黃曉慶楊志斌王殿順劉繼兵

MSMTW工法水泥土防滲墻在寶應(yīng)湖圩堤加固中的應(yīng)用

黃曉慶1楊志斌2王殿順2劉繼兵2

一、工程概況

江蘇省寶應(yīng)縣寶應(yīng)湖圩堤總長32km,圩口面積為303000畝，居住人口約為35000人。圩內(nèi)地面高程在5.0m左右。該圩堤是在湖蕩自然灘面上，利用蘆柴墊底，其上修筑圩堤。經(jīng)過近40年的運(yùn)行，原堤身內(nèi)的蘆柴等均已腐爛，形成若干孔隙，在汛期多處出現(xiàn)流土，防汛形勢十分緊張。2007 年7月10日，在上游高程7.66m水位下，金寶圩段圩堤出險(xiǎn)，造成經(jīng)濟(jì)損失0.55億元。汛后，寶應(yīng)縣對(duì)其中18.69km、高程8.1~2.0m圩堤，采用MSMTW工法水泥土防滲墻加固。

二、工程地質(zhì)

2007年9月，對(duì)寶應(yīng)湖圩堤進(jìn)行鉆探，土質(zhì)為4層。第一層：堤頂高程為7.5～8.1m，平均高程為7.82m，厚度為1.3～2.0m,平均厚度1.58m，為人工填土；第二層：厚度為0.9～1.7m，平均厚度1.27m，為淤泥質(zhì)粘土；第三層：厚度為1.8～2.7m，平均厚度2.03m，為淤泥；第四層：為粘土，未探穿。

三、施工技術(shù)

1.MSMTW工藝原理

MSMTW工法是在移動(dòng)支撐機(jī)上的三支點(diǎn)垂直挺桿導(dǎo)桿上裝載著MSMTW挖掘攪拌裝置，5根掘削攪拌軸將MSMTW回轉(zhuǎn)動(dòng)力傳至下面的挖掘頭，同時(shí)通過3管送漿、2管送氣、5軸掘攪、三維作業(yè)、跟蹤監(jiān)控，在原有位置將基土和水泥混合攪拌成均勻、壁薄地下連續(xù)墻的施工技術(shù)。

2.MSMTW水泥土防滲薄墻施工工藝

施工工藝包括清場備料、放樣接高、安裝調(diào)試、開溝鋪板、設(shè)備就位、掘進(jìn)攪拌、回轉(zhuǎn)提升、成墻移機(jī)等。

3.造墻管理

（1）鉆頭定位。由當(dāng)班班長統(tǒng)一指揮鉆機(jī)到指定位置，移機(jī)時(shí)要看清周圍情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，根據(jù)5軸掘削攪拌軸幅間中心距，在墻體中心線的一側(cè)劃定每幅間的套接的位置，偏差控制在±5cm以內(nèi)。

（2）垂直精度。用三支點(diǎn)挺桿垂直來保證鉆具的垂直度，挺桿的垂直度由垂直角度儀來調(diào)整。采用經(jīng)緯儀作三支點(diǎn)挺桿垂直度的初始零點(diǎn)校準(zhǔn)，并用兩側(cè)垂直角度儀跟蹤調(diào)整鉆具的垂直度在±0.5%以內(nèi)。

（3）挖掘深度。在挺桿上劃分標(biāo)尺來量測鉆具鉆進(jìn)速度及最終掘進(jìn)深度。控制挖掘深度為設(shè)計(jì)深度的±0.2m。

（4）挖掘攪拌。開動(dòng)MSMTW掘進(jìn)攪拌主機(jī)，并徐徐下降鉆頭與基土接觸，按規(guī)定要求送漿、供氣。當(dāng)鉆進(jìn)一定深度后改為快速掘進(jìn)。在掘進(jìn)過程中注漿，全程氣體不得間斷，其量大小視鉆進(jìn)速度的土質(zhì)情況實(shí)施間控。隨時(shí)檢測攪拌軸的垂直度，以保證攪拌墻體的偏傾率不大于0.5%。此間，保存好涌入儲(chǔ)留溝中的水泥土混合物，以利回填和整備墻體之用；為保證能充分?jǐn)嚢杌?，用樁架?dǎo)柱標(biāo)尺和計(jì)時(shí)器聯(lián)合控制鉆進(jìn)攪拌速度在0.5～ 1.0m/min；采用一次鉆進(jìn)、一次提升的方法完成單幅造墻。此后慢速回轉(zhuǎn)提升轉(zhuǎn)桿，鑒于回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)桿時(shí)轉(zhuǎn)矩過大，調(diào)整轉(zhuǎn)速和提速以減緩耗用功率的突變。提升速度不應(yīng)太快，避免形成真空負(fù)壓，孔壁坍陷，造成墻體空隙，一般情況下提升速度應(yīng)控制在1.0～1.5m/min；在此進(jìn)程中，將置存于儲(chǔ)留溝中的水泥土混合物導(dǎo)回，以補(bǔ)充填墻料之不足。

（5）注漿。制漿桶制備的漿液放入儲(chǔ)漿桶，經(jīng)送漿泵和管道送入移動(dòng)車尾部的儲(chǔ)漿桶，再由注漿泵經(jīng)管路送至挖掘頭。注漿量的大小由裝在操作臺(tái)的無級(jí)電機(jī)調(diào)速器和自動(dòng)瞬時(shí)流速計(jì)及累計(jì)流量計(jì)監(jiān)控；在掘進(jìn)過程中按規(guī)定一次注漿完畢。若中途出現(xiàn)堵管、斷漿等現(xiàn)象，應(yīng)立即停泵，查找原因進(jìn)行修理，待故障排除后再掘進(jìn)攪拌。當(dāng)因故停機(jī)超過半小時(shí)時(shí)，應(yīng)對(duì)泵體和輸漿管路妥善清洗。

（6）供氣。由裝在移動(dòng)車空氣壓縮機(jī)制成的氣體經(jīng)管路壓至鉆頭，其量大小由手動(dòng)閥和氣壓表配給；一般控制壓力為0.3～0.4MPa左右，全程氣體不得間斷。

（7）成墻厚度。為保證成墻厚度，應(yīng)根據(jù)挖掘頭齒片磨損情況定期測量齒片的外徑，當(dāng)磨損達(dá)到2cm時(shí)必須對(duì)其進(jìn)行修復(fù)。

（8）墻體均勻度。為確保墻體質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格控制掘進(jìn)過程中的注漿均勻性以及由氣體升揚(yáng)置換墻體混合物的沸騰狀態(tài)。

（9）墻體連接。每幅間墻體的連接是水泥土防滲墻施工最關(guān)鍵的一道工序，在施工中應(yīng)嚴(yán)格控制樁位并做出標(biāo)識(shí)，保證每幅間為套接以確保墻體的整體連續(xù)性。

（10）水泥摻入比。水泥摻入比采用15%。水灰比根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)確定；根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用強(qiáng)度為PO32.5普通硅酸鹽水泥。漿液不能發(fā)生離析，采用電子計(jì)數(shù)器控制水量及人工數(shù)包方式嚴(yán)格按預(yù)定配合比制作漿液，用比重計(jì)量測控制漿液的質(zhì)量。放漿前必須攪拌30s再倒入存漿桶。漿液性能試驗(yàn)的內(nèi)容為：比重，粘度，穩(wěn)定性，初凝、終凝時(shí)間。凝固體的物理性能試驗(yàn)為：抗壓、抗折強(qiáng)度?，F(xiàn)場質(zhì)檢員對(duì)水泥漿液進(jìn)行比重檢驗(yàn)，監(jiān)督漿液質(zhì)量存放時(shí)間，水泥漿液隨配隨用，為防止水泥漿液離析，攪拌機(jī)和料斗中的水泥漿液要不斷攪動(dòng)。施工水泥漿液嚴(yán)格過濾，在灰漿攪拌機(jī)與集料斗之間設(shè)置過濾網(wǎng)。

4.特殊情況處理

（1）地下構(gòu)筑物。當(dāng)遇較大石塊或地下構(gòu)筑物時(shí)，用人工、機(jī)械方法清除或采取灌漿方法對(duì)構(gòu)筑物周邊及上下地層進(jìn)行封閉處理。

（2）墻體連接。當(dāng)兩幅間施工時(shí)間間隔過長時(shí)，由于前幅墻體水泥土硬化后致使后幅鉆具不能鉆進(jìn)套接，就會(huì)出現(xiàn)施工接頭。沿原定的施工軸線或在施工軸線的任意一側(cè)或在施工軸線上，兩幅有效墻體（不到設(shè)計(jì)深度的墻體不作為有效墻體）邊緣碰接連續(xù)成墻，中間碰接處用鉆孔灌注水泥砂漿連接或采用其他方法進(jìn)行連接。

四、結(jié)語

在水利工程中，發(fā)生水力滲透變形，導(dǎo)致圩堤管涌流土，主要是因?yàn)闈B徑長度不足，水力比降超過臨界水力比降。在加寬圩堤橫斷面受到限制時(shí)，可通過采用水泥土截滲墻的辦法，增加滲徑長度，減小水力比降至允許水力比降，以達(dá)到保障防洪安全的目標(biāo)。寶應(yīng)湖圩堤加固中，采用MSMTW工法施工水泥土防滲墻的地段，近幾年在高水位運(yùn)行下，堤后未出現(xiàn)散浸流土，防洪減災(zāi)等社會(huì)效益明顯

（作者單位：1.江蘇省寶應(yīng)縣水務(wù)局225800 2.寶應(yīng)縣涇河灌區(qū)管理所225800）