王 鵬，李 莉

（1.山東省科源工程建設(shè)監(jiān)理中心，山東 濟(jì)南 250014；2.山東省淮河流域水利管理局，山東 濟(jì)南 250100）

1 水泥土防滲墻主要施工工藝

1.1 型鋼三軸水泥土攪拌墻（SMW）

源于美國的MIP工法，日本于上世紀(jì)70年代末80年代初研制出勁性水泥土擋墻。我國于1978年研制出第一臺SJB-1型攪拌機(jī)，于上世紀(jì)90年代開始大范圍推廣，加固深度30 m。適用于黏性土、砂土及礫質(zhì)土等軟弱土層。局限性：強(qiáng)度沿深度遞減，墻體均勻性差，截面浪費(fèi)量大，施工效率低，芯材插入受限，堅(jiān)硬地層中需進(jìn)行預(yù)處理。

1.2 等厚度水泥土防滲墻（TRD）

由日本神戶制鋼所1993年研制開發(fā)，我國企業(yè)于2009年與日本TRD協(xié)會共同研發(fā)，并引入中國，最大深度60 m，墻體為等厚度矩形截面。適用于黏性土、砂壤土、礫質(zhì)土等地層及其相互交錯(cuò)地層，軟巖中亦適用。解決了深基坑30～60 m承壓水層深度范圍和部分礫石、卵石、中硬強(qiáng)度的巖石、混凝土等特殊地層中施工水泥土攪拌樁的難題。TRD工法存在著施工機(jī)械價(jià)格高，水泥摻量大等問題，工程造價(jià)高，阻礙了其推廣應(yīng)用。

1.3 雙輪銑水泥土防滲墻（SMC）

2003年，德國BAUER公司研發(fā)制成；在全世界20多國家和地區(qū)得到應(yīng)用，上海金泰工程機(jī)械有限公司于2010年7月研制成功國內(nèi)第一臺雙輪銑水泥土攪拌墻（SMC）施工機(jī)械，2010年8月在興隆水利樞紐泄水閘基礎(chǔ)處理工程中進(jìn)行使用，自2011年至2015年間，SMC工法在我國工業(yè)與民用建筑、城市軌道交通等基坑工程，水利工程防滲墻、地基處理等方面得到廣泛運(yùn)用。存在不足：技術(shù)研究不系統(tǒng)，施工經(jīng)驗(yàn)不豐富，缺乏技術(shù)規(guī)范。

2 雙輪銑水泥土防滲墻（SMC）施工技術(shù)

2.1 基本原理

利用動力驅(qū)動裝置，施加驅(qū)動力，使得兩個(gè)銑輪相對相向旋轉(zhuǎn)，向下切削攪拌土體，此時(shí)，注漿系統(tǒng)也通過注漿孔注入漿液。與土在原地?cái)嚢杌旌?，形成水泥土地下連續(xù)墻。

2.2 施工準(zhǔn)備

清場備料——測量放線——安裝調(diào)試——開溝鋪板——測量芯材高度，確定芯材位置——移機(jī)定位。

2.3 施工造墻

1）銑削攪拌。若施工深度淺，時(shí)間短，則在向下銑削攪拌和提升攪拌過程中都可注入固化液與原位土體攪拌混合。若施工深度深，時(shí)間長，為避免銑輪提升過程中水泥硬化，在向下銑削攪拌過程中只注入切割液，提升攪拌過程中注入固化劑，與原位土體攪拌混合。

2）墻體搭接。濕法搭接：續(xù)墻體在前期施工完成墻體硬化之前進(jìn)行搭接施工；干法搭接：后續(xù)搭接墻體在前期攪拌墻體硬化之后超挖搭接。

3）插入芯材。不同于傳統(tǒng)的SMW工法，SMC工法型材插入間距不受限制，可按照設(shè)計(jì)要求任意間距插入。

2.4 施工參數(shù)控制

1）墻體垂直度。垂直度可控制在3‰以內(nèi)。

2）銑削深度。設(shè)計(jì)深度±0.2 m，在攪拌過程中還應(yīng)布設(shè)先導(dǎo)孔，進(jìn)行鉆芯取樣。

3）銑削速度。一般情況下，銑輪的旋轉(zhuǎn)速度為26 r/min左右，銑進(jìn)控速為0.5～1.0 m/min。

4）漿液配制。水泥漿、膨潤土泥漿施工過程中不發(fā)生離析，水泥漿隨配隨用。

5）注漿。注漿量根據(jù)銑削速度的變化在80～320 L/min內(nèi)調(diào)整，注漿壓力一般為2.0～3.0 MPa。

6）水泥摻入量。根據(jù)設(shè)計(jì)要求而定，一般為15～25%，特殊地質(zhì)條件下需進(jìn)行試樁確定。

7）水灰比。根據(jù)工程條件試樁確定水灰比，水灰比越小，墻體強(qiáng)度和防水性能越好。

8）芯材按設(shè)計(jì)要求選擇，在施工結(jié)束后，盡可能的回收芯材。

2.5 技術(shù)特點(diǎn)的總結(jié)

1）工藝先進(jìn)。采用掘進(jìn)、提升、注漿、供氣、銑、削、攪拌一次成墻技術(shù)，無需設(shè)置施工導(dǎo)墻。

2）切削能力強(qiáng)，成墻單幅寬且深度大。一次成墻深度可達(dá)2 800 mm，最大深度可達(dá)60 m。

3）跟蹤糾偏，槽型規(guī)則，成墻精度高。

4）墻體均質(zhì)、整體性強(qiáng)、防滲性能好。由銑、削、攪、氣、漿的共同作用，造成的墻體均勻密實(shí)；幅間連接為完全銑削結(jié)合，接合面無冷縫且間距大，接頭少整體性強(qiáng)，防滲性能好。

5）成槽護(hù)壁技術(shù)簡單，運(yùn)行成本低。施工過程中，在下沉成槽中通常通過注漿系統(tǒng)注入泥漿護(hù)壁，防止槽壁坍塌的作用。

6）操作靈活穩(wěn)定性好，安全度高。支撐SMC銑削攪拌機(jī)的履帶式輔機(jī)可自由行走，不需要軌道，在控制室可方便安全操作。

7）轉(zhuǎn)角方便，沿曲線施工。SMC工法銑削攪拌機(jī)整機(jī)中心較低，操作靈活，銑頭能沿深度范圍上下靈活移動，很好的克服了諸如TRD工法轉(zhuǎn)角處施工的困難。

8）適用范圍廣，工效高?？纱┻^復(fù)雜地層（如礫石、卵石）施工，也可使墻體入巖，特別是入巖成墻和穿礫、卵石層成墻；做到一機(jī)一序（成墻）一步到位。

9）環(huán)境影響小。銑頭驅(qū)動裝置切削掘進(jìn)過程中全部進(jìn)入削掘溝內(nèi)，噪音和振動大幅度降低。

10）可任意設(shè)定插入勁性材料的間距。等厚連續(xù)墻插入型鋼，其間隔可根據(jù)需要任意設(shè)置。

11）施工信息化水平高，施工管理系統(tǒng)先進(jìn)。銑頭內(nèi)部的傳感器實(shí)時(shí)采集，顯示在操作室的監(jiān)視面板上，可對施工過程和參數(shù)進(jìn)行控制和管理，確保施工質(zhì)量，提高管理效率。

12）性價(jià)比高?？朔藗鹘y(tǒng)三軸攪拌法墻體均勻性差，施工深度淺的缺點(diǎn)。

3 工程中的應(yīng)用

1）工程概況。黃水東調(diào)應(yīng)急工程（東營段）廣南水庫工程，廣南水庫工程于1982年開工興建，1986年3月竣工運(yùn)行。本次應(yīng)急調(diào)水利用廣南水庫進(jìn)行調(diào)蓄，水位由5.0 m提高到5.7 m，總庫容達(dá)到13 528萬m3，水庫防滲墻采用雙輪銑水泥土攪拌墻（SMC）工法。

2）工程地質(zhì)。底層主要是第四系沖積堆積的輕粉質(zhì)壤土、砂壤土、壤土、粉砂等。

3）施工參數(shù)。水泥摻入量20%；水灰比1.1，樁長平均21.0 m；墻厚不小于600 mm；平均每小時(shí)成墻一幅（每幅2.8 m，搭接0.3 m）；28 d抗壓強(qiáng)度大于2.0 MPa；滲透系數(shù)小于1×10-6cm/s；滲透破壞比降大于60。

4）檢測情況。為確保工程質(zhì)量，施工單位委托具有相應(yīng)資質(zhì)的檢測單位，監(jiān)理單位平行檢測委托相應(yīng)資質(zhì)的檢測單位，同時(shí)建設(shè)單位委托了第三方檢測單位。各參建單位采用開挖檢查、鉆孔取芯、注水試驗(yàn)、超聲波等手段進(jìn)行檢測，墻體均勻，接縫處搭接完整，滲透系數(shù)最小值為1.32×10-7cm/s，抗壓強(qiáng)度及滲透破壞比均滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語

通過雙輪銑水泥土防滲墻（SMC）使用，墻體內(nèi)可按照設(shè)計(jì)要求任意間距插入芯材，整體剛度更加均勻。雙輪銑設(shè)備安全系數(shù)大、信息化程度高，工程質(zhì)量控制簡單、工期較短，造價(jià)低，可作為防滲墻在水利工程中進(jìn)行使用。