水泥土防滲墻在雙乳山水庫(kù)的應(yīng)用及控制

吳晉生

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概況

雙乳山水庫(kù)位于忻府區(qū)南云中河干流的雙乳山腳下，是一座灌溉、防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫(kù)。水庫(kù)控制流域面積330km2，1959年興建，1962年竣工，總庫(kù)容1285萬(wàn)m3，最大壩高11.0m。

2 水庫(kù)存在問(wèn)題

雙乳山水庫(kù)主要發(fā)揮著防洪減災(zāi)、農(nóng)業(yè)灌溉和為當(dāng)?shù)厝罕娞峁╋嬎淖饔?。由于該水?kù)是20世紀(jì)六七十年代機(jī)械化水平極低的時(shí)期由民工投勞建成的，工程質(zhì)量問(wèn)題較多，加之水庫(kù)運(yùn)行多年，出現(xiàn)了諸多問(wèn)題：一是防洪標(biāo)準(zhǔn)低，達(dá)不到規(guī)范要求；二是設(shè)備老化嚴(yán)重，不具備運(yùn)行要求；三是壩體防滲效果差，滲漏嚴(yán)重，存在較大的安全隱患。

選擇經(jīng)濟(jì)合理的除險(xiǎn)加固方案對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)至關(guān)重要。目前常見(jiàn)的處理壩基防滲方法主要有高噴灌漿法、水泥土防滲墻法及土工膜防滲法。

根據(jù)水庫(kù)現(xiàn)狀，結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)雙乳山水庫(kù)采用深層攪拌水泥土防滲墻進(jìn)行堤防防滲。該方法具有效率高、成本低、無(wú)振動(dòng)、污染少的特點(diǎn)，是堤防防滲墻施工的有效方法之一。

3 防滲墻設(shè)計(jì)

3.1 工程地質(zhì)條件

雙乳山水庫(kù)副壩基地層淺部為第四系全新統(tǒng)沖積巖（Q4a+pl），其深部埋有第四系上更新統(tǒng)沖洪積巖層（Q3a+pl）和中更新統(tǒng)沖洪積層（Q2a+pl）。其中上更新統(tǒng)和中更新統(tǒng)地層埋藏較深，與工程關(guān)系不大。副壩壩基地層巖性大致可以分為兩段，全長(zhǎng)1400m，地基上部為粗砂、中粗砂，含土及礫石，礫石最大粒徑3.5cm，層厚2.7m；向下為亞砂土，黃紅色，軟塑，層厚2.7m；底部為淤泥質(zhì)黏土，褐色，為相對(duì)隔水層，厚度3.0m。地下水標(biāo)高827.50m，埋深4.4m，粗砂、中粗砂層滲透系數(shù)3.99m/d。

3.2 防滲墻設(shè)計(jì)要求

根據(jù)工程地質(zhì)條件，采用多頭深層攪拌防滲墻技術(shù)進(jìn)行處理，可完全封閉透水層的滲透通道，從根本上解決透水變形問(wèn)題。從地質(zhì)報(bào)告可以看出，壩基下埋藏有一層透水層，即粗砂、中粗砂層，為達(dá)到理想的防滲效果，防滲墻必須穿過(guò)該透水層到達(dá)黏土層。滲透系數(shù)不大于5Lu，墻體厚度30cm。

4 施工方法

4.1 施工準(zhǔn)備

一是做好場(chǎng)地的|“三通”（路通、水通、電通）“一平”（清除施工現(xiàn)場(chǎng)的障礙物）。二是按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行放線，準(zhǔn)確定出攪拌樁的位置。三是做好供水供電線路、機(jī)械設(shè)備施工線路、機(jī)械設(shè)備放置位置、運(yùn)輸通道等準(zhǔn)備工作。

4.2 鉆機(jī)就位

單軸深層攪拌樁機(jī)就位、對(duì)中，保證樁機(jī)安裝水平、穩(wěn)固，機(jī)底全部墊平、墊實(shí)，在樁機(jī)上測(cè)出標(biāo)高控制線，并用白漆在機(jī)架上劃出深度標(biāo)志，機(jī)架正、側(cè)面和攪拌管全部垂直，攪拌頭對(duì)準(zhǔn)樁位，同時(shí)用線錘測(cè)設(shè)樁架垂直度，經(jīng)檢查符合要求后開(kāi)鉆。

4.3 攪拌制漿及提升

沿導(dǎo)向架邊旋轉(zhuǎn)、邊切土、下沉直至加固深度。漿液材料采用普通硅酸鹽水泥42.5。拌制漿液按照試樁確定的配合比拌制。攪拌機(jī)預(yù)攪下沉的同時(shí)，后臺(tái)拌制固化漿液，拌好后倒入集料池中。

下沉過(guò)程中邊切土、邊攪拌，攪拌至設(shè)計(jì)深度后，以均勻速度邊提升、邊攪拌、邊噴漿，使水泥漿與土體充分拌和。為保證水泥攪拌樁樁端及樁身質(zhì)量，提鉆時(shí)在樁底部停留30s。

為使土層與水泥漿攪拌均勻，用上述同樣方法進(jìn)行二次攪拌下沉、提升噴漿，將深層攪拌機(jī)重復(fù)攪拌下沉、提升噴漿。

5 質(zhì)量控制措施

5.1 樁體垂直度控制

施工前將場(chǎng)地及樁機(jī)調(diào)試整平。施工過(guò)程中使用吊線錘對(duì)鉆桿的垂直度進(jìn)行控制，同時(shí)檢查樁機(jī)操作臺(tái)上的水平測(cè)控裝置，確保樁機(jī)機(jī)身處于垂直狀態(tài)。

另外，調(diào)平通過(guò)樁機(jī)支腿的油缸。檢查樁機(jī)支腿是否存在下陷或油缸泄壓現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

5.2 輸漿量控制

施工過(guò)程中要保證輸漿均勻，根據(jù)地層吃漿變化調(diào)整輸漿量，總輸漿量均不少于設(shè)計(jì)要求，輸漿壓力控制在0.3～0.4MPa。

5.3 樁位精度控制

主機(jī)調(diào)平后，在施工過(guò)程中往往會(huì)由于樁機(jī)振動(dòng)而導(dǎo)致機(jī)身傾斜，造成樁位的偏差。本方案采用雙套引線錘進(jìn)行樁位的控制，可保證樁位的垂直度得到精確控制。

6 防滲墻質(zhì)量檢查

根據(jù)《水利水電工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在墻體成型14d后，通過(guò)圍井實(shí)驗(yàn)對(duì)成型墻體進(jìn)行滲透檢驗(yàn)。當(dāng)滲透系數(shù)不大于5Lu時(shí)，可達(dá)到該墻體的防滲設(shè)計(jì)要求。

防滲墻墻體成型后對(duì)墻體進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖深度1.5m，檢查樁與樁之間搭接是否良好，攪拌是否均勻，有無(wú)裂縫缺損等情況。共檢查墻體5處，墻體厚度均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

通過(guò)采用水泥防滲墻對(duì)水庫(kù)堤防進(jìn)行防滲施工后，在經(jīng)濟(jì)合理的條件下可有效控制水庫(kù)大壩滲漏問(wèn)題，消除了水庫(kù)安全隱患，為水庫(kù)安全高效運(yùn)行提供了保障。