1概述

　　荊南干堤位于湖北省長(cháng)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(cháng)189.32ｋｍ，為Ⅱ級堤防工程。是湖北省松滋市、荊州市荊洲區、公安縣、石首市和湖南省華容縣等部分地區的重要防洪工程，保護面積2546ｋｍ²，保護耕地面積173.78萬(wàn)畝，保護人口136.4萬(wàn)人。

　　堤身填土主要為粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)粘土及砂壤土組成，局部夾粉細砂、植物腐根及瓦碎片。堤基主要為第四系全新統沖湖基層（ａ1－1Ｑ4）組成。

　　荊南長(cháng)江干堤水陸交通十分發(fā)達。干堤外的長(cháng)江為較好的水路交通，上溯重慶、宜昌，下通湖南岳陽(yáng)、武漢、黃石，干堤沿線(xiàn)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(chē)。

　　2防滲墻施工

　　2.1先導孔施工

　　按照設計要求，在沿防滲墻軸線(xiàn)每間距50ｍ布設一個(gè)先導孔。先導孔施工采用巖芯鉆鉆機。為保證芯樣的連續和完整，取芯時(shí)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(wú)誤后，留取分界線(xiàn)（不透水層）以上50ｃｍ至孔底的芯樣，其余可以棄掉。

　　為了處理先導孔施工中無(wú)法避免的孔斜等因素造成的工程隱患，對先導孔必須進(jìn)行封孔處理。并針對不同的情況制定了相應的處理方法：

　�。�1）不在防滲墻軸線(xiàn)上的先導孔回填材料及數量，（見(jiàn)表1）�；靥钍褂谜惩恋暮�量大于30％，塑性指數大于17，并將粘土加工成2.0～2.5ｃｍ的土球（干容重滿(mǎn)足1.4ｔ/ｍ³）。

　　采用沖擊法回填�；靥钋皯�清孔至孔底（遇到塌孔的情況下，可用套管護壁），按表1中的數量投入泥球后用擊實(shí)法分層進(jìn)行沖擊，使其壓實(shí)為0.3ｍ�；靥钪�，當發(fā)現孔內又變成泥漿而影響封孔進(jìn)度和質(zhì)量時(shí)，需重新進(jìn)行清孔、再封。

　�。�2）在防滲墻軸線(xiàn)上的先導孔施工前4ｈ內用水泥漿（水灰比0.6∶1）先封孔。封孔前，清孔至孔底，將膠管下入孔底，待孔口返漿時(shí)，邊抽管邊送漿；封孔后即進(jìn)行深攪樁的施工。如先導孔的深度深于防滲墻，必須把深攪樁加深到先導孔的孔深。

　　根據先導孔的地質(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2.0ｍ）。如果相鄰兩個(gè)先導孔的相對不透水層高程突變較大，則應在兩孔之間加密1～2孔，以便更準確地確定最終墻深。全過(guò)程由現場(chǎng)監理工程師監督執行，以施工記錄資料為依據驗收。

　　2.2防滲墻的施工

　　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，形成水泥土柱，互相搭接成墻，起到防滲作用。

　　荊南長(cháng)江干堤施工中主要采用的設備為ＰＨ／5Ｆ雙動(dòng)力三軸深層攪拌樁機，樁機主要由液壓步履底架、井架和導向架、鉆機轉動(dòng)系統、鉆具、液壓系統、噴漿系統、電氣系統及計算機監控系統等部分組成。

　　主要技術(shù)參數如下：

　　攪拌葉片外徑：220～600ｍｍ

　　成樁直徑：3×（220～600）ｍｍ

　　成墻厚度：190～403ｍｍ

　　最大加固深度：22.5ｍ

　　攪拌軸轉速：正（10、16、29、47、72）ｒ/ｍｉｎ

　　反（11、19、34、55、85）ｒ/ｍｉｎ

　　最大扭距：43×2ｋＮ·ｍ

　　提升速度：正0.116～1.47ｍ/ｍｉｎ

　　反0.137～1.76ｍ/ｍｉｎ

　　縱向單步行程：1.2ｍ

　　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(shí)

　　2.2.1開(kāi)工前的質(zhì)量控制

　　根據規范規定進(jìn)場(chǎng)水泥每200ｔ抽檢一次，檢驗結果合格后方可使用；每400ｔ由監理中心送檢一次。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(guò)1ｍ/ｍｉｎ），計算出每分鐘注入量。

　　水泥漿液存放有效時(shí)間應符合下列規定：

　�。�1）當氣溫在10℃以上時(shí)，不宜超過(guò)3ｈ。

　�。�2）當氣溫在10℃以下時(shí)，不宜超過(guò)5ｈ。

　�。�3）當漿液存放時(shí)間超過(guò)有效時(shí)間時(shí)，應按廢漿處理。

　�。�4）漿液存放時(shí)應控制漿體溫度在5～40℃范圍內。如超出上述規定應廢棄。

　　2.2.2開(kāi)工準備

　　根據先導孔孔位平順連接確定出防滲墻軸線(xiàn)，并進(jìn)行現場(chǎng)放樣。根據先導孔的終孔鑒定結果確定出防滲墻墻體的深度。

　　根據地質(zhì)條件以及有關(guān)施工技術(shù)要求，在監理的指示下對攪拌、噴漿的有關(guān)參數、材料、設備性能及施工工藝措施作驗證性試驗。

　　2.3施工過(guò)程的質(zhì)量控制

　　施工主要采用的機械為雙動(dòng)力三頭深層攪拌樁機及單頭深層攪拌樁機。用ＺＪ400型及1500轉高速攪拌機拌制水泥漿（漿液比重為1.5ｇ/ｃｍ³），用ＨＢ6／3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、調平→噴漿攪拌下沉→噴漿攪拌提升→復攪→清洗管路→（下一循環(huán)）。

　　2.3.1雙動(dòng)力三頭深層攪拌樁機的施工方法

　�。�1）攪拌樁機按防滲墻軸線(xiàn)定位，依據樁機上的連通管調平機座，偏斜率應小于5‰。樁位對中偏差不大于50ｍｍ。

　�。�2）安裝水泥漿液制備系統，水泥漿液嚴格過(guò)濾，在灰漿攪拌機和集料斗前各設一過(guò)濾網(wǎng)。

　�。�3）管線(xiàn)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。調整攪拌速度，不得超過(guò)設計規定值的10％；調整提升速度，一般控制在1ｍ/ｍｉｎ左右；送漿管路和供水管路通暢；各種儀表應能正確顯示，檢測數據準確。

　�。�5）噴漿攪拌下沉。先啟動(dòng)漿泵至鉆頭出漿，再啟動(dòng)主機，使其正向轉動(dòng)，并選鉆頭向下推進(jìn)擋，直至設計深度。

　�。�6）噴漿攪拌提升。當鉆進(jìn)至設計深度時(shí)，停鉆灌注水泥漿30ｓ，直至孔口返漿，反向旋轉提升鉆桿，繼續注漿，保持孔口微微返漿。當攪拌頭提至設計樁頂時(shí)，停止提升，攪拌、噴漿數秒，以保證樁頭均勻密實(shí)。

　�。�7）復攪。攪拌、噴漿數秒后攪拌頭正向轉動(dòng)向下推進(jìn)至設計深度，再反向轉動(dòng)提至樁頂。此時(shí)灌注水泥漿量適當控制（以不堵塞管路為準）。

　�。�8）清洗管路。向集料斗中注入清水，開(kāi)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(gè)樁的施工，見(jiàn)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）

　　2.3.2單頭深層攪拌樁機施工方法

　　單頭機與多頭機施工步驟一樣，樁機成墻時(shí)，單頭機比多頭機多一個(gè)循環(huán)，而且不分序。每次移機44.4ｃｍ，最終成墻厚32.5ｃｍ（見(jiàn)圖2）。

　　圖2水泥土防滲墻孔位、樁距布置示意圖（單頭機）

　　2.4防滲墻頂部處理

　　樁頭處理時(shí)結合樁頂檢查一并進(jìn)行，在回填前查明有無(wú)漏樁，搭接厚度是否滿(mǎn)足設計要求等情況，如有應進(jìn)行補樁處理。防滲墻樁頭頂部應于挖除并回填。有條件的采用粘土或粉質(zhì)粘土回填，也可以用原堤身開(kāi)挖土回填，但應除掉碎石和雜物�；靥蠲軐�(shí)度不小于0.92。

　　3質(zhì)量檢查

　　墻體施工28ｄ后，通過(guò)鉆檢查孔取芯、開(kāi)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(jià)。檢查孔沿軸線(xiàn)每100ｍ布設1個(gè)孔；開(kāi)挖坑槽沿軸線(xiàn)每1000ｍ布設1個(gè)坑槽。

　　3.1檢查孔鉆孔

　　使用回轉式巖芯鉆機鉆孔，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(gè)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(shí)驗，40％的樣品做滲透系數、允許比降試驗。取樣采用貫入式活塞取土器，如貫入困難時(shí)，采用雙管單動(dòng)回轉取土器。最后用水泥漿液封孔。

　　3.2特殊情況的處理

　　機械設備出現故障停機超過(guò)24ｈ，搭接按圖3所示施工。

　�。�1）地下遇見(jiàn)孤石（淺層的可挖出）或掉鉆頭等，可按圖4所示施工。

　�。�2）避開(kāi)電桿、民房，轉彎搭接等，按圖4所示施工。

　�。�3）檢查中發(fā)現搭接厚度不足時(shí)，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(guò)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)現漏樁時(shí)，按圖6所示施工補樁處理。

　�。�5）施工中設備需要檢修時(shí)，先預留榫頭（注水空鉆），檢修完后繼續沿榫頭施工即可。

　　4深層攪拌法防滲墻的適用范圍與技術(shù)特點(diǎn)

　　4.1深層攪拌法防滲墻的適用范圍

　　荊南長(cháng)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(mǎn)足常規要求。在當前的施工條件下，考慮經(jīng)濟、質(zhì)量的保證，其適用范圍應為松散砂土，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(diǎn)

　�。�1）施工工效高：施工工效平均可達13.2ｍ²燉臺時(shí)，是各種防滲技術(shù)造墻較快的一種方法。

　�。�2）成墻造價(jià)低：成墻造價(jià)是高噴的1燉5，是混凝土防滲墻的1燉3。

　�。�3）施工工藝簡(jiǎn)單：不需開(kāi)槽，無(wú)塌孔、護壁、回填、夯實(shí)等問(wèn)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，接頭少，墻體厚度滿(mǎn)足防滲要求（樁機機頭直徑為400～500ｍｍ），墻體深度可達22ｍ。

　�。�5）無(wú)污染、噪音低等，在城鎮居民較集中的工業(yè)與民用建筑地基加固工程中采用此方法可取得很好的效果。

　　5結語(yǔ)

　　荊南長(cháng)江干堤防滲工程，自2000年2月中旬開(kāi)工，至2000年5月底竣工，歷時(shí)3個(gè)多月。共完成防滲墻軸線(xiàn)長(cháng)度41.982ｋｍ，527746萬(wàn)ｍ²。工程已安全運行至今，并經(jīng)過(guò)了2000年長(cháng)江汛期的考驗。經(jīng)過(guò)水利部質(zhì)量監督總站長(cháng)江流域分站對此工程的驗收、鑒定一致認為：該技術(shù)方案構思新穎、技術(shù)路線(xiàn)正確，達到了國內領(lǐng)先水平。該技術(shù)適應我國大規模加強江河堤防防滲的形勢要求，極具推廣價(jià)值。