趙小東

摘要：土石圍堰是用當(dāng)?shù)夭牧咸钪傻膰?，就地取材和充分利用開(kāi)挖棄料作圍堰填料，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，易于拆除，工程造價(jià)低，這種圍堰形式被廣泛采用。為保障基坑開(kāi)挖排水后，形成較好的干地施工條件及施工期的安全，應(yīng)做好圍堰的防滲工作，以保障圍堰在運(yùn)行中的安全。

中圖分類號(hào): TV543文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

1土石圍堰防滲機(jī)理

土石圍堰防滲是采用特定的工程措施對(duì)圍堰在填筑過(guò)程中可能的滲漏部位或圍堰原有地基的滲漏通道進(jìn)行處理，使其更加密實(shí)，并具一定強(qiáng)度，達(dá)到圍堰設(shè)計(jì)的抗?jié)B性能指標(biāo)，以滿足基坑施工排水要求。

1.1灌漿法防滲機(jī)理

通過(guò)鉆孔或置入的孔口管，向地層或構(gòu)筑物中的孔隙（裂隙）灌入一種或幾種漿液，這種漿液最終能形成具有一定強(qiáng)度和阻水性能的“結(jié)石”，這樣的工程施工法稱為灌漿法。灌漿法具有充填作用、壓密作用、粘合作用和固化作用。

1.2防滲墻法防滲機(jī)理

可采用抓斗、鉆機(jī)等等成孔機(jī)具形成防滲墻槽孔，采用混凝土、塑性混凝土、土工膜、自凝灰漿等材料填充槽孔，形成抗?jié)B墻體。或采用錘擊、插板機(jī)等機(jī)具及特定工藝成墻，或采用槽孔中置入墻體材料成墻，所用墻體材料有鋼板、鋼筋混凝土板等。

1.3高壓噴射灌漿法防滲機(jī)理

高壓噴射灌漿是將帶有特殊噴嘴的灌漿管，鉆進(jìn)到預(yù)定深度，然后利用高壓泵產(chǎn)生高壓力的漿流連續(xù)地對(duì)加固土體產(chǎn)生沖切摻攪、升揚(yáng)置換、充填擠壓、滲透凝結(jié)和遷移包裹的作用，使射入的漿液和土體混合，經(jīng)過(guò)凝結(jié)硬化成為新的固結(jié)體形成高噴防滲墻。

2 土石圍堰防滲的方法

2.1 灌漿法

土石圍堰中使用灌漿方法防滲不是很多的原因，主要是對(duì)灌漿的充填范圍不能有效控制，以至要做成防滲標(biāo)準(zhǔn)要求較高（通常為K≤10-5cm/s）的帷幕，一般都必須采用3排以上的灌漿孔才有可能達(dá)到，鑒于其防滲效果及安全可靠性差等原因，至20世紀(jì)70年代以來(lái)，防滲墻技術(shù)發(fā)展很快，灌漿就很少被采用了。

2.2 防滲墻法

（1）抓斗法

在粘土層、土砂層、少量礫石土層、軟巖層中，采用泥漿護(hù)壁抓挖成槽孔，成槽后采用泥漿下直升導(dǎo)管法進(jìn)行混凝土澆筑。形成的墻體厚度均勻，連續(xù)性好的防滲墻。優(yōu)點(diǎn)是墻體連續(xù)，能伸入強(qiáng)風(fēng)化巖體內(nèi)，防滲效果好，不足的是設(shè)備體型大、工期長(zhǎng)，造價(jià)高。

（2）射水法

在粘土層、土砂層、少量礫石土層、軟巖層中，利用水泵送高壓水到箱形成形器中，形成高速射流，利用導(dǎo)水管和成形器本身重量產(chǎn)生的向下壓力以及成形器上刀片的切削作用，破壞土層結(jié)構(gòu)，水土混合回流后，泥沙溢出地面；砂層中，主要利用導(dǎo)水管中高壓射流沖擊砂粒，利用反循環(huán)或者正循環(huán)將砂粒帶出，同時(shí)利用卷?yè)P(yáng)機(jī)操作成形器不斷上下移動(dòng)，切削修整孔壁，以形成規(guī)則的槽孔，成孔后采用泥漿下直升導(dǎo)管法進(jìn)行混凝土澆筑。該工法墻段采用平接，接頭多。在各類地層上均有一定的局限性。

（3）鋸槽法

利用鋸槽機(jī)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力，使液壓缸的活塞桿做垂直運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)工作裝置刀具作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，刀具上緊貼工作面切削和剝離破壞土體，被剝離切削掉的土體及切屑由反循環(huán)排碴出槽。鋸槽機(jī)沿墻體軸線方向全斷面連續(xù)切削，直至在地下形成一道一定寬度和深度的連續(xù)槽孔。成槽后根據(jù)槽段劃分長(zhǎng)度，將槽孔分段隔離，然后采用混凝土或其它防滲材料進(jìn)行澆筑，從而形成連續(xù)的防滲墻，也可以在墻體中加筋，達(dá)到支護(hù)與止水的目的。該方法具有設(shè)備較輕、振動(dòng)小，施工快等特點(diǎn)，采用隔離澆筑工藝，在槽孔穩(wěn)定的前提下，槽孔澆筑長(zhǎng)度可以盡量延長(zhǎng)，減少隔離體下設(shè)和墻體接觸縫，澆筑和開(kāi)槽可同時(shí)進(jìn)行，有利于提高工效。不足之處是在地層較復(fù)雜和較大時(shí)，分段隔離困難，工效降低較多。

（4）沖擊鉆法

a、施工原理

利用鋼線繩懸吊的鉆頭上下運(yùn)動(dòng)來(lái)沖擊破碎地層，采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橥鶑?fù)性直線運(yùn)動(dòng)來(lái)提升和下鉆具，鉆具提升后自由下落沖擊孔底，使巖石破碎而進(jìn)行鉆進(jìn)的。當(dāng)孔底的鉆碴逐漸增加以后，利用吊筒把孔底於積物和比重很大的稠泥漿掏出，直到孔底淤積基本清完，泥漿比重變小為止，再放入鉆頭重新造孔至設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過(guò)清孔和水下澆筑等程序后，即可建成墻。該方法具有施工工藝成熟，適用范圍廣，成墻深度大，且對(duì)孔壁四周的土層有一定的擠壓密實(shí)作用。適用各種土、砂層、礫石、卵石、漂石、軟巖和硬巖等地層條件。

（5）反循環(huán)法

利用各種方法將土體破碎，采用砂石泵組，鉆碴與循環(huán)漿液經(jīng)排碴管及反循環(huán)管路，從孔底連續(xù)地排入設(shè)在地面的泥漿凈化裝置，利用振動(dòng)篩除去大顆粒鉆碴，旋流器除去粉細(xì)砂，凈化后的泥漿直接或經(jīng)循環(huán)漿池注入孔槽內(nèi)循環(huán)使用。直至孔槽達(dá)至設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過(guò)清孔和水下澆筑程序后，即可建成連續(xù)防滲墻。該方法具有施工工藝成熟，適用范圍廣泛，成墻深度大，排碴速度快，泥漿損耗小等特點(diǎn)。適用各種土、砂層、礫石、卵石、漂石、軟巖和硬巖地層。

2.3 高壓噴射灌漿法

目前在土石圍堰防滲工程中應(yīng)用最為廣泛的就是高壓噴射灌漿法，它也是研究的重點(diǎn)。高壓噴射灌漿是將帶有特殊噴嘴的灌漿管，鉆進(jìn)或下設(shè)到地層的預(yù)定深度，然后利用高壓泵產(chǎn)生的高壓高速水和空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的氣射流直接沖擊、切割、粉碎、剝蝕地層，地層破壞后剝落下來(lái)的土石料濕化崩解、升揚(yáng)置換，而灌注的水泥漿或其他復(fù)合料漿液中，膠凝顆粒表面的強(qiáng)烈吸附活性成分與被破壞地層的土石顆粒之間發(fā)生充分的強(qiáng)制性拌和，凝結(jié)硬化、充填擠壓、遷移包裹形成具有防滲性能和一定強(qiáng)度的多種材料凝結(jié)體或結(jié)石，從而達(dá)到改良原地基承載力或防滲作用。它具有①施工進(jìn)度快，施工周期短等特點(diǎn)。②工法具有施工設(shè)備簡(jiǎn)便、靈活，對(duì)施工場(chǎng)地要求簡(jiǎn)單，除造孔和直接噴灌設(shè)備外，其他設(shè)備可布設(shè)在直接作業(yè)區(qū)外。③綜合單價(jià)相比混凝土防滲墻單價(jià)低，在工程造價(jià)上有較大優(yōu)勢(shì)。④適用地層范圍廣、改良地層效果顯著。

高噴灌漿施工工藝主要分為兩部分：造孔和噴漿。造孔有：定位、機(jī)械調(diào)試、鉆進(jìn)、固壁等施工程序；噴漿有臺(tái)車就位、下設(shè)灌漿管、噴射漿液、壓漿回灌等施工程序。

3 結(jié)、語(yǔ)

各種防滲方法均有其適用地層范圍，圍堰防滲應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際地質(zhì)情況和施工條件進(jìn)行分析，合理選擇防滲方法，減小因防滲效果難以滿足要求，造成的超額堵漏費(fèi)用支出及對(duì)工程施工進(jìn)度的影響。

參考文獻(xiàn)

⑴《水利水電工程施工手冊(cè)》編委會(huì)編.水利水電工程施工手冊(cè)（地基與基礎(chǔ)工程）：中國(guó)電力出版社，2004.8

⑵張景秀.壩基防滲與灌漿技術(shù)（第一、二版）.北京：中國(guó)水利水電出版社，2002.8

⑶牛運(yùn)光.土壩安全與加固. 北京：中國(guó)水利水電出版社，1998.11

⑷張啟岳.土石壩加固技術(shù). 北京：中國(guó)水利水電出版社，1999.11

⑸師存祿等.高壓噴射注漿技術(shù)應(yīng)用和質(zhì)量控制.湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2004.4