防渗墙施工技术浅论

蔡依林

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防渗墙施工技术涉及的方方面面很多，如深层搅拌桩连续造墙施工技术;地下连续薄防渗墙施工技术;防渗墙施工关键性技术;锯槽法成墙工艺与施工技术等，这些技术有其各自的适用条件，可根据工程的实际情况和这些技术的特点，选择适宜的施工技术方能达到预期的效果。
一、深层搅拌桩连续造墙施工技术
深层搅拌水泥土防渗墙采用单轴、多轴深搅桩机施工。其原理是用深搅桩机钻孔至预定深度，向孔中注入水泥浆液，用螺旋型钻头进行搅拌，尽量使土体和水泥浆强制拌合均匀而凝结，形成水泥土柱，互相搭接成墙，起到防渗作用。
1.双动力三头深层搅拌桩机的施工方法
搅拌桩机按防渗墙轴线定位，依据桩机上的连通管调平机座，偏斜率应小于5‰。桩位对中偏差不大于50mm.
安水泥浆液制备系统，水泥浆液严格过滤，在灰浆搅拌机和集料斗前各设一过滤网。管线连接：用压力胶管连接灰浆泵出口与深层搅拌机的送浆管进口。
试运转。调整搅拌速度，不得超过设计规定值的10%;调整提升速度，一般控制在1m/min左右;送浆管路和供水管路通畅;各种仪表应能正确显示，检测数据准确。
喷浆搅拌下沉。先启动浆泵至钻头出浆，再启动主机，使其正向转动，并选钻头向下推进挡，直至设计深度。
喷浆搅拌提升。当钻进至设计深度时，停钻灌注水泥浆30s，直至孔口返浆，反向旋转提升钻杆，继续注浆，保持孔口微微返浆。当搅拌头提至设计桩顶时，停止提升，搅拌、喷浆数秒，以保证桩头均匀密实。
复搅。搅拌、喷浆数秒后搅拌头正向转动向下推进至设计深度，再反向转动提至桩顶。此时灌注水泥浆量适当控制(以不堵塞管路为准)。
清洗管路。向集料斗中注入清水，开启灰浆泵清洗管路中残留的水泥浆，直到搅拌头出浆孔喷出清水，并用人工清除粘附在搅拌头上的软土。然后，移机进行下一个桩的施工。
2.单头深层搅拌桩机施工方法
单头机与多头机施工步骤一样，桩机成墙时，单头机比多头机多一个循环，而且不分序。每次移机44.4cm，最终成墙厚32.5cm.
3.深层搅拌法防渗墙的适用范围
深层搅法在软土基础加固和防渗处理中具有较强的适用性，处理后其承载能力和防渗性能可以满足常规要求。在当前的施工条件下，考虑经济、质量的保证，其适用范围应为松散砂土，粉砂土、粉质粘土及含少量砾石的土层，甚至有土体架空或洞穴也可施工。但在砂砾石层、有机质含量较高的淤泥土及含水量较少粘土层中慎用。
4.深层搅拌法防渗墙的技术特点
施工工效高：施工工效平均可达13.2m/台时，是各种防渗技术造墙较快的一种方法;成墙造价低：成墙造价是高喷的1/5，是混凝土防渗墙的1/3;施工工艺简单：不需开槽，无塌孔、护壁、回填、夯实等问题，更重要的是不破坏堤坝;成墙效果好：墙体厚度均匀连续，接头少，墙体厚度满足防渗要求(桩机机头直径为400～500mm)，墙体深度可达22m;无污染、噪音低等。
二、防渗墙施工关键技术
1.垂直度
组合钻机开槽法、射水法、深层搅拌桩等三者共同的关键技术是垂直度。垂直度是关系到建造的防渗墙是否在同一墙体轴线上。因此，在施工期间的左右偏差、轴线偏差、孔斜率数据应按操作规程与规定，认真观察记录。发现偏斜，立即采取措施纠偏，确保防渗墙体在同一轴线上。否则，易出现断墙或墙体底部衔接不严，施工缝隙过大造成集中渗漏现象。
2.墙体接缝衔接处理
混凝土墙体与混凝土墙体之间相接应上下反复清洗原浇筑的墙体接头处，确保衔接处无夹泥。墙体与墙体平行相接，搭接长度应按1～2m为宜。若相接后发现封闭不严，产生渗漏通道时，可采用钻机钻孔现浇混凝土的办法将渗漏处封闭，达到截渗的目的。
3.塌孔
在施工期间依靠泥浆护壁工艺容易出现扩孔与塌孔现象。扩孔与塌孔造成的主要原因是土层中含有秸料层、粉砂层、空洞、裂缝等。要解决以上问题，可采用的措施主要有：一是严格控制护壁泥浆浓度，必要时造浆可按比例适当添加膨润土。二是加密安置隔离体，增加支撑力。三是缩短墙体浇筑长度，减少水浸时间。
4.深层搅拌桩的钻进与提升
搅拌桩是通过钻进与提升时靠浆泵将水泥浆经过高压输浆系统喷入土体搅拌均匀而形成的防渗墙。它的钻进与提升速度直接与墙体厚度、宽度、强度、抗渗性能有关。因此，在施工作业中，机械手应严格执行操纵规程、工艺流程。原始记录、施工日志要详细记录并加强关键工序的控制与监督工作。
三、地下连续薄防渗墙施工技术
地下连续薄防渗墙施工的几种工法和设备钻孔灌浆成墙。其主要工作原理是钻孔灌浆搅拌成墙。一种设备是多头小直径深层搅拌一次成墙桩机。该设备主要由液压步履行走底盘、专用导架、六头钻杆、连锁器等部分组成。设备结构合理、造墙效率高，最大成墙深度22m.另一种设备是双动力多头深层搅拌桩机。主要由液压步履行走底盘、专用导架、成墙器、三杆六头搅拌钻头等部件组成。双动力驱动，具有钻孔多级调速、钻杆中心距可调、三管分别计量灌浆、垂直精度控制方式先进、对环境影响小等优点，最大成墙深度21m.液压抓斗超薄混凝土防渗墙。该墙厚度一般为25～30cm，选用设备为国外生产的CH-60型和CH-80型液压抓斗，成槽最大深度可达70m以上。由于其厚度只有常规混凝土防渗墙的1/3～1/2，在一般情况下可采用液压抓斗直接挖凿成槽，施工机械化程度和工效大大提高，并可节省大量的混凝土及其他相关材料，工程造价大幅度降低。同时，墙体的垂直度和连续性也能得到更好保证，防渗效果完全能够满足各种设计要求，真正体现了混凝土防渗墙防渗性能好、施工周期短、造价低、见效快等优点。
四、锯槽法成墙工艺与施工技术
该成墙工艺是采用锯槽机的刀杆在先导孔中，以一定的倾角一边作上下往复切割运动，一边沿槽孔轴线根据地层状况按0.8～1.5m/h的速度向前移动开槽，被锯割切削下来的土体可由反循环排渣系统或正循环方式排出槽外，并采用泥浆护壁形成槽孔。当锯槽机成槽长度达6～11m时，使用土工布隔离体将槽孔分为开槽段与砼浇筑段，然后进行清孔、塑性砼浇筑形成宽度为0.2～0.3m的防渗墙体。锯槽机主要由行走底盘、动力及传动系统、刀杆及支架加压系统、排渣系统、起重设施及电气控制系统组成。根据传动方式有机械式与液压式两种锯糟机。锯槽机可以根据不同规格的刀杆更换与组合，使开槽宽度达到0.2～0.5m、深度达到40m.锯槽法成墙工艺与施工设备的优点是连续成槽，工效高，成墙质量好，并且成墙深，适应于粘土、砂土和卵石粒径小于100mm的砂砾石地层。由于该法具有连续成槽的特点，还可以采用自凝灰浆、固化灰浆技术成墙，形成不同强度和不同抗渗性指标的防渗墙。
五、特殊处理技术
1.导墙严重变形或底部坍塌，宜采取以下处理方法：(1)破坏部位应重新修筑导墙或采取其它安全施工措施;(2)改善地级条件和槽内泥浆性能。
2.地层严重漏浆，应迅速填入堵漏材料，必要时可回填槽孔。
3.混凝土浇筑过程中导管堵塞、拔脱或漏浆需重新下设时，必须需采用下列方法：(1)将导管全部拔出、冲洗、并重新下设，抽净导管内泥浆继续浇筑;(2)继续浇筑前必须核对混凝土面高程及导管长度，确认导管的安全插入深度。
4.混凝土浇筑过程中钢筋笼上浮，需采取以下措施：(1)应及时调整导管买入深度并适当降低混凝土面上升速度;(2)对笼体锚固或压重。
5.在混凝土浇筑过程中发生质量事故，可选取以下办法进行处理：(1)凿除已浇入孔内的混凝土，重新浇筑;(2)在需要处理墙段上游侧补贴一段新墙;(3)地层可灌性较好时，宜在需要处理的墙段上游面进行灌浆或高压喷射灌浆处理。
参考文献：
[1]马铭，徐赞云，吴学芹，地下连续墙接头形式及渗漏分析2008年第30期
[2]王卫东，邸国恩，黄绍铭，地下连续墙预制接头技术的研究与应用;地下空间与工程学报;2007年第03期