葉云濤

（惠州市華禹水利水電工程勘測設(shè)計有限公司，廣東 惠州 516000）

水泥砂墊層施工技術(shù)具有多方面應(yīng)用優(yōu)勢，已在水利工程水閘施工中得到廣泛應(yīng)用。水利工程特殊的水文地質(zhì)特點決定了閘基底部存在較多的粉細砂，處理不當會使工程出現(xiàn)嚴重的滲漏問題，而且基礎(chǔ)強度較差。采用有效措施，對水泥性能及施工過程進行控制，可以有效解決上述問題。本文以漢江下游興隆水利工程水閘水泥砂墊層施工為例，進行水泥砂墊層施工質(zhì)量控制研究。

1 工程概況

漢江下游興隆水利工程屬于南水北調(diào)四項治理工程之一，處于漢江梯級開發(fā)的末端環(huán)節(jié)，其主要功能作用是灌溉、航運以及發(fā)電。該工程包含一座56孔泄水閘的施工任務(wù)，泄水閘閘段總寬度為953 m，高度為17.7 m。在泄水閘基礎(chǔ)部分存在大量粉細砂，粉細砂品質(zhì)整體較好，局部區(qū)域會含有淤泥質(zhì)成分，但含泥量較低。在施工過程中，擬采用水泥砂墊層技術(shù)，通過在泄水閘閘基直接取用粉細砂，加入水泥制作成水泥砂材料，利用水泥砂墊層施工技術(shù)改善閘基承載力和透水性。

2 水泥砂性能檢測

2.1 水泥砂材料性能指標及計算

興隆水利工程泄水閘水泥砂墊層施工前，要明確水泥砂材料性能指標，做好相關(guān)計算分析工作。原材料包括粉細砂、水和水泥。其中粉細砂在現(xiàn)場采集，但要選擇含泥量低的純凈粉細砂，并剔除結(jié)塊、植物根莖等雜物[1]。該工程要求水泥摻入量控制在4.5%以內(nèi)，夯填度控制在0.87以內(nèi)，使其相對密度達到0.7以上。水泥類型可選擇使用普通硅酸鹽水泥，采取試驗方式確定水泥摻入量。在對砂樣顆粒進行分析時，需掌握粒徑、干密度等采納數(shù)，采用相關(guān)公式計算出水泥砂材料的滲透系數(shù)[2]。該工程采用的兩種水泥砂材料試驗計算結(jié)果見表1。

表1 不同水泥砂材料滲透系數(shù)計算結(jié)果

2.2 水泥砂墊層碾壓試驗

水泥砂墊層碾壓試驗是前期施工準備重要環(huán)節(jié)。興隆水利工程水閘水泥砂墊層碾壓試驗過程中，要對開采區(qū)含水量情況進行檢測：將覆蓋層剝離1 m，進行粉細砂含水量檢測，得到具體的含水率參數(shù)。純凈的粉細砂含水率一般在6.4%左右，根據(jù)設(shè)計要求，控制水的加入量，使其達到最優(yōu)含水率指標。上述工程經(jīng)過試驗確定最優(yōu)含水量12%，水泥砂最大干密度1.6 g/cm3,水泥摻入量為6%。在后續(xù)的水泥拌制過程中，控制好水的加入量，從而達到水泥砂墊層滲透率要求。碾壓試驗過程中，按照試驗得出的含水量指標確定水泥砂墊層的攤鋪厚度及平整度、碾壓次數(shù)、壓實厚度、夯填度等參數(shù)[3]，進行碾壓施工。

2.3 水泥砂拌制及質(zhì)量控制

前期準備工作還需要完成水泥砂拌制及質(zhì)量控制工作。（1）水泥砂配比的控制。在拌合站集中拌制過程中，可采用稱量系統(tǒng)控制粉細砂、水、水泥的施用量。特別是對于水量的控制，要考慮粉細砂的自然含水量；（2）拌合均勻度的控制。粉細砂自身的粒徑較小，其含有的水分與水泥結(jié)合后，如出現(xiàn)明顯的顆粒狀，則說明拌合不均勻，需要調(diào)整拌和順序，完成水泥和水的拌和，之后加入粉細砂，適當延長攪拌的時間，防止出現(xiàn)拌合不均勻現(xiàn)象。

3 水泥砂墊層施工

3.1 基面處理

興隆水利工程水閘施工存在粉細砂含量較大的情況。粉細砂自身的彈性模量較高，且本身為散粒體，可以通過水泥改性的方法，降低其滲透系數(shù)。為保證施工效果，在正式施工前，要將水閘閘基表面的雜物和積水去除[4]。興隆水利工程水閘閘基使用的細粒料、粗粒料，其料徑僅相差0.1 mm，且均在粉細砂粒徑范圍內(nèi)，水閘基坑力學性質(zhì)在黏性土與砂性土之間。如粉細砂處于濕潤狀態(tài)，會表現(xiàn)出黏性土的粘結(jié)性特點。此外，對于基底表面存在坑洼的部分，需要按照設(shè)計標準進行局部回填，并處理受擾動的樁間土。施工過程中，要嚴格按照設(shè)計圖紙的要求進行放樣，控制好水泥砂墊層的填筑高度?？梢愿鶕?jù)施工強度對填筑區(qū)進行劃分，并做好標識工作。按照標識順序進行施工，完工基面經(jīng)過驗收合格后進入下一道工序施工。此外，基面處理還要與水泥砂運輸做好時間方面的配合，運輸前檢查車廂是否干凈，保證作業(yè)的連貫性，避免水泥砂含水量出現(xiàn)較大變化。

3.2 水泥砂墊層攤鋪

水泥砂墊層的攤鋪施工需要采取機械與人工配合的方式進行施工。興隆水利工程水閘水泥砂墊層施工采用長臂反鏟進行垂直送料，配合人工進行攤鋪。攤鋪前，基底表面應(yīng)保持濕潤狀態(tài)，但不能出現(xiàn)明顯積水，主要是為了彌補水泥砂的含水量損失。根據(jù)前期的試驗結(jié)果，達到指定的攤鋪厚度，并保證攤鋪的均勻性和平整性[5]。一般情況下，鋪料的寬度應(yīng)大于2 m。完成施工后，對照前期試驗結(jié)果，檢查鋪料厚度、均勻度等參數(shù)是否符合要求，否則，需要進行及時補救。

3.3 水泥砂墊層振搗

水泥砂墊層的振搗施工可采用ZW-10型附著式振搗器進行施工，在鋪料層的表面實施振搗。振搗施工前先進行平料，確保鋪料的平整性和均勻性。整個振搗施工過程要按照特定方向進行，并達到規(guī)定的振搗次數(shù)。振搗施工中，碾跡重疊的寬度應(yīng)大于等于0.3 m，對于接頭部分和邊角部位，需要進行加強振搗，并防止出現(xiàn)漏振、欠振的情況。由于水泥砂墊層在每個閘室分段接頭部分要做成斜坡狀，各層之間需要錯開0.5 m～1 m的長度，同樣進行加強振搗。完成一個施工段的施工后，要先對預(yù)留接頭部分進行清理和修整，合格后進行下一個施工段的施工，確保前后填段連接緊密。

3.4 水泥砂墊層養(yǎng)護

水泥砂墊層的鋪筑施工完成后要及時開展養(yǎng)護作業(yè)。完成施工的區(qū)域禁止車輛、施工人員通行，需要制定專門人員在施工現(xiàn)場進行看護。為滿足施工質(zhì)量檢查的要求，養(yǎng)護階段需要進行取樣試驗，并對未達到施工要求的部分進行返修。此外，應(yīng)盡快安排上部結(jié)構(gòu)施工，以減少水泥砂的暴露時間，避免水泥砂墊層受到破壞。

4 結(jié)語

水泥砂墊層施工技術(shù)是改善水利工程水閘基礎(chǔ)施工質(zhì)量的有效技術(shù)方法，實際工程應(yīng)用過程中，應(yīng)通過工況分析，明確水泥砂墊層的施工特點，做好各個階段的施工準備及施工質(zhì)量控制工作，最大化的發(fā)揮水泥砂墊層施工技術(shù)的優(yōu)勢，以改善水閘的基礎(chǔ)力學性能，使其達到工程施工要求。