傅 敏

(江西省撫州市水電勘測設(shè)計院，江西撫州344000)

0 引言

從深層攪拌技術(shù)與高噴灌漿技術(shù)的特點來看，兩種技術(shù)存在結(jié)合的可能。

兩種技術(shù)的原理都是將水泥漿與原土進(jìn)行混合以后形成水泥土固結(jié)體，不同的是攪拌的方式存在差異。

深層攪拌技術(shù)在攪拌方法上采用的是機(jī)械攪拌，高噴灌漿技術(shù)在攪拌方法上采用的是噴射高壓液流攪拌。

不管是何種攪拌方式，其所形成的水泥土固結(jié)體的性質(zhì)是類似的，都能夠形成一個完整的、連續(xù)的整體［1］。

所以，深層攪拌技術(shù)與高噴灌漿技術(shù)在結(jié)合應(yīng)用，從技術(shù)層面上來講是可以實現(xiàn)的。

根據(jù)以上認(rèn)識，將兩種技術(shù)結(jié)合在一起應(yīng)用于實際工程中，降低了工程造價，發(fā)揮了兩種技術(shù)各自的優(yōu)勢，使工程的整體效果得以實現(xiàn)。因為兩種技術(shù)大規(guī)模結(jié)合用于實踐在國內(nèi)還不多，所以在施工前，需要進(jìn)行大量的試驗研究，通過試驗結(jié)果顯示，工程效果比較理想［2］。

文章以某河流防洪堤一期工程為例，對兩種技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的效果進(jìn)行分析。

1 深層攪拌與高噴灌漿技術(shù)的原理

與用于堤防工程防滲的其它技術(shù)相比，深層攪拌技術(shù)具有工程效果好、造價低的特點，在黃河、長江、松花江、淮河等流域中已經(jīng)得到了比較廣泛的應(yīng)用。

在本文所研究的某河流防洪堤一期工程中，深層攪拌技術(shù)的應(yīng)用也標(biāo)志著該技術(shù)在該河流域正式開始應(yīng)用［3］。

深層攪拌技術(shù)與高噴灌漿技術(shù)的結(jié)合，首先是在某一段施工區(qū)域進(jìn)行深層攪拌施工，然后在相鄰的一段進(jìn)行高噴灌漿施工，并且使兩段施工區(qū)域良好的進(jìn)行銜接。

將兩種施工技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，也能夠保證堤防工程形成一個有一定強(qiáng)度的、穩(wěn)定的、整體的、不透水的水泥防滲墻。

2 工程概況

某河流域堤防工程施工段位于廣西地區(qū)，防洪堤沿著河流左岸布置，全長3.57 km。工程設(shè)計中，防洪墻全部采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，主要的建筑物類型包括主提工程、護(hù)岸工程、堤后集水渠及排澇泵站等［4］。

為了折減滲壓水頭，預(yù)防堤基土在擋洪期間，由于承壓水壓力過大，發(fā)生滲透破壞，設(shè)計在堤底部前1 m距離建造防滲墻。防滲墻施工工期為1 a，總面積達(dá)到4.2萬m2。

工程所在地的地質(zhì)類型為第四系人工堆積層、殘積層及沖擊層，地質(zhì)情況比較復(fù)雜，因此在施工中要先進(jìn)行導(dǎo)孔勘察，最終確定防滲墻所要穿過的地質(zhì)結(jié)構(gòu)分別為:

1)人工填土層:土質(zhì)類型主要是雜填土，成分復(fù)雜，結(jié)構(gòu)松散，由生活垃圾及建筑垃圾等構(gòu)成，其中夾雜著船舶拋棄物、碎磚瓦塊等，在局部地區(qū)還包含素填土、砌石及拋填塊石等［5］。

2)沙壤土:主要由粉細(xì)砂及粉黏粒構(gòu)成，局部夾雜黏壤土。

3)壤土:主要由黏粉粒構(gòu)成，少量還有粉細(xì)砂。

4)泥沙層。主要由粉黏粒及粉細(xì)砂構(gòu)成。

3 施工方案設(shè)計

在原來的設(shè)計方案中，防滲墻的上半段采用深層攪拌技術(shù)，下半段采用振動沉模板成墻技術(shù)。但是經(jīng)過到施工現(xiàn)場勘查以后發(fā)現(xiàn)，由于下半段的地下障礙物比較多，包含木樁、條石及碎磚瓦等，如果采用振動沉模板成墻技術(shù)，那么下半段防滲墻的施工難度非常大［6］。

所以臨時對原有施工方案進(jìn)行了調(diào)整，將振動沉模板成墻技術(shù)改為深層攪拌技術(shù)與高噴灌漿技術(shù)集合的施工方案，并給出以下理由:

1)從施工經(jīng)濟(jì)性與可靠性方面來看，深層攪拌技術(shù)都沒有問題。

但是由于該施工地段部分區(qū)段地質(zhì)條件比較復(fù)雜，深層攪拌技術(shù)無法實施。

2)高噴灌漿技術(shù)針對復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工是沒有問題的，但是其成本過高。

3)深層攪拌技術(shù)和高噴灌漿技術(shù)相結(jié)合的施工方案，在施工中，能用深層攪拌技術(shù)的地方必須用深層攪拌技術(shù)，不能用的地方采用高噴灌漿技術(shù)，保證施工的經(jīng)濟(jì)性。

4)在以往深層攪拌技術(shù)的應(yīng)用中，遇到礫石地層、堅硬的卵石地層或者要經(jīng)過高壓線等特殊地段時，有選擇高噴灌漿技術(shù)進(jìn)行銜接的經(jīng)驗，而且取得了不錯的效果，只不過施工的規(guī)模比較?。?］。

從兩種方案造價對比來看，單獨采用高噴灌漿技術(shù)的成本比單獨采用深層攪拌技術(shù)的成本高出10%左右，工程總投資相應(yīng)增加5%左右，采用兩種技術(shù)相結(jié)合的方法能夠有效的降低工程成本及投資。

根據(jù)施工現(xiàn)場的實際地質(zhì)情況以及施工方案改進(jìn)建議，經(jīng)過反復(fù)討論，最終決定采用兩種技術(shù)結(jié)合的施工方案。

4 防滲墻施工

防滲墻施工內(nèi)容包括以下2個方面:施工參數(shù)的確定和防滲墻施工。

4.1 施工參數(shù)的確定

為了對深層攪拌的施工參數(shù)進(jìn)行確定，在施工之前，首先進(jìn)行了生產(chǎn)性的試驗，試驗選擇3種水灰比，分別為1.2∶1、1.5∶1、1.7∶1，深層攪拌樁位于 0+786附近，樁徑320 mm，深度12 m，城墻長度為6.75 m。

經(jīng)過7 d以后進(jìn)行開挖檢查，并進(jìn)行室內(nèi)實驗，根據(jù)室內(nèi)實驗結(jié)果與現(xiàn)場檢查結(jié)果進(jìn)行對比分析，最終確定深層攪拌技術(shù)施工技術(shù)的各項參數(shù)分別為:水泥摻入比≥12%;水灰比選擇1.7∶1;防滲墻墻體厚度控制在220～300 mm;墻體抗壓強(qiáng)度＞0.5 MPa;滲透系數(shù) ＜1.0×10-7cm/s。

采用高壓噴射灌漿技術(shù)，也要進(jìn)行試驗，試驗水灰比選擇1∶1，在1+096附近做一個5 m深旋噴單樁和一個圍井(1.5 m×1.6 m×14 m)。

7 d以后進(jìn)行開挖檢查，并進(jìn)行注水試驗與室內(nèi)實驗，將注水試驗與室內(nèi)實驗結(jié)果與工程實際情況結(jié)合分析以后，確定采用高噴灌漿技術(shù)的各項施工參數(shù)分別為:水壓力35～40 MPa;水流量75 L/min;氣壓力0.5～0.7 MPa;氣流量0.8～1.5 m3/min;水灰比1:1;孔距:旋噴1.0 m，擺噴1.5 m;擺噴擺角25°;提升速度:旋噴 8 ～10 cm/min，擺噴 8 ～12 cm/min;墻體厚度 ＞120 mm;抗 壓 強(qiáng) 度 ＞2.0 MPa;滲透系數(shù)≥4.0×10-7cm/s。

4.2 防滲墻施工

因為工期短，所以施工采用分段施工方法，投入5套設(shè)備同時進(jìn)行。

深層攪拌技術(shù)采用樁機(jī)、制漿機(jī)、輸漿泵3臺設(shè)備，共3套;高噴灌漿技術(shù)采用高噴臺車、回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)、高壓水泵、灌漿泵、空壓機(jī)及制漿機(jī)6臺設(shè)備，共2套。

因為施工地段地質(zhì)條件復(fù)雜，首先應(yīng)該通過導(dǎo)孔對地下障礙分布情況進(jìn)行探明，以此來確定兩種技術(shù)分別使用的范圍，然后制定出整體施工方案以及兩種技術(shù)組合施工的方案。組合施工可分2種情況:①兩種技術(shù)施工水平方面結(jié)合;②兩種技術(shù)施工垂直方向結(jié)合。

4.2.1 水平方向結(jié)合

所謂水平方向結(jié)合，就是兩種施工技術(shù)在同一軸線上，軸線的兩側(cè)分別采用深層攪拌防滲墻和高噴灌漿防滲墻［8］。

施工方法:先進(jìn)行深層攪拌技術(shù)施工，并將施工起點與終點的標(biāo)記做好，如圖1所示。在需要采用高噴灌漿技術(shù)的區(qū)段布置高噴孔位，采用擺噴施工方法:在兩種技術(shù)施工銜接的部位鉆孔，用旋噴方法進(jìn)行銜接。

圖1 深層攪拌施工成墻效果圖

4.2.2 垂直方向結(jié)合

在上層采用深層攪拌技術(shù)，此時要注意深層攪拌防滲墻的底部高程盡可能的保持一致，這樣方便高噴灌漿防滲墻的銜接。

然后進(jìn)行高噴灌漿孔位布置，孔位盡可能的靠近深層攪拌防滲墻軸線，通常距離深層攪拌防滲墻軸線的距離不超過樁徑的一半。

最后進(jìn)行高噴灌漿防滲墻施工，從底部開始擺噴，提升到深層攪拌防滲墻底部時，改為旋噴，在旋噴上提達(dá)到1m以后停止，將噴漿口提升到地面，成墻效果如圖2所示。

圖2 高噴灌漿施工成墻效果圖

5 墻體質(zhì)量檢查

5.1 開挖檢查

分別進(jìn)行探坑開挖與探井深度開挖，從開挖檢查的結(jié)果來看，不管是深層攪拌防滲墻還是高噴灌漿防滲墻，銜接部位的界限比較明顯，而且銜接情況良好。

尤其是墻體中的碎磚瓦塊的膠結(jié)效果也比較理想，墻體的連續(xù)性較好，厚度也滿足設(shè)計要求。

5.2 取樣進(jìn)行室內(nèi)實驗

在墻體不同高度上分別進(jìn)行鉆孔取芯，對芯樣進(jìn)行室內(nèi)抗壓試驗、抗?jié)B試驗，通過試驗結(jié)果可知，深層攪拌防滲墻的抗壓強(qiáng)度為0.7～2.5 MPa，滲透系數(shù)為1.03×10-7～9.64×10-7cm/s;高噴灌漿防滲墻的抗壓強(qiáng)度為2.33～6.0 MPa，滲透系數(shù)為4.0×10-7～7.0×10-7cm/s，從這一結(jié)果可以看出，兩種墻體的抗壓、抗?jié)B指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。

6 結(jié)語

對于地質(zhì)條件較為復(fù)雜的地區(qū)，在堤防工程中采用技術(shù)組合方法進(jìn)行施工是一種新的常識，在某河流域堤防工程施工中，采用深層攪拌技術(shù)與高噴灌漿技術(shù)結(jié)合的方法，提高的施工速度，降低了成本，施工效果也達(dá)到設(shè)計的要求，效益顯著，這是單一的施工方法所不能達(dá)到的。

［1］熊元鑫.淺談深層攪拌水泥土防滲墻在堤防工程中的應(yīng)用［J］.科學(xué)之友，2011(1).

［2］周英雄，袁曉峰，付忠正.深層攪拌樁結(jié)合高壓噴射灌漿在堤防防滲處理中的應(yīng)用［J］.江西水利科技，2012，38(04):282-283.

［3］張國峰，李健康.垂直鋪塑截滲技術(shù)在渭河治理工程中的應(yīng)用［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計，2005(02):76-79.

［4］連承峰，王立權(quán)，王軍.深層攪拌樁截滲技術(shù)在堤防基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用［J］.黑龍江水專學(xué)報，2000，27(03):68-69.

［5］胡超，陳兆霞，孫道玉.多頭小直徑深層攪拌截滲技術(shù)與高噴技術(shù)的組合在梧州河?xùn)|堤工程的應(yīng)用［J］.地質(zhì)裝備，2005，6(03):28-30.

［6］徐林波，宮學(xué)坤.漳衛(wèi)新河治理工程中多頭小直徑深層攪拌截滲技術(shù)的應(yīng)用［J］.海河水利，2001(02):25.

［7］陳黎.高壓噴射灌漿和深層攪拌法在止水帷幕中的應(yīng)用研究［J］.江西建材，2014(07):51.

［8］盧廷仁，都吉慶，劉長高，劉慶連.水泥土截滲墻技術(shù)在水庫除險加固中的應(yīng)用［J］.東北水利水電，2007，25(05):21-22.