝.水利水電工程理論研究及技術(shù)應(yīng)用［M］.武漢:武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2000.

［7］ 劉保平，宋淑平.深層攪拌法的設(shè)計(jì)施工與應(yīng)用［M］.濟(jì)南:濟(jì)南出版社，2003.