超深混凝土搅拌桩截渗墙在黄河上的应用

超深混凝土搅拌桩截渗墙在黄河上的应用
李安忠　阮本理

　　由河南省新乡市黄河工程公司中标并承建的濮阳黄河大堤截渗墙工程61＋800～62＋900堤段，成功地运用了超深层水泥土搅拌桩建造地下截渗墙，经过质量验收，取得很好的工程效果。

　　黄河大堤濮阳段有多处老口门、险工，加上多年淤积，河床不断抬高，地上河越来越明显，自里向外渗透力不断加强，大堤背河多处形成坑洼水塘，长年积水。多数口门已被泥沙覆盖，地质情况异常复杂。为了确保黄河大堤安全，消除隐患，水利部黄河水利委员会加大了治理力度，在该处进行隐蔽工程建设。该标段位于濮阳县郎中乡境内，临河一侧地势低洼，背河为村庄。此处属黄河冲积平原，地势较平坦，地质层（0～22ｍ）为黄河泥沙淤积层，自上而下为壤土、黏土、沙土，中部有石块（瓦块）、秸料等杂物。针对这种情况，该工程设计采用单头深层水泥土搅拌桩建造地下连续墙。工程位置在临河堤脚，深度16～22.5ｍ，墙厚 0.2ｍ，截渗墙要求达到渗透系数k＜1×10-6cm/s，抗压强度k90＞0.3MPa。

　　新乡市黄河工程公司中标后立即组织有关技术人员进行研讨咨询有关专家走访当地群众详细分析地质和水文状况及时与业主、设计、监理等部门进行技术协商，制定出具体的工程施工方法，确定二喷四搅为该工程特定的施工工艺，并制定了多项技术控制措施，以保证水泥土墙的连续性、均匀性和密实性。主要施工过程如下：

　　1．放线定位：根据已测放控制点，向施工方向逐孔测放各桩位，每次计划测放若干个孔位，各孔位用竹签定位钉入土中，桩孔间距、孔径等技术指标均严格按要求计算设置，确保墙体搭接满足设计要求。

　　2．设备就位：桩位测放合格后，桩机就位。首先调整钻杆垂直度，采用镶嵌水准泡法、水平管法和吊垂线法进行控制，钻杆偏斜率严格控制在0.5％以内，以保证墙体垂直偏差不超过0.3％。定时检查钻头叶片磨损情况，及时修补，保证桩径。

　　3．预搅下沉及制浆：钻机就位后，首先钻进下沉，速度应保持均匀。当遇到异常地质层时，喷入适量清水或稀水泥浆。当钻至设计桩底标高后停止下沉。按设计要求并根据地质状况配制水泥浆液，满足水泥土截渗墙技术指标要求。

　　4．提升喷浆：预搅下沉至设计桩底后，先在桩底持续喷搅30ｓ，以保证墙体底部质量，然后边提升边喷浆，按0.2～1ｍ/s左右速度提升，同时做好记录。到达设计桩顶时，停止提升喷浆数秒，保证桩头均匀密实。

　　5．下沉喷浆：为保证水泥土墙体强度均匀，采用复喷工艺即下沉喷浆，其速度控制在1ｍ/min左右，直到桩底。下沉过程中如发生断浆，复喷时从断浆面以上0.5ｍ开始，并做好记录。喷浆过程中积料斗中的浆液经常搅动，保证水泥掺入量。

6．复搅提升：下沉喷浆完成后，钻具以1ｍ/min左右提升，提至设计桩顶高程时，在桩顶搅拌数秒后再将钻具提出孔口。

　　在施工过程中，该公司加强了人员、材料、设备、技术等方面的管理。强化劳动力优化配置，实行定员定岗，完善岗位责任制；选取优质材料，定批化验，严格把关，妥善保管；合理使用机械设备，加强维修与保养，提高设备效率；加强科学技术是第一生产力的思想观念，完善质量保证体系，不断进行技术革新，解决超深防渗墙技术难题。由于管理严密、技术措施得力，该标段2001年6月6日开工至2001年8月30日完工，共完成水泥土截渗墙21865ｍ2，经水利部长江水利委员会长江水利科学研究院及水利部黄河水利委员会物探大队进行抽芯检测，抗渗透系数K＜1×10-6cm/s(1×10-7～1×10-9cm/s)，抗压强度k90＞0.3MPa(1.7～12.4MPa)，满足了设计要求。

　　超深层水泥土搅拌桩在黄河濮阳堤防隐蔽工程成功的应用，为整个黄河堤防隐蔽工程建设提供有效施工方法，使堤防隐蔽工程建设具有多重选择性。结合本工程施工情况，对于超深层防渗墙建造提出如下建议：

　　1．由于墙体较深，在钻进过程中，喷浆嘴易阻塞。应及时检查管路畅通。喷浆完毕后及时计算整孔耗灰量，确保水泥掺入比，保证墙体强度（墙体下部尤应重视）。

　　2．钻杆垂直度应严格控制，采用先进的控制办法（如本工程中使用的镶嵌水准泡法、水平管法和吊垂线法）同时进行控制，确保墙体搭接完好，保证墙体连续。

　　3．严格计算桩孔间距，合理选择孔径，实际移位距离应略小于理论孔间距，及时检查钻具磨损情况，保证墙体搭接厚度。

　　4．搅拌、下沉（或提升）喷浆时严格控制速度，以保证桩体水泥掺入均匀密实，截渗效果好。

　　5．加强技术改造，完善施工工艺，增强设备适应性。