葉云濤

（惠州市華禹水利水電工程勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，廣東 惠州 516000）

水泥砂墊層施工技術(shù)具有多方面應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，已在水利工程水閘施工中得到廣泛應(yīng)用。水利工程特殊的水文地質(zhì)特點(diǎn)決定了閘基底部存在較多的粉細(xì)砂，處理不當(dāng)會(huì)使工程出現(xiàn)嚴(yán)重的滲漏問(wèn)題，而且基礎(chǔ)強(qiáng)度較差。采用有效措施，對(duì)水泥性能及施工過(guò)程進(jìn)行控制，可以有效解決上述問(wèn)題。本文以漢江下游興隆水利工程水閘水泥砂墊層施工為例，進(jìn)行水泥砂墊層施工質(zhì)量控制研究。

1 工程概況

漢江下游興隆水利工程屬于南水北調(diào)四項(xiàng)治理工程之一，處于漢江梯級(jí)開(kāi)發(fā)的末端環(huán)節(jié)，其主要功能作用是灌溉、航運(yùn)以及發(fā)電。該工程包含一座56孔泄水閘的施工任務(wù)，泄水閘閘段總寬度為953 m，高度為17.7 m。在泄水閘基礎(chǔ)部分存在大量粉細(xì)砂，粉細(xì)砂品質(zhì)整體較好，局部區(qū)域會(huì)含有淤泥質(zhì)成分，但含泥量較低。在施工過(guò)程中，擬采用水泥砂墊層技術(shù)，通過(guò)在泄水閘閘基直接取用粉細(xì)砂，加入水泥制作成水泥砂材料，利用水泥砂墊層施工技術(shù)改善閘基承載力和透水性。

2 水泥砂性能檢測(cè)

2.1 水泥砂材料性能指標(biāo)及計(jì)算

興隆水利工程泄水閘水泥砂墊層施工前，要明確水泥砂材料性能指標(biāo)，做好相關(guān)計(jì)算分析工作。原材料包括粉細(xì)砂、水和水泥。其中粉細(xì)砂在現(xiàn)場(chǎng)采集，但要選擇含泥量低的純凈粉細(xì)砂，并剔除結(jié)塊、植物根莖等雜物[1]。該工程要求水泥摻入量控制在4.5%以?xún)?nèi)，夯填度控制在0.87以?xún)?nèi)，使其相對(duì)密度達(dá)到0.7以上。水泥類(lèi)型可選擇使用普通硅酸鹽水泥，采取試驗(yàn)方式確定水泥摻入量。在對(duì)砂樣顆粒進(jìn)行分析時(shí)，需掌握粒徑、干密度等采納數(shù)，采用相關(guān)公式計(jì)算出水泥砂材料的滲透系數(shù)[2]。該工程采用的兩種水泥砂材料試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同水泥砂材料滲透系數(shù)計(jì)算結(jié)果

2.2 水泥砂墊層碾壓試驗(yàn)

水泥砂墊層碾壓試驗(yàn)是前期施工準(zhǔn)備重要環(huán)節(jié)。興隆水利工程水閘水泥砂墊層碾壓試驗(yàn)過(guò)程中，要對(duì)開(kāi)采區(qū)含水量情況進(jìn)行檢測(cè)：將覆蓋層剝離1 m，進(jìn)行粉細(xì)砂含水量檢測(cè)，得到具體的含水率參數(shù)。純凈的粉細(xì)砂含水率一般在6.4%左右，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，控制水的加入量，使其達(dá)到最優(yōu)含水率指標(biāo)。上述工程經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定最優(yōu)含水量12%，水泥砂最大干密度1.6 g/cm3,水泥摻入量為6%。在后續(xù)的水泥拌制過(guò)程中，控制好水的加入量，從而達(dá)到水泥砂墊層滲透率要求。碾壓試驗(yàn)過(guò)程中，按照試驗(yàn)得出的含水量指標(biāo)確定水泥砂墊層的攤鋪厚度及平整度、碾壓次數(shù)、壓實(shí)厚度、夯填度等參數(shù)[3]，進(jìn)行碾壓施工。

2.3 水泥砂拌制及質(zhì)量控制

前期準(zhǔn)備工作還需要完成水泥砂拌制及質(zhì)量控制工作。（1）水泥砂配比的控制。在拌合站集中拌制過(guò)程中，可采用稱(chēng)量系統(tǒng)控制粉細(xì)砂、水、水泥的施用量。特別是對(duì)于水量的控制，要考慮粉細(xì)砂的自然含水量；（2）拌合均勻度的控制。粉細(xì)砂自身的粒徑較小，其含有的水分與水泥結(jié)合后，如出現(xiàn)明顯的顆粒狀，則說(shuō)明拌合不均勻，需要調(diào)整拌和順序，完成水泥和水的拌和，之后加入粉細(xì)砂，適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌的時(shí)間，防止出現(xiàn)拌合不均勻現(xiàn)象。

3 水泥砂墊層施工

3.1 基面處理

興隆水利工程水閘施工存在粉細(xì)砂含量較大的情況。粉細(xì)砂自身的彈性模量較高，且本身為散粒體，可以通過(guò)水泥改性的方法，降低其滲透系數(shù)。為保證施工效果，在正式施工前，要將水閘閘基表面的雜物和積水去除[4]。興隆水利工程水閘閘基使用的細(xì)粒料、粗粒料，其料徑僅相差0.1 mm，且均在粉細(xì)砂粒徑范圍內(nèi)，水閘基坑力學(xué)性質(zhì)在黏性土與砂性土之間。如粉細(xì)砂處于濕潤(rùn)狀態(tài)，會(huì)表現(xiàn)出黏性土的粘結(jié)性特點(diǎn)。此外，對(duì)于基底表面存在坑洼的部分，需要按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行局部回填，并處理受擾動(dòng)的樁間土。施工過(guò)程中，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行放樣，控制好水泥砂墊層的填筑高度?？梢愿鶕?jù)施工強(qiáng)度對(duì)填筑區(qū)進(jìn)行劃分，并做好標(biāo)識(shí)工作。按照標(biāo)識(shí)順序進(jìn)行施工，完工基面經(jīng)過(guò)驗(yàn)收合格后進(jìn)入下一道工序施工。此外，基面處理還要與水泥砂運(yùn)輸做好時(shí)間方面的配合，運(yùn)輸前檢查車(chē)廂是否干凈，保證作業(yè)的連貫性，避免水泥砂含水量出現(xiàn)較大變化。

3.2 水泥砂墊層攤鋪

水泥砂墊層的攤鋪施工需要采取機(jī)械與人工配合的方式進(jìn)行施工。興隆水利工程水閘水泥砂墊層施工采用長(zhǎng)臂反鏟進(jìn)行垂直送料，配合人工進(jìn)行攤鋪。攤鋪前，基底表面應(yīng)保持濕潤(rùn)狀態(tài)，但不能出現(xiàn)明顯積水，主要是為了彌補(bǔ)水泥砂的含水量損失。根據(jù)前期的試驗(yàn)結(jié)果，達(dá)到指定的攤鋪厚度，并保證攤鋪的均勻性和平整性[5]。一般情況下，鋪料的寬度應(yīng)大于2 m。完成施工后，對(duì)照前期試驗(yàn)結(jié)果，檢查鋪料厚度、均勻度等參數(shù)是否符合要求，否則，需要進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)救。

3.3 水泥砂墊層振搗

水泥砂墊層的振搗施工可采用ZW-10型附著式振搗器進(jìn)行施工，在鋪料層的表面實(shí)施振搗。振搗施工前先進(jìn)行平料，確保鋪料的平整性和均勻性。整個(gè)振搗施工過(guò)程要按照特定方向進(jìn)行，并達(dá)到規(guī)定的振搗次數(shù)。振搗施工中，碾跡重疊的寬度應(yīng)大于等于0.3 m，對(duì)于接頭部分和邊角部位，需要進(jìn)行加強(qiáng)振搗，并防止出現(xiàn)漏振、欠振的情況。由于水泥砂墊層在每個(gè)閘室分段接頭部分要做成斜坡?tīng)?，各層之間需要錯(cuò)開(kāi)0.5 m～1 m的長(zhǎng)度，同樣進(jìn)行加強(qiáng)振搗。完成一個(gè)施工段的施工后，要先對(duì)預(yù)留接頭部分進(jìn)行清理和修整，合格后進(jìn)行下一個(gè)施工段的施工，確保前后填段連接緊密。

3.4 水泥砂墊層養(yǎng)護(hù)

水泥砂墊層的鋪筑施工完成后要及時(shí)開(kāi)展養(yǎng)護(hù)作業(yè)。完成施工的區(qū)域禁止車(chē)輛、施工人員通行，需要制定專(zhuān)門(mén)人員在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行看護(hù)。為滿足施工質(zhì)量檢查的要求，養(yǎng)護(hù)階段需要進(jìn)行取樣試驗(yàn)，并對(duì)未達(dá)到施工要求的部分進(jìn)行返修。此外，應(yīng)盡快安排上部結(jié)構(gòu)施工，以減少水泥砂的暴露時(shí)間，避免水泥砂墊層受到破壞。

4 結(jié)語(yǔ)

水泥砂墊層施工技術(shù)是改善水利工程水閘基礎(chǔ)施工質(zhì)量的有效技術(shù)方法，實(shí)際工程應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)通過(guò)工況分析，明確水泥砂墊層的施工特點(diǎn)，做好各個(gè)階段的施工準(zhǔn)備及施工質(zhì)量控制工作，最大化的發(fā)揮水泥砂墊層施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以改善水閘的基礎(chǔ)力學(xué)性能，使其達(dá)到工程施工要求。