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本文作者:王士宏張少勇陳德虎作者單位:淮委治淮工程建設(shè)管理局
一、工程概況
淮北大堤總長(zhǎng)640.782km(安徽省境內(nèi)長(zhǎng)628.338km,江蘇省境內(nèi)長(zhǎng)12.444km),是保護(hù)淮北平原的主要防洪屏障。淮北大堤渦下段加固工程全長(zhǎng)123.690km,上起安徽懷遠(yuǎn)縣渦河口老元塘,下至江蘇省泗洪縣下草灣,涉及懷遠(yuǎn)、淮上、五河和明光四個(gè)縣市?;幢贝蟮瘫Wo(hù)區(qū)內(nèi)有耕地1000多萬畝、人口600多萬,并有在建的特大型煤礦、特大型電廠,合徐高速公路及京滬鐵路等穿過。淮北大堤渦下段加固工程的主要任務(wù)是:提高該段淮北大堤的防洪能力,減輕防汛壓力,配合其他工程措施,使該段堤圈內(nèi)廣大平原的農(nóng)田、村莊、大型煤礦、京滬鐵路、合徐高速公路等能夠安全防御1954年型洪水,結(jié)合臨淮崗洪水控制工程和懷洪新河等分洪工程,使淮北大堤的防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到100年一遇。淮北大堤防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇,堤防工程級(jí)別為1級(jí),堤防上的穿堤建筑物級(jí)別為1級(jí)。根據(jù)規(guī)范要求及淮北大堤歷次加固堤防斷面情況,并結(jié)合淮北大堤現(xiàn)狀,該次加固工程堤身設(shè)計(jì)斷面參數(shù)為:超高2.0m,堤頂寬度10m,堤防迎水坡為1∶3,背水坡堤頂以下3m處設(shè)置2m寬平臺(tái)(局部為10m),平臺(tái)以上邊坡為1∶3,以下邊坡為1∶5。工程主要內(nèi)容:堤身加培,填筑壓滲平臺(tái),堤內(nèi)、外側(cè)填坑、填塘,防滲處理(堤身錐探灌漿、堤基水泥土截滲墻、土工膜斜墻等),護(hù)坡工程(混凝土護(hù)坡、預(yù)制塊護(hù)坡、草皮護(hù)坡等,崩岸治理,穿堤建筑物加固、加長(zhǎng)、拆除重建、挖除復(fù)堤,修筑堤頂防汛道路,拆除護(hù)堤范圍內(nèi)的房屋,配備必要的管理設(shè)施,水土保持等。
二、工程截滲墻施工
堤基截滲墻是淮北大堤渦下段加固工程的主要工程措施之一。
1.施工機(jī)械配置
根據(jù)工期要求,采用二次攪拌、二次注漿工藝施工。根據(jù)設(shè)備參數(shù),考慮施工時(shí)樁機(jī)位移頻率、設(shè)備維修以及天氣影響等因素,每日有效工作時(shí)間按60%計(jì)算,一臺(tái)機(jī)組一天完成100m2水泥土墻,故需配備兩臺(tái)水泥土深層攪拌樁機(jī)組,可在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成截滲墻施工。
2.深層攪拌法成墻施工方法
(1)施工工藝流程
深層攪拌法的施工工藝流程如圖1所示。
(2)先導(dǎo)孔施工
在防滲墻施工前,根據(jù)軸線控制點(diǎn),測(cè)放防滲墻軸線,并在每邊各布置2個(gè)以上先導(dǎo)孔,相鄰先導(dǎo)孔的間距10~20m,以掌握地層地質(zhì)變化。先導(dǎo)孔深度超過設(shè)計(jì)防滲墻深度5m以上,當(dāng)遇到地層地質(zhì)變化較復(fù)雜時(shí),可適當(dāng)加密先導(dǎo)孔。施工前將先導(dǎo)孔施工資料報(bào)有關(guān)部門批準(zhǔn),確定防滲墻底部標(biāo)高后,再進(jìn)行防滲墻施工。
(3)定位
開啟步履行走裝置將深層攪拌機(jī)移到標(biāo)定樁位對(duì)中,當(dāng)?shù)孛嫔杂衅鸱黄綍r(shí),調(diào)整塔架垂直度,使攪拌軸保持垂直狀態(tài),一般對(duì)中誤差不得超過2.0cm,攪拌軸垂直偏差不得超過0.5%。
(4)漿液配制
嚴(yán)格控制水灰比,水灰比應(yīng)控制在0.5~1.0范圍內(nèi),具體的水灰比值由現(xiàn)場(chǎng)攪拌試驗(yàn)確定,用經(jīng)過核準(zhǔn)的定量容器加水。
(5)水泥土防滲墻施工操作程序
①啟動(dòng)噴漿泵噴漿;②啟動(dòng)主機(jī)、鉆桿開始邊噴漿邊鉆進(jìn);③當(dāng)深層攪拌機(jī)下沉到設(shè)計(jì)深度后,提升并重復(fù)噴漿攪拌,直至設(shè)計(jì)墻頂標(biāo)高以上50cm,第一序樁完成;④主機(jī)上機(jī)架第一次縱移至第二序樁位并調(diào)平,重復(fù)上述下上、鉆進(jìn)、提升、噴漿攪拌作業(yè),第二序樁完成;⑤主機(jī)上機(jī)架第二次縱移至第三序樁位、調(diào)平,重復(fù)上述下上、鉆進(jìn)、提升、噴漿攪拌作業(yè),第三序樁完成,第一單元墻體完成;⑥主機(jī)整體沿預(yù)定的軸線方向,重復(fù)上述操作過程完成第二單元,如此連續(xù)作業(yè),直至工程完成為止。
3.水泥土攪拌樁的施工技術(shù)保證措施
(1)嚴(yán)格控制樁位和樁身垂直度,確保足夠的搭接長(zhǎng)度和整體連續(xù)性。(2)樁與樁之間搭接方法。樁與樁的搭接間歇時(shí)間不得大于24h,如因特殊原因超過上述時(shí)間,對(duì)最后一根樁先進(jìn)行空鉆,留出榫頭,以待下一批樁搭接;如間歇時(shí)間過長(zhǎng)(如停電等),與后續(xù)樁無法搭接,則應(yīng)采取局部補(bǔ)樁或注漿措施,樁體成墻最小厚度為20cm。(3)攪拌鉆頭鉆進(jìn)攪拌時(shí),若遇到較硬土層,阻力大、鉆進(jìn)慢、鋼絲繩松、鉆進(jìn)困難,則應(yīng)增加攪拌頭自重,或啟動(dòng)加壓卷揚(yáng)機(jī),或適當(dāng)更改攪拌頭葉片,不得采用沖水下沉攪拌。(4)鉆進(jìn)噴漿攪拌應(yīng)到達(dá)樁端深度,其深度誤差不得超過10cm。(5)為保證水泥土攪拌充分,攪拌葉每轉(zhuǎn)一周的提升量應(yīng)控制在1cm以內(nèi),提升速度為45~50cm/min。(6)施工停漿面必須高出樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高50cm,在墻體凝固后將高出部分挖除。(7)供漿必須連續(xù),一旦中斷,應(yīng)將旋噴管下沉至停供點(diǎn)以下0.5m,待恢復(fù)供漿時(shí)再旋噴提升。當(dāng)因故停機(jī)超過30min,應(yīng)對(duì)泵體和輸漿管路進(jìn)行清洗。(8)深層攪拌噴漿用的漿液主要材料為水泥,水泥在使用前,必須作質(zhì)量鑒定。水泥漿所用的水,應(yīng)符合混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)。(9)深層攪拌噴漿用的水泥品種、標(biāo)號(hào)及水泥平均摻入比,應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定的要求,一般采用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥,水泥平均摻入比8%~12%。水泥應(yīng)新鮮無結(jié)塊。(10)施工所用水泥漿液水灰比應(yīng)控制在0.5~1.0范圍內(nèi),并按試驗(yàn)確定的水灰比控制,水泥漿液存放的有效時(shí)間應(yīng)符合下列規(guī)定:①當(dāng)氣溫在10℃以下時(shí),不宜超過5h;②當(dāng)氣溫在10℃以上時(shí),不宜超過3h;③當(dāng)漿液存放時(shí)間超過有效時(shí)間時(shí),按廢漿處理;④漿液存放時(shí),將漿體溫度控制在5℃~10℃范圍內(nèi),超出上述規(guī)定的,應(yīng)按廢漿處理;(11)加水時(shí),應(yīng)用經(jīng)過核準(zhǔn)的定量容器,為減少送漿泵送漿時(shí)出現(xiàn)的堵管現(xiàn)象,應(yīng)改善水泥的和易性,增加水泥漿的稠度,可適量加入木鈣,用量約為水泥用量的0.2%。(12)水泥漿從攪拌機(jī)倒入貯漿桶前,需經(jīng)篩過濾,防止出漿口堵塞;同時(shí),應(yīng)控制貯漿桶內(nèi)的貯漿量,以防因漿液供應(yīng)不足而出現(xiàn)斷樁。貯漿桶內(nèi)的水泥漿,應(yīng)經(jīng)常攪動(dòng)以防止?jié){液沉淀。在施工過程中,由于認(rèn)真落實(shí)了各項(xiàng)技術(shù)保證措施,水泥土攪拌樁的施工質(zhì)量均達(dá)到了優(yōu)良等級(jí)。
4.深層攪拌防滲墻的質(zhì)量要求
(1)施工作業(yè)形成的防滲墻厚度不小于設(shè)計(jì)圖紙文件的規(guī)定要求,即,單軸水泥土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于0.5MPa;滲透系數(shù)K<i×l0-6cm/s(1≤i≤10);允許滲透比降大于50。(2)無論何種原因造成的孔位偏差(或變動(dòng))超過規(guī)定值的,都必須加補(bǔ)樁,以確保攪拌樁的可靠連接,加補(bǔ)措施和加孔補(bǔ)樁情況資料均應(yīng)報(bào)有關(guān)部門審批。(3)在攪拌樁施工作業(yè)過程中,出現(xiàn)攪拌頭未到底、壓漿攪拌時(shí)出漿口未出漿、提升過快、旋轉(zhuǎn)過快或過慢等不良情況時(shí),應(yīng)補(bǔ)孔及重新攪拌壓漿,補(bǔ)漿措施和加孔補(bǔ)樁情況資料均應(yīng)報(bào)有關(guān)部門審批。
5.質(zhì)量檢驗(yàn)
(1)質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)按照設(shè)計(jì)圖紙文件要求和有關(guān)規(guī)定,對(duì)施工作業(yè)過程及樁體質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。(2)攪拌樁體的施工作業(yè)過程質(zhì)量檢驗(yàn)包括:樁位、樁頂及樁底高程,樁身垂直度,樁身水泥摻入比,攪拌頭上提噴漿的速度,漿液水灰比等施工作業(yè)過程的檢驗(yàn)。(3)由攪拌樁構(gòu)成的防滲墻,墻體的質(zhì)量檢驗(yàn)方法包括鉆孔取芯檢查、反射波探測(cè)及開挖檢查。①鉆孔取芯檢查:在攪拌樁施工28d后,采用鉆機(jī)取芯,描述芯樣的均勻情況和芯樣的完整性。取樣檢查水泥土的單軸抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)、允許滲透破壞比降等。取樣部位為鉆孔的中部和底部,鉆孔必須用水泥砂漿封填密實(shí)。②反射波探測(cè):可以檢查攪拌樁樁體的完整性及內(nèi)部質(zhì)量。③開挖檢查:沿?cái)嚢铇稑扼w一側(cè)開挖一條長(zhǎng)1~2m、深1.5~2.5m的溝槽,檢查攪拌樁墻體質(zhì)量。墻體的外觀質(zhì)量好,無蜂窩、孔洞,樁間搭接、墻厚滿足設(shè)計(jì)要求,墻體整體性好即為合格。④取樣試驗(yàn)組數(shù):為獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效樣品數(shù),抽檢比例不小于2%;當(dāng)檢測(cè)不合格時(shí),應(yīng)增加檢查部位數(shù)量。
三、結(jié)語
淮北大堤渦下段加固工程水泥土截滲墻施工完成后,取得了預(yù)期的效果,并獲得2010年度中國(guó)水利工程優(yōu)質(zhì)獎(jiǎng),工程運(yùn)行至今,情況良好。