多头小直径深层搅拌截渗墙在南四湖湖西大堤加固中的应用

2014-04-28王继堂毛孟国王成华

水利建设与管理 2014年5期

王继堂，毛孟国，王成华

(山东黄河东平湖工程局，山东泰安 271000)

1 工程概述

1.1 工程概况

南四湖湖西大堤加固工程，是治淮19项骨干工程之一，是沂沭泗河洪水东调南下工程的重要组成部分。工程北起济宁市境内的石佛，南至徐州市境内的蔺家坝，全长131.20km，工程涉及济宁市市中区、鱼台县、微山县、嘉祥县、北湖度假区5个县区。建设内容包括湖西大堤干堤堤防加固34.30km，支流堤防复堤31km，干堤截渗33.20km等。

1.2 工程地质条件

第1层黏土，褐、深褐色，软塑～可塑状态。在桩号20+400～20+570段本层为软塑状黏土，强度低。1-4层轻粉质壤土，湿，饱和，呈软塑或松散状态;1-5层粉细砂。

第2层黏土，软可塑状态。

第3层粉质黏土加砂礓，可塑～硬塑状态。3-1层轻粉质壤土和砂壤土;3-2层粉细砂，类砂壤土。

2 成墙技术

2.1 技术原理

多头小直径截渗墙技术原理，是应用双动力多头深层搅拌机，把水泥浆喷入搅拌切削的土中并重复搅拌，通过若干组相割的桩体组成连续的水泥土墙体。各单元之间，采取重叠搭接施工，形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下水泥土防渗墙，达到截渗目的。

本工程施工采用SPM-5系列多动力、多头深层搅拌桩机。

2.2 成墙工艺

2.2.1 设备特点

a.钻机部分为机械传动，多档旋转，下钻或提升速度，大扭矩，设有过载保护装置，操作方便可靠。

b.液压步履行走方式，能纵横移动，对孔就位便捷，机动性较强，能自动下车。液压步履式行走，运行平稳、噪音小、定位准确，操纵液压运行手柄可以实现桩机纵向、横向的独立、组合行走。

c.链条式加减压机构，在加固深度范围内，可连续钻进或提升钻具。立架、钻杆可根据加固深度加长或缩短。

d.提升速度范围宽，钻杆旋转与提升动力相互独立，可根据施工情况分别调整提升、旋转速度。钻杆沿施工方向排列，需要的施工宽度小，钻杆侧置，便于安装，方便施工、检修。钻进部分采用机械转动，并设有过载保护装置，功能全、操作简单，安全、方便、可靠。

e.整机结构紧凑稳定，适用于场地窄和地面条件较差的工地。

f.联锁器的设置，可有效避免墙体桩位分叉现象。钻杆的正、反转均有三种转速，施工中可视土质选取钻杆转速。配有导向器，避免由于钻具转速高导致钻杆摆幅过大。

g.配有FSC-2防渗墙成桩质量检测记录仪和倾斜安全报警装置，垂直度、钻深、进浆量等施工数据均自动检测;可根据施工设计要求设置每0.10m段喷浆量，浆量可按时间累积;存储容量大，通过串行口输出，可在室内进行微机处理。

2.2.2 施工工艺流程

SPM-5型桩机就位、调平、启动主机，通过主机传动装置，带动主机上的钻杆转动，转头搅拌，并以一定推动力把钻头向土层推进至设计深度，然后提升搅拌到孔口;在上述过程中，通过水泥浆泵将水泥浆由高压输浆管输进钻杆，经钻头喷入土体。在钻进和提升的同时，水泥浆和原土充分拌和。按设计搭接要求，桩机纵移就位调平，多次重复上述过程形成一道防渗墙，施工工艺流程见下图:

施工工艺流程图

2.2.3 成墙方法

SPM-5型桩机，钻头间带有刚性联锁装置可实现一次成墙。适用于钻头直径180～1000mm，最大施工深度可达30m。

3 工程质量控制要点

2010年4月26日，组织40名经验丰富的施工人员，投入6台SPM-5型桩机及地质钻机等专用设备。开始在试验段进行施工。2010年5月11日，试验段施工结束后，参建各方及时对试验段取样送检测中心进行检测。根据试验检测结果，调整施工参数。2011年10月，该工程结束，共完成截渗墙长33.10km，面积31.20万m2。