[振动沉模防渗板墙在堤围中的应用] 振动沉模防渗板墙不适宜

　　摘要：振动沉模板墙是一项新的防渗技术, 是解决江河、湖泊堤防需要除险加固问题的良好手段之一，由于具有工效高、造价低、质量可靠等优点。因此在水利工程中广泛应用，本文结合工作实例，对振动沉模防渗板墙在堤围中的应用进行了分析。
　　关键词：振动沉模板墙；防渗措施；施工工艺
　　中图分类号：TV543.84文献标识码:A
　　1.工程概况
　　1.1地理位置
　　揭东县磐岭围分为南河堤、北河堤，位于揭阳市榕城区之西，南临榕江南河，北濒榕江北河，西与揭西县相接。堤围全长35.718公里，其中属揭东县境内总长24.267公里，计南河堤11.987公里，北河堤12.28公里。围内总集水面积133.64平方公里，地势西北高、东南低，受益地区包括揭东县境内新亨、桂岭、白塔、霖磐、月城五个镇及揭阳市榕城区的一部分，捍卫耕地面积12.47万亩，人口56.38万人。
　　1.2工程地质及存在问题
　　磐岭围地处榕江三角洲腹地，地貌上为榕江南河水道北岸第四系一级阶地，堤围筑填土厚度0.7～8.0m，第四系由一套三角洲海陆交相互冲积层之粉质粘土、淤泥、粉土、粉砂、细砂、中砂、粗砂花岗岩风化土组成，厚度11.7～50.9m，在场地西部厚度较小，与下伏残积土层呈不整合接触，土层特征由上而下描述如下：
　　①堤筑填土，由灰黄色粗中（细砂）、粉土、粘土组成，砂松散，中等透水～强透水，标贯12次，5～10击，平均7击；粉土、粘土可塑，液微透水～弱透水，标贯6次，5～12击，平均8击。本层堤顶筑填厚度4.40～9.10米。承载力标准值90KPa。
　　②粘土（含砂）粉土、中粗砂、细粉砂：灰黄灰白色，粘土、（含砂）粉土可塑，极微～中等透水，标贯4次，3～8击，平均6击，中粗砂细粉砂松散～中密 中等～强透水，标贯5次6～25击，平均13击。层顶标高5.95～2.20米，层厚0.00～7.50米。承载力标准值112KPa。
　　③有机质粉土、（含砂）有机质粘土、（粉土、粘土）夹中砂、细粉砂：青灰（褐）、灰黄色，有机质土饱和，流塑，高压缩性含有机质及少量砂，极微～中等透水，标贯13次，小于1击；中砂、细粉砂松散～中密，中等透水，层顶标高19.5～-5.40米，层厚1.00～18.20米。承载力标准值小于40KPa。
　　④粗中砂、细粉砂、粘土、粉土（局部夹有机质粉土、泥炭土）：灰白、灰黄（褐）色，粗中砂为主，次棱次圆状，成份主要为石英、长石、稍密～中密状态，局部松散，中等～强透水，标贯66次，6～25击，平均17击；粘土、粉土可塑，局部软塑，极微～弱透水，标贯26次，2～7击，平均5击。层顶标高-0.06～-18.40米，层厚2.70～26.70米以上。承载力标准植250KPa（粗中砂）～150KPa（粘土、粉土）。
　　⑤全风化花岗岩：杂色，岩石全风化为粘（粉）土质砂、含砂粘土、粉土，可塑，微～中等透水。标贯7次，13～17次，平均15次。层顶标高-16.73～-23.30米，揭露5.50～8.00米未穿。承载力标准值230KPa。
　　揭东磐岭围虽经1990年～1996年历时7年加固，堤身已按20年一遇的防洪标准加高培厚，抗洪能力有所提高，但已加固的堤段实质上也只是堤面加高培厚，堤身、堤基存在的渗漏问题并未消除，工程仍存在严重的隐患。
　　2防渗措施
　　考虑到本堤段特点，本次除险加固防渗措施设计为振动沉模防渗墙，桩号为北河堤5+800～9+650，总长3850米。深度11.4～12.6m，其基本工作原理由以下几部分组成：a) 振动机械原理, 振动沉模防渗板墙动力设备是振动锤，在其两根轴上各装有偏心块，由偏心块产生偏心 力。当两轴相向同速运转，横向偏心力抵消，竖向偏心力相加，使振动体系产生垂直往复高 频率振动。振动体系具有很高的质量和速度，产生强大的冲击动量，将空腹模板迅 速沉入地层。b) 振动沉模原理,振动体系的竖向往复振动，将模板沉入地层。
　　由于模板在振动力 作用下使土体受到强迫震动产生局部剪胀破坏或液化破坏，土体内摩擦力急剧降低，阻力减 小，提高了模板的沉入速度。同时挤压、振密模板周边一定范围内的土层。c) 振动模板的成墙机理。
　　2.1模板作用
　　振动模板沉入土层后，注满浆体；当振动模板提拔时，同时浆体从模板下端注入槽孔内 ，空腹模板起到了护壁作用，由于造槽是在不释放地基应力的情况下实现的，因此不会出现缩壁和塌壁现象。从而成为造槽、护壁、浇注一次性直接成墙的新工艺，保证了浆体在槽孔 内良好的充盈性和稳定性。
　　2.2导向作用
　　为了保证防渗板墙连续可靠，无纵横向开叉，该项新技术采用了两块模板联合施工工艺 ，先已沉入地层的模板可作为后沉入模板的导向，保证了各相邻单板体在一个平面内紧密结 合成墙。
　　2.3振捣作用
　　模板在振动提拔时，对模板内及注入槽孔内的浆体有连续振捣作用，使墙体充分振动密 实。同时，又使浆体向两侧挤压，板厚增加。
　　2.4板墙接缝紧密的机理
　　振动沉模的模板作用、导向作用、振捣作用都使板墙接缝结合紧密。同时每个单板体板 墙从震动沉模灌注完成时间很短，一般仅为10分钟左右，在灌注材料初凝之前，可连续完成 多个单板墙施工。因此，几个相邻单板墙体浆液经反复震动而互相混合，使模板接头处的浆 液溶为一体，不存在墙间接缝问题，从而保证了板墙的连续完整性。
　　本次设计对振动沉模板墙的技术要求有以下几点：① 振动沉模防渗板墙的深度和长度按设计要求施工，双板扣接，每块板墙的灌浆量应等于或大于需求量。墙底要达到设计高程，其中墙底深度误差不大于0.3m，施工轴线应在设计防渗墙中心线上，上下游方向最大误差不超过8cm。②墙体的厚度≥8cm，墙体连续。③设计墙体抗压强度P≥1 Mpa。④渗透系数R≤I×10-6cm/s。⑤墙体破坏坡降j≥300。
　　3.试验计划及施工工艺参数
　　为了寻求适合本工程地质情况的施工工艺参数，工程于桩号8+215为起点，做了10米的试验段，工程量约120 m2。
　　3.1试验的目的
　　①通过试验确定施工工艺方案和施工工艺参数。②通过开挖，现场直观检查防渗板墙的连续性和成墙厚度。③防渗墙开挖后取样送检，检测板墙抗压强度及渗透系数是否满足设计要求。④主要施工机械系统的运行情况。
　　3.2试验施工
　　(1)施工工序
　　①桩机、模板就位。桩机就位在施工轴线上将桩机调平，调整完毕后使A模板就位，利用振动体系自重将板刃压入土中，检测调整模板和立柱的垂直度达到设计要求。②振动沉模。启动振锤，将A模板沉入地层中，达到设计深度，然后将B模板沿施工轴线在A模板前侧与A模板紧密并接，以A模为导向板，沉入地层设计深度。③灌注提升A模板。向A模板内灌满浆体，然后边拔、边灌注，直至拔出地面，浆体留在槽孔内。灌注提升结束后，要保持浆体在墙顶设计高程。④再沉入A模板。A模板提拔出地面后，立即沿施工轴线移至B模板前侧就位，以B模板为导向板，A模板沿B模板沉入地层达到设计深度。
　　a-A就位; b-A沉下、B就位; c-B沉下; d-A灌注提拔;e-A沉下; f-B灌注提拔; g-B沉下; h-A灌注提拔;
　　(2)施工工艺流程
　　施工工艺流程图
　　(3)施工工艺参数
　　施工工艺参数值
　　成墙4天开挖进行外观检查，其墙体厚度大于8 cm，墙体连续。随后取样送广东水电与建筑工程质量检测站进行检测，结果为：墙体抗压强度P=16.3>1PMpa、渗透系数R=4.88×10-8cm/s 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文