方宗文

（沛縣水利交通建筑安裝工程總公,江蘇 沛縣 221300 ）

摘  要：南四湖湖西大堤加固工程2006年度應急工程姚樓河～大沙河段施工是沂沭泗河洪水東調南下工程的重要組成部分，也是沂沭泗管理局重點建設工程。工程施工長度8.6km，采用4臺SJB-15C型三頭小直徑深層攪拌樁機進行施工，進展順利，工程于2008年3月開工，6月20號完成所有截滲墻施工任務；經對已完工程進行現場檢查分析和運行檢查，截滲墻各項技術指標均滿足設計要求，該技術在堤防加固建設中應用是成功的。

關鍵詞：多頭小直徑；截滲墻；堤防除險加固；南四湖湖西大堤。

1工程概況

1.1工程概述

根據相關標準湖西大堤確定為1等工程，湖西大堤堤防和入湖支流距入湖口500m范圍內堤防為1級堤防；防洪標準按防御南四湖1957年洪水（約90年一遇）標準設計，設計擋洪水位上級湖為36.99m，下級湖為36.49m。目前堤外壩基下魚塘遍布，土層復雜多變，原壩身填筑質量差、壩基滲水、石護坡標準不足、破壞嚴重。根據壩身和壩基具體情況經過方案比選采用復堤加寬堤頂及截滲墻加固方案，并對原有石護坡高度不足且破壞嚴重不能滿足防洪要求的段落，安排對石護坡翻修加高。

1.2 工程地質概況

東調南下南四湖湖西大堤加固工程姚樓河~大沙河段施工段工程區為黃淮沖洪積平原區，瀕湖岸常為沖積湖積平原，南四湖以西地貌類型為黃河沖洪積平原區。該段大堤頂寬3m～4m，堤高6.2m～7.8m，堤形較完整。堤內魚塘密布，魚塘深一般2.0m～2.5m，汛期魚塘水位隨湖水位上漲而上升，水力聯系密切。堤防填筑時多為就近取土，其土性和附近地表層土性相似，土質為粘土、粉質粘土為主，夾有輕粉質壤土和粉土，灰黃～棕黃色，稍濕，可塑。夾有白色小田螺空殼。根據潮濕狀態大致可分為上、下兩部分，上部自堤頂至高程34.5m附近，厚約4m，土為干到稍濕，呈硬到可塑狀態，密實性差，土塊間有空隙；下部約自高程34.5m至層底（高程為32.2m～34.04m），土中含水量較上部增大，呈硬塑至可塑狀態。

1.3主要設計指標

1）截滲墻厚度：不小于0.20m；

2）無側限抗壓強度：≥0.3Mpa

3）滲透系數：小于1×10-6cm/s；

4）允許滲透破壞比降：滲透破壞比≥200。

5）垂直度：≯0.5％     

6）水泥摻入比12%（重量比）

2技術原理及施工工藝

2.1成墻原理

深層攪拌技術是利用深層攪拌機械在松軟的地層中，邊鉆進邊噴射水泥漿，通過鉆頭旋轉攪拌，使噴入土層中的水泥漿與土體拌合，形成抗壓強度比土體強度高，并具有整體性和抗水性的樁柱體，將這些樁柱體相割搭接排成一列，形成連續墻體，用以提高地基防滲或承載能力，達到防滲加固堤防目的。

2.2施工工藝

施工工藝流程圖

⑴、制漿站按照確定的水灰比配制拌合水泥漿，水泥漿應隨配隨用：

⑵、用泵把配制好的水泥漿輸送到儲漿罐；

⑶、同時樁機就位并調平；

⑷、從設計樁頂標高處攪拌下沉，同時開啟輸漿泵送漿至設計樁底標高，然后攪拌提升，同時輸漿至設計樁項標高處，此過程以地面微微泛漿為準；

⑸、關閉輸漿泵，完成一組樁的施工；

⑹、油壓調距向前移動150mm，對準樁位，調平，重復1―4過程完成第二序樁和第三序樁的施工；

⑺、向前水平移動1020mm，對準樁位，重復上述l-6步驟，直至施工結束。見施工工藝流程圖：

2.3 施工準備

2.3.1 施工機具準備

施工機具準備4臺套，包括： SJB-15C型深層攪拌樁機4臺；HB6-3灰漿泵4臺；400L灰漿拌制機4臺；400L型灰漿集料斗4輛；電纜、壓力膠管等。

2.3.2 動力及原材料準備

1、施工動力系統自備4臺90kw臺發電機。

2、水泥可從附近水泥廠購買，并按要求堆放于施工倉庫；施工用水可從河內抽取。

3、水泥質量保證措施

（1）運到工地的水泥,應有生產廠的品質試驗報告，工地實驗室必須進行抽樣復驗，必要時進行化學分析；

（2）選用的水泥標號應與設計標號相適應。

（3）水泥的運輸，保管及使用，應符合下列規定：

A、水泥的品種，標號不得混雜；B、運輸過程中應防止水泥受潮；C、水泥倉庫宜設置在干燥地點并應有排水通風措施；D、堆放袋裝水泥時，應設防潮層,距地面、邊墻至少30cm，堆放高度不超過15袋；

2.3.3設備選擇

選用山東泰安水利機械廠開發公司研制的SJB-15C型三頭小直徑深層攪拌樁機施工，該樁機具有施工操作方便，成墻效果好，工效高，適用范圍廣等特點。根據設備參數，平均按樁長8.0m測算完成一單元約需45分鐘，考慮施工時樁機位移頻率、設備維修以及天氣影響等因素，每日有效工作時間按75％計算則一臺機一天可完成250m2水泥土墻。擬配置4臺SJB-15C型深層攪拌樁機同時施工，施工時，先完成段，調設備到未完成堤段，以保證在計劃工期內完成工程施工。

2.3.4 施工工藝參數

工程正式實施前，需做相關的試驗，取得相關的工藝參數報監理工程師審定后方可施工。初步考慮的施工工藝參數：

⑴、水泥摻入比12%（重量比）或按監理工程師指示摻加試配（試配參數附后）

⑵、鉆頭直徑250mm

⑶、樁機調平誤差不大于0.3%

⑷、樁深誤差不大于5cm

2.4多頭小直徑攪拌樁截滲墻施工方法、步驟

2.4.1場地平整

水泥土截滲墻施工場地基本平整，施工前需沿軸線用機械開挖一寬50cm，深50cm的溝槽，以利于深層攪拌機攪拌軸順利通過堤腳地表堅硬土層，保證就位準確。

2.4.2定位

開啟步履行走裝置將攪拌樁機移到標定樁位對中。當地面稍有起伏不平時，調整塔架垂直度，使攪拌軸保持垂直狀態，一般中對中誤差不宜超過1.0cm，攪拌軸垂直度偏差不超過0.3%。

2.4.3漿液配制

通過比重計嚴格控制水灰比，水灰比控制在不小于1.2左右，具體的水灰比由現場攪拌試驗確定，加水應經過流量計核準加水量。

2.4.4施工方法

采用SJB型(三頭)樁機三序成墻的施工方法

該工程施工采用三序成墻施工法，完成一個單元，一個單元成墻度為1.35m。鉆頭直徑為250mm時，成墻厚度為200mm；

下圖為三序成墻施工順序圖

注：l、圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示三次成墻鉆頭的位置。

    2、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ間距是由SJB型深層攪拌機三軸間距離決定，三軸間距為450mm，三次成墻即150mm。

水泥土攪拌樁截滲墻按下列操作程序施工：

a、加水、上灰、拌漿、輸送漿，啟動噴漿泵噴漿。

b、隨即啟動主機，鉆桿開始邊噴漿邊鉆進。

c、當攪拌機下沉到達設計深度后，重復噴漿攪拌提升到設計墻頂標高以上50cm，第一序樁完成。

d、主機上機架第一次縱移至第二序樁位調平，重復上述噴漿上下攪拌作業，第二序樁完成。

e、主機上機架第二次縱移至第三序樁位、調平，重復上述噴漿上下攪拌作業，第三序樁完成，第一單元墻體完成。

f、主機整體沿預定的軸線方向，重復上述操作過程完成第二單元，如連續作業，直至工程完成。

3質量檢查及驗收

推薦采用“可控源音頻大地電磁法”檢測截滲墻的整體性。該方法是一種無損檢測方法，可以對截滲墻進行全部檢測，探測深度大、分辨率較高，探測效果明顯、直觀。

截滲墻局部檢測通過以下手段進行：

1）鉆孔

平均300m壩段長度布置一個檢測孔，鉆孔深度小于截滲墻深度1～2m；鉆孔布置在成墻單元的連接處。

2）取樣試驗

每個檢查孔取1組試樣，共取樣5組，每組做3個試件進行試驗；其中3組做室內滲透系數、破壞比降試驗，2組做室內彈性模量、單軸抗壓強度試驗。

依據設計要求，成墻后28天進行鉆孔取芯，對墻體的抗壓強度、滲透系數、破壞比降等指標進行檢測。結果顯示截滲墻各指標滿足設計要求。

4結語

通過湖西大堤加固工程實施，再次驗證運用多頭小直徑樁機進行堤防垂直防滲施工技術的可行性，其能很好的解決了因堤防堤身、堤基土質差、含粘量低、裂隙等產生滲漏水隱患。可解決采用開槽置換法施工混凝土防滲墻塌孔或無法成墻的施工難題。另外攪拌樁水泥土截滲墻造價比混凝土截滲墻低，施工工期短，勞動強度低，取材方便等。因此建議今后的湖西大堤堤防加固、堤身防滲采用多頭小直徑水泥土攪拌樁防滲墻。

參考文獻：

1、建筑地基基礎工程施工質量驗收規范GB50202-2002

2、水泥土攪拌樁施工工藝標準（J124-2004）

3、尹德文、汪雪英  高壓噴射灌漿技術在東平湖圍壩加固工程中的應用

4、劉文清《2004版最新水利水電樁基工程施工工藝與技術標準實用手冊》

5、《沂沭泗河洪水東調南下續建工程南四湖湖西大堤加固2006年度應急工程初步設計報告》