双乳山水库水泥土防渗墙生产性试验成果分析

乔华青

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概况

双乳山水库位于南云中河干流双乳山脚下，距上游米家寨水库8.4 km，是一座灌溉、防洪、养殖等综合利用的中型水库。水库控制流域面积330 km2，总库容1 285万m3，最大坝高11 m。云中河从米家寨村东大长殿下游约0.5 km处出山口后，分成南北两支，南支为南云中河，北支为北云中河。南云中河流经石家庄村西南即进入奇村盆地，至大王村东北进入双乳山水库。坝址选在双乳山，两端为2个小山包，东为台坡山，西为凤凰山，并有几个小山头与副坝连接，构成双乳山水库坝址枢纽区。全长4 km，宽约500～1 000 m，为典型的山区、丘陵型水库。

水库东副坝坝基地层岩性分为3层，上部以亚砂土为主，灰黄色，粉粒含量高，含水量较高，含细砂、淤泥质土层，中部以粗砂为主，灰褐色、浅红色，含砾石，分选较好，下部以亚黏土为主，深灰色，软塑，为相对隔水层。据先导孔注水试验，亚砂土和粗砂地层的透水率最大可达93.35 Lu，属中等透水。

2 试验目的与任务

水泥土防渗墙试验是水泥土防渗墙施工前进行的重要工作。通过水泥土防渗墙试验论证，拟采用的施工方法、施工参数在技术上的可行性、效果上的可靠性和经济上的合理性，推荐合理的施工程序。按照设计要求进行现场试验，并根据试验情况调整和确定水泥土防渗墙的施工工艺和水泥掺入量、水灰比、钻具提升和下降速度等技术参数，验证工程设计提出的施工技术指标的合理性。

3 试验内容及场地选取

水泥土防渗墙试验内容包括搅拌桩机的钻进速度及桩底标高、水泥浆液的水灰比、搅拌桩机提升下钻速度、送浆压力及桩体渗透率等。

水泥土防渗墙试验场地应选在防渗墙轴线附近或防渗墙轴线上具有代表性的地层。根据现场施工条件，经监理建设单位批准，双乳山水库东副坝坝基水泥土防渗墙试验段选在防渗墙轴线上桩号0+329.80—0+340.20之间，长度10 m。

4 施工方法及技术要点

4.1 施工方法

4.1.1 施工准备

施工前，首先对场地进行平整，清除施工场地障碍物，并做好供水供电线路、机械设备施工线路、机械设备放置位置、运输通道等施工准备。由测量人员对设计交底提供的坐标点复测后，按设计图纸进行防渗墙轴线放样，并准确定出各联接桩的位置。

4.1.2 钻机就位

根据设计要求，双乳山水库东副坝坝基水泥土防渗墙为单轴搅拌桩成墙，施工设备采用PH-5A型单轴搅拌机。桩机必须安放平稳，机底全部垫平、垫实，机架和搅拌管保持垂直，搅拌头对准桩位，并用线锤测设桩架垂直度，经检查符合要求后方可开钻。

4.1.3 搅拌下沉及水泥浆拌制

桩机就位后，搅拌头沿导向架边旋转、边切土、边下沉，下沉速度根据地层进行调整，保持在0.5～1.0 m/min；搅拌下沉的同时，按照设计配合比拌制水泥浆液，浆液材料选取42.5普通硅酸盐水泥，浆液严格按设计水灰比1∶1.5拌制，拌好后倒入集料池中。

4.1.4 搅拌提升、喷浆

搅拌下沉至设计深度后，为保证水泥搅拌桩桩端及桩身质量，提钻前先在底部停留30 s左右，使桩底水泥浆充分搅拌，然后以均匀速度边提升、边搅拌、边喷浆，提升速度控制在1.0～1.5 m/min以内，供浆压力保持在0.3～0.4 MPa，供浆量80～140 L/min，第一次搅拌提升应保持速度缓慢，使桩身达到足够的水泥浆及充分搅拌。

4.1.5 重复搅拌、喷浆

当搅拌提升至桩顶时，为确保搅拌桩质量，用同样方法进行二次搅拌下沉、提升喷浆，确保水泥浆与土体充分拌和。

按照设计桩距依次进行施工，桩与桩之间就形成了水泥土防渗墙。

4.2 技术要点

一是桩体垂直度控制：施工前必须对场地进行平整，保证钻机处于平稳状态；钻杆焊接在施工现场水泥平台旁边的水泥平地上进行，施工过程中全部采用吊线锤控制钻杆的垂直度，施工前检查主机上的水平测控装置，确保主机机架处于铅垂状态；通过4个支腿油缸调平，重点检查支腿是否存在下陷或油缸泄压现象，若有此现象必须及时调平。二是输浆控制：施工过程中保证输浆均匀，根据地层吃浆变化调整输浆量，总输浆量均不少于设计要求。三是桩的定位精度控制：主机调平后，在施工中可能因振动产生整机滑移，造成桩位偏差，试验施工中采用双套引线锤进行桩位控制，保证桩位水平和垂直偏差符合要求。

5 质量检查结果

本试验段水泥土防渗墙施工完成后，按设计要求进行了围井试验检查，围井位置选在桩号0+331.10—0+333.60段，围井施工结束14 d后进行了检查孔的钻孔及下设过滤花管，检查孔位置在围井中心部位，孔径89 mm，孔深12.08 m，并对检查孔进行了注水试验检查。注水试验检测结果：渗透系数4.9×10-7cm/s，满足设计指标不大于1×10-6cm/s；围井防渗墙墙体开挖深度1.5 m，桩与桩之间搭接良好，搅拌均匀，无裂缝缺损等情况；墙体厚度共检查5处，最大墙厚34 cm，最小墙厚30 cm，全部满足设计指标（墙厚30 cm）。综上所述，该设计施工参数可以用于双乳山水库东副坝坝基水泥土防渗墙工程。