荊南長江干堤防滲墻施工

荊南長江干堤防滲墻施工荊南干堤位于湖北省長江中下游荊江河段南岸，上起松滋市查家月堤，下至石首市五馬口，全長189.32km,為Ⅱ級堤防工程。是湖北省松滋市、荊州市荊洲區(qū)、公安縣、石首市和湖南省華容縣等部分地區(qū)的重要防洪工程，保護(hù)面積2546km2,堤身填土主要為粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)粘土及砂壤土組成，局部夾粉細(xì)砂、植物腐根及瓦碎片。堤基主要為第四系全新統(tǒng)沖湖基層(a1-1Q4)組成。荊南長江干堤水陸交通十分發(fā)達(dá)。干堤外的長江為較好的水路交通，上溯重慶、宜昌，下通湖南岳陽、武漢、黃石，干堤沿線均有可利用的碼頭。207國道與干堤的距離一般在1km左右，有便道相通，可行駛5t載重車。按照設(shè)計要求，在沿防滲墻軸線每間距50m布設(shè)一個先導(dǎo)孔。先導(dǎo)孔施工采用巖芯鉆鉆機。為保證芯樣的連續(xù)和完整，取芯時必須用套筒取樣法。造孔取出的芯樣放置在巖芯箱中，并進(jìn)行照相和地質(zhì)編錄。經(jīng)核對無誤后，留取分界線（不透水層）以上50cm至孔底的芯樣，其余可以棄掉。為了處理先導(dǎo)孔施工中無法避免的孔斜等因素造成的工程隱患，對先導(dǎo)孔必須進(jìn)行封孔處理。并針對不同的情況制定了相應(yīng)的處理方法：(1)不在防滲墻軸線上的先導(dǎo)孔回填材料及數(shù)量見表1)。回填使用粘土的采用沖擊法回填?；靥钋皯?yīng)清孔至孔底（遇到塌孔的情況下，可用套管護(hù)壁），按表1中的數(shù)量投入泥球后用擊實法分層進(jìn)行沖擊，使其壓實為0.3m?；靥钪?，當(dāng)發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)又變成泥漿而影響封孔進(jìn)度和質(zhì)量時，需重新進(jìn)行清孔、再封?？住７饪浊?，清孔至孔底，將膠管下入孔底，待孔口返漿時，邊抽管邊送漿；封孔后即進(jìn)行深攪樁的施工。如先導(dǎo)孔的深度深于防滲墻，必須把深攪樁加深到先導(dǎo)孔的孔深。根據(jù)先導(dǎo)孔的地質(zhì)情況首先確定砂層、相對不透水層的高程，然后根據(jù)相對不透水層土體的性質(zhì)確定墻體深度（在粘土中深入1.5m,在粉砂質(zhì)壤土中深入如果相鄰兩個先導(dǎo)孔的相對不透水層高程突變較大，則應(yīng)在兩孔之間加密1~2孔，以便更準(zhǔn)確地確定最終墻深。全過程由現(xiàn)場監(jiān)理工程師監(jiān)督執(zhí)行，以施工記錄資料為依據(jù)驗收。深層攪拌水泥土防滲墻采用單軸、多軸深攪樁機施工。其原理是用深攪樁機鉆孔至預(yù)定深度，向孔中注入水泥漿液，用螺旋型鉆頭進(jìn)行攪拌，盡量使土體和水泥漿強制拌合均勻而凝結(jié)，形成水泥土柱，互相搭接成墻，起到防滲作用。荊南長江干堤施工中主要采用的設(shè)備為PH/5F雙動力三軸深層攪拌樁機，樁機主要由液壓步履底架、井架和導(dǎo)向架、鉆機轉(zhuǎn)動系統(tǒng)、鉆具、液壓系統(tǒng)、噴漿系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及計算機監(jiān)控系統(tǒng)等部分組成。主要技術(shù)參數(shù)如下：攪拌葉片外徑：220~600mm成墻厚度：190~403mm最大扭距：43×2kN·m橫向單步行程：0.5m主電機功率：45×2kW油泵電機功率：5kW空壓電機功率；2×3kW生產(chǎn)率：15~25m2/臺時根據(jù)規(guī)范規(guī)定進(jìn)場水泥每200t抽檢一次，檢驗結(jié)果合格后方可使用；每400t由監(jiān)理中心送檢一次。水泥漿液比重確定為1.5,要求防滲墻的水泥摻入量為15%。根據(jù)水泥漿液比重，以及樁機的提升速度（為了防滲墻攪拌均勻，提升速度不超過1m/min),計算出每分鐘注入量。水泥漿液存放有效時間應(yīng)符合下列規(guī)定：(3)當(dāng)漿液存放時間超過有效時間時，應(yīng)按廢漿處理。(4)漿液存放時應(yīng)控制漿體溫度在5~40℃范圍內(nèi)。如超出上述規(guī)定應(yīng)廢棄。根據(jù)先導(dǎo)孔孔位平順連接確定出防滲墻軸線，并進(jìn)行現(xiàn)場放樣。根據(jù)先導(dǎo)孔的終孔鑒定結(jié)果確定出防滲墻墻體的深度。根據(jù)地質(zhì)條件以及有關(guān)施工技術(shù)要求，在監(jiān)理的指示下對攪拌、噴漿的有關(guān)參數(shù)、材料、設(shè)備性能及施工工藝措施作驗證性試驗。2.3施工過程的質(zhì)量控制施工主要采用的機械為雙動力三頭深層攪拌樁機及單頭深層攪拌樁機。用ZJ403型灰漿泵供漿。施工工藝及施工步驟如下：配制水泥漿→樁機就位→對中、調(diào)平→噴漿攪拌下沉→噴漿攪拌提升→復(fù)攪→清洗管路→（下一循環(huán)）。(1)攪拌樁機按防滲墻軸線定位，依據(jù)樁機上的連通管調(diào)平機座，偏斜率應(yīng)小于5‰。樁位對中偏差不大于50mm。(2)安裝水泥漿液制備系統(tǒng)，水泥漿液嚴(yán)格過濾，在灰漿攪拌機和集料斗前各設(shè)一過濾網(wǎng)。(3)管線連接：用壓力膠管連接灰漿泵出口與深層攪拌機的送漿管進(jìn)口。(4)試運轉(zhuǎn)。調(diào)整攪拌速度，不得超過設(shè)計規(guī)定值的10%;調(diào)整提升速度，一般控制在1m/min左右；送漿管路和供水管路通暢；各種儀表應(yīng)能正確顯示，檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。(5)噴漿攪拌下沉。先啟動漿泵至鉆頭出漿，再啟動主機，使其正向轉(zhuǎn)動，并選鉆頭向下推進(jìn)擋，直至設(shè)計深度。(6)噴漿攪拌提升。當(dāng)鉆進(jìn)至設(shè)計深度時，停鉆灌注水泥漿30s,直至孔口返漿，反向旋轉(zhuǎn)提升鉆桿，繼續(xù)注漿，保持孔口微微返漿。當(dāng)攪拌頭提至設(shè)計樁頂時，停止提升，攪拌、噴漿數(shù)秒，以保證樁頭均勻密實。(7)復(fù)攪。攪拌、噴漿數(shù)秒后攪拌頭正向轉(zhuǎn)動向下推進(jìn)至設(shè)計深度，再反向轉(zhuǎn)動提至樁頂。此時灌注水泥漿量適當(dāng)控制（以不堵塞管路為準(zhǔn)）。(8)清洗管路。向集料斗中注入清水，開啟灰漿泵清洗管路中殘留的水泥漿，直到攪拌頭出漿孔噴出清水，并用人工清除粘附在攪拌頭上的軟土。然后，移機進(jìn)行下一個樁的施工，見圖1。圖1水泥土防滲墻孔位、樁距布置示意圖（多頭二次成墻）單頭機與多頭機施工步驟一樣，樁機成墻時，單頭機比多頭機多一個循環(huán)，而且不圖2水泥土防滲墻孔位、樁距布置示意圖（單頭機）樁頭處理時結(jié)合樁頂檢查一并進(jìn)行，在回填前查明有無漏樁，搭接厚度是否滿足設(shè)計要求等情況，如有應(yīng)進(jìn)行補樁處理。防滲墻樁頭頂部應(yīng)于挖除并回填。有條件的采用粘土或粉質(zhì)粘土回填，也可以用原堤身開挖土回填，但應(yīng)除掉碎石和雜物?；靥蠲軐嵍?質(zhì)量檢查墻體施工28d后，通過鉆檢查孔取芯、開挖坑槽檢驗水泥土的物理力學(xué)性質(zhì)，并進(jìn)行墻體的完整性評價。檢查孔沿軸線每100m布設(shè)1個孔；開挖坑槽沿軸線每1000m布設(shè)1個坑槽。使用回轉(zhuǎn)式巖芯鉆機鉆孔，孔位偏差不大于±1cm,全孔巖芯采取率不小于95%,巖芯編號裝箱。每個鉆孔取3組試樣，試樣位置在墻體均勻布置，試樣項目為60%的樣品做抗壓強度、彈模實驗，40%的樣品做滲透系數(shù)、允許比降試驗。取樣采用貫入式活塞取土器，如貫入困難時，采用雙管單動回轉(zhuǎn)取土器。最后用水泥漿液封孔。3.2特殊情況的處理機械設(shè)備出現(xiàn)故障停機超過24h,搭接按圖3所示施工。（1）地下遇見孤石（淺層的可挖出）或掉鉆頭等，可按圖4所示施工。（2）避開電桿、民房，轉(zhuǎn)彎搭接等，按圖4所示施工。（3）檢查中發(fā)現(xiàn)搭接厚度不足時，按圖5所示補充處理。圖3水泥土防滲墻塔接示意圖（停機超過24h)圖4水泥土防滲墻塔接示意圖(3cm以下有孤石等障礙物）圖5水泥土防滲墻塔接示意圖（塔接厚度不夠）圖6水泥土防滲墻塔接示意圖（漏樁）（4）檢查中發(fā)現(xiàn)漏樁時，按圖6所示施工補樁處理。（5）施工中設(shè)備需要檢修時，先預(yù)留榫頭（注水空鉆），檢修完后繼續(xù)沿榫頭施工4深層攪拌法防滲墻的適用范圍與技術(shù)特點荊南長江干堤防滲工程中成功的運用深攪法施工防滲墻表明，深攪法在軟土基礎(chǔ)加固和防滲處理中具有較強的適用性，處理后其承載能力和防滲性能可以滿足常規(guī)要求。在當(dāng)前的施工條件下，考慮經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量的保證，其適用范圍應(yīng)為松散砂土，粉砂土、粉質(zhì)粘土及含少量礫石的土層，甚至有土體架空或洞穴也可施工。但在砂礫石層、有機質(zhì)含量較高的淤泥土及含水量較少粘土層中慎用。4.2深層攪拌法防滲墻的技術(shù)特點(1)施工工效高：施工工效平均可達(dá)13.2m2燉臺時，是各種防滲技術(shù)造墻較快的一種方法。(3)施工工藝簡單：不需開槽，無塌孔、護(hù)壁、回填、夯實等問題，更重要的是不破壞堤壩。(4)成墻效果好：墻體厚度均勻連續(xù)，接頭少，墻體厚度滿足防滲要求（樁機機頭直徑為400~500mm),墻體深度可達(dá)22m。(5)無污染、噪音低等，在城鎮(zhèn)居民較集中的工業(yè)與民用建筑地基加固工程中采用此方法可取得很好的