(單縣水務(wù)局，山東 單縣 274300)

1 工程概況

單縣月亮灣水庫(kù)位于山東省單縣浮崗鎮(zhèn)堤頭村，為小(1)型平原水庫(kù)，設(shè)計(jì)庫(kù)容716萬(wàn)m3，主要任務(wù)是引蓄黃河水為浮崗、黃崗、曹莊、高老家等6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的居民提供生活用水,日供水量5萬(wàn)t。主要建設(shè)內(nèi)容包括防滲工程、圍壩工程、出庫(kù)泵站、入庫(kù)泵站、入庫(kù)閘、焦莊溝飲水閘、管理區(qū)等。水庫(kù)壩長(zhǎng)7882m，其中與浮崗水庫(kù)共用圍壩長(zhǎng)772m；水庫(kù)設(shè)計(jì)水深6.65m，其中地面以下2.85m，地面以上3.8m；最大壩高7.1m，平均壩高4.6m。在建設(shè)期間綜合考慮防滲效果、工期要求和施工環(huán)境等方面的要求，組織專(zhuān)家對(duì)該項(xiàng)工藝進(jìn)行了論證，引進(jìn)了水泥土銑削攪拌成墻工藝用于截滲墻工程施工。2016年1月水庫(kù)工程投入運(yùn)行，截至2019年5月，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示沒(méi)有滲漏現(xiàn)象發(fā)生。實(shí)踐證明應(yīng)用該工藝具有防滲效果好、施工速度快、施工環(huán)境影響小等特點(diǎn)，值得在北方平原地區(qū)水庫(kù)建設(shè)中推廣。

2 水泥土銑削攪拌墻施工工藝及技術(shù)

2.1 水泥土銑削攪拌墻施工工藝

該施工工藝結(jié)合了液壓雙輪銑槽機(jī)和傳統(tǒng)深層攪拌工藝的優(yōu)點(diǎn)，掘進(jìn)時(shí)兩個(gè)齒狀銑輪以相對(duì)方向旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)導(dǎo)桿自重和施加壓力進(jìn)行掘進(jìn)切削土層。掘進(jìn)過(guò)程中機(jī)載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)各種傳感器獲取并控制、調(diào)整掘進(jìn)的垂直度。供氣、注漿系統(tǒng)同時(shí)向槽內(nèi)分別注入高壓空氣、水和水泥漿(掘進(jìn)時(shí)注入80%水泥漿量，提升注入20%水泥漿量)；到達(dá)設(shè)計(jì)土層后慢慢提起銑輪，銑輪再以相反的方向旋轉(zhuǎn)進(jìn)行銑削，供氣、注漿系統(tǒng)向槽內(nèi)注入水泥漿和空氣。通過(guò)掘進(jìn)和提升兩個(gè)過(guò)程，銑槽內(nèi)的基土與水泥漿被充分?jǐn)嚢杈鶆?見(jiàn)圖1～圖3)，單幅墻體施工完成后機(jī)載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)生成并打印出包含掘進(jìn)深度、垂直度、噴漿量等參數(shù)信息的施工報(bào)告單。

圖1 銑削機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.2 施工機(jī)械設(shè)備

水泥土銑削攪拌墻施工系統(tǒng)主要施工機(jī)械配備組成見(jiàn)表1。

圖2 掘進(jìn)攪拌

圖3 提升攪拌

2.3 施工流程

2.3.1 施工流程圖

施工流程見(jiàn)圖4。

圖4 施工流程

表1 主要施工機(jī)械配備組成

2.3.2 施工準(zhǔn)備

a.清理場(chǎng)地。平整、壓實(shí)施工場(chǎng)地并清除地表、地下雜物、亂石等。

b.測(cè)量放線。按設(shè)計(jì)圖紙測(cè)放出截滲墻施工中心線，合理布設(shè)高程控制點(diǎn)和輔助樁。

c.安裝調(diào)試。主機(jī)就位，檢查供水、制漿、壓漿、充氣等設(shè)備和各種管路是否完好，并進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。

d.開(kāi)溝鋪板。開(kāi)挖沿墻體方向深0.8m、寬0.8m的泥漿儲(chǔ)留溝，用于存儲(chǔ)掘進(jìn)過(guò)程中的溢出水泥漿，防止水泥漿流出污染施工場(chǎng)地，沿儲(chǔ)留溝兩側(cè)鋪設(shè)15mm厚的鋼板，作為機(jī)體前進(jìn)時(shí)作業(yè)道路，減小機(jī)體行進(jìn)時(shí)對(duì)儲(chǔ)留溝的破壞并防止機(jī)體滑入儲(chǔ)留溝內(nèi)造成事故。

2.3.3 測(cè)量放線

施工前計(jì)算出圍壩截滲墻的中心坐標(biāo)數(shù)據(jù)，利用測(cè)量?jī)x器測(cè)放出截滲墻中心線和儲(chǔ)留溝開(kāi)挖邊線，并用白灰標(biāo)出邊線輪廓。

2.3.4 泥漿儲(chǔ)留溝

采用挖掘機(jī)沿截滲墻軸線開(kāi)挖寬1.5m，深0.8m的泥漿儲(chǔ)留溝，一般開(kāi)挖6～10m長(zhǎng)即能滿足施工要求，并隨著工作面的延伸再進(jìn)行開(kāi)挖。

2.3.5 布設(shè)定位線及樁機(jī)就位

順儲(chǔ)留溝軸線兩側(cè)布設(shè)定位線，指揮員指揮樁機(jī)按照定位線移動(dòng)就位，就位誤差控制在±5cm以內(nèi)。就位后認(rèn)真檢查操作臺(tái)顯示器顯示的導(dǎo)桿垂直度，供水、供氣、供漿等各系統(tǒng)參數(shù)，確保各系統(tǒng)參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求，對(duì)出現(xiàn)的異常參數(shù)要查明原因，解決完成后進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.3.6 水泥漿液配制

開(kāi)工前按不同土層、不同水泥摻入量進(jìn)行了試樁試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果(見(jiàn)表2)選擇了經(jīng)濟(jì)性較好的配比，選用P·O42.5普通硅酸鹽水泥，按照摻入比20%、水灰比1∶1.5配制水泥漿液。在配制過(guò)程中應(yīng)按規(guī)定檢查水泥漿液比重、漿液配合比是否符合要求，檢查合格后再將配制好的水泥漿液輸送至儲(chǔ)漿罐，為液壓銑削攪拌設(shè)備連續(xù)供漿。壓漿泵要每班檢查2次流量、壓力情況，確保符合施工要求。

表2 各土層水泥摻入量與截滲墻強(qiáng)度和抗?jié)B性的關(guān)系

2.3.7 銑削噴漿、攪拌成樁

掘進(jìn)下沉?xí)r銑削頭下降到與銑槽底部基面接觸，按要求開(kāi)始噴漿、供氣、供水，銑輪的旋轉(zhuǎn)速度控制在25～35r/min之間，下沉速度控制在0.5～1.0m/min之間，達(dá)到設(shè)計(jì)高程后，延續(xù)10s時(shí)間對(duì)墻底深度2～3m以上范圍進(jìn)行一個(gè)提升、掘進(jìn)下沉循環(huán)，然后進(jìn)行提升(見(jiàn)圖5)。銑輪速度控制在25～35r/min之間，銑削頭提升速度控制在1.0～1.5m/min之間，以免由于真空負(fù)壓、孔壁坍陷形成空隙造成墻體滲漏。掘進(jìn)下沉和提升過(guò)程中均應(yīng)噴入高壓空氣和水泥漿液，并嚴(yán)格按要求控制掘進(jìn)和提升速度。

圖5 攪拌時(shí)間—鉆進(jìn)提升關(guān)系

2.3.8 施工記錄

施工過(guò)程中，由工長(zhǎng)負(fù)責(zé)填寫(xiě)施工記錄，施工記錄表中應(yīng)記錄樁號(hào)、樁長(zhǎng)、土層、掘進(jìn)下沉(提升)攪拌時(shí)間及深度、水泥用量、水泥摻入比、水灰比等內(nèi)容，并報(bào)監(jiān)理工程師審核。

3 施工質(zhì)量保證措施

3.1 成樁過(guò)程的質(zhì)量控制

做好施工作業(yè)人員技術(shù)交底和崗前培訓(xùn)工作，特殊工種均需持證上崗。原材料進(jìn)場(chǎng)時(shí),同時(shí)提交材料合格證,水泥要做安定性試驗(yàn)，并按規(guī)定送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行施工，確保使用設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的水泥，進(jìn)場(chǎng)水泥及時(shí)送檢，合格后方可使用。每班開(kāi)工前，工程技術(shù)人員對(duì)作業(yè)人員下達(dá)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，進(jìn)行技術(shù)交底。施工時(shí)質(zhì)檢員隨時(shí)檢查各項(xiàng)內(nèi)容，并做好隱蔽記錄。對(duì)施工機(jī)械按時(shí)進(jìn)行保養(yǎng)，使施工機(jī)械設(shè)備的性能始終處于正常工況狀態(tài)，對(duì)壓漿泵進(jìn)行壓漿量檢測(cè)，設(shè)置備用壓漿設(shè)備一套，確保截滲墻施工時(shí)噴漿的均勻性和連續(xù)性。施工過(guò)程出現(xiàn)管路破損或堵塞、機(jī)械故障、停電等意外情況，維修完成復(fù)工時(shí)，若水泥漿出現(xiàn)初凝，需將管道中的水泥漿液及時(shí)清除干凈，并在施工中斷處進(jìn)行套打，確保墻體連續(xù)性。

3.2 確保樁身強(qiáng)度和均勻性質(zhì)量要求

嚴(yán)格控制水泥用量、用水量，施工人員隨時(shí)使用比重儀檢測(cè)水泥漿的比重。嚴(yán)格控制銑削下沉和提升速度，保證攪拌時(shí)間和噴漿量，使原狀土被充分破碎與水泥漿充分拌和。水泥漿液不能發(fā)生離析，水泥漿液原料嚴(yán)格按配合比稱(chēng)量后進(jìn)行配制，放漿前必須攪拌30s后再倒入儲(chǔ)漿桶。

4 施工質(zhì)量檢測(cè)

采用WDW-100電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)典型斷面墻體試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，其主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

采用SDSS-SB-HNT-28自動(dòng)調(diào)壓式混凝土抗?jié)B儀對(duì)試件進(jìn)行相對(duì)滲透性檢測(cè)，其主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

水泥土銑削攪拌墻開(kāi)挖外觀檢查及抗壓、抗?jié)B性實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：該施工工藝成墻效果好，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。

表3 典型斷面墻體試件抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果

表4 相對(duì)滲透性檢測(cè)結(jié)果

5 結(jié) 語(yǔ)

該工藝已成功在單縣月亮灣水庫(kù)大壩防滲墻施工中進(jìn)行了應(yīng)用，截至2019年3月圍壩截滲墻各項(xiàng)參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)要求，取得了良好的防滲效果，顯示了成墻質(zhì)量均勻、搭接少、低噪聲、低震動(dòng)、施工速度快穩(wěn)定性高、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活操作方便、對(duì)施工環(huán)境影響和要求低等優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)是一項(xiàng)值得推廣的水庫(kù)大壩防滲墻施工工藝。