振动沉模防渗板墙技术在花园湖退洪闸工程中的应用

唐　恺　赵　倩　马　瑞

振动沉模防渗板墙技术在花园湖退洪闸工程中的应用

唐恺赵倩马瑞

振动沉模防渗板墙技术是水利工程进行地基防渗加固引入的一种技术，它运用大功率、高频率振动锤将H形空腹模板沉入土体至设计深度，在起拔模板的同时连续灌注防渗墙体材料，边提边灌，形成单元防渗板体，具有施工方便、成墙连续、质量可靠、防渗效果好等优点，适合软土地基的防渗处理。本文以花园湖退洪闸工程为例，介绍了振动沉模防渗板墙技术在地基处理中的应用。

一、工程概况

花园湖退洪闸工程位于花园湖行洪区下口门处，设计行洪流量3500m3/s，反向进洪流量1000m3/s，闸室共27孔，每孔净宽12m，总净宽324.0m，工程等别为Ⅱ等大（2）型，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为100年一遇。在退洪闸上游侧和下游侧底板下垂直水流方向设20cm振动沉模防渗板墙，兼顾防渗和防液化围封作用。振动沉模平面布置见图1。

图1　振动沉模平面布置图

二、工程地质

工程区位于河漫滩上，地面高程一般在16.05～15.50m，地势平坦开阔，均为耕地。据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），退洪闸闸区地震动峰值加速度为0.15g，相对地震基本烈度为VII度。由区域地质资料可知，郯庐断裂带从闸址区附近通过，场区为抗震不利地段，根据场地建基面以下15m深范围内覆盖层土的强度，按《水工建筑抗震设计规范》（SL203—97）划分标准，场地土类型为软弱场地土，场地类别为III类。

根据勘探资料，闸址区内②、③层为可能液化土层，其平均液化指数为6.3～19，属中等～严重液化，⑥-2、⑩层为不液化土层。闸基下②、③层土中等渗透性，且渗透比降较小，汛期闸上下游高水位时易产生渗透变形，⑤层土以上各层土，抗冲性能较差。

三、主要技术指标

振动沉模防渗板墙厚20cm，墙体长856m，墙顶高程12.4m；墙底高程1.00m。板墙采用水泥粉煤灰砂浆浆液，浆液的配合比应满足：28d渗透系数不大于1×10-6cm/s，抗压强度不小于7.0MPa，弹性模量不小于1000MPa。墙体垂直度偏差不大于0.3%，墙体轴线偏移不大于±10mm，墙底高程偏差在0～+10cm以内。

四、施工工艺及技术流程

1.施工工艺

振动沉模防渗板墙施工工艺为：运用大功率、高频率振动锤将H形空腹钢模板振动沉入土体至设计深度，在起拔模板的同时连续灌注防渗墙体材料，边提边灌，形成单元防渗板体。为保证单元板体之间连接可靠，防止单元板体间垂直分叉，施工时采用双模板（A模和B模）交叉连续施工法，保证防渗墙体的连续性和可靠性。振动沉模防渗板墙施工流程见图2。

图2　振动沉模防渗板墙施工流程图

2.技术流程

振动沉模防渗板墙技术流程见图3。

（1）振板就位

调平机架后将A模板对准孔位，以自重将模板刃口压入土层中，再检测、调整模板的垂直度。

（2）振动沉模

启动振锤，将A模板沉入土中至设计深度，A模板称为先导模板，有起始、定位、导向作用。再将B模板沿施工轴线与A模板套接后，沉至设计深度。B模板称为前接模板，起到延长板墙长度的作用。向已沉入设计深度的A模板腹腔内灌满浆体，然后边振动边上拔边灌浆，直至拔出地面，浆体留在槽孔内，形成单元板体。在模板腹腔内部，始终保持一定的浆料面高度，确保浆体灌到防渗墙顶设计高程。A模板拔出地面后，移动步履式桩机，使A模板在B模板前沿就位。此时，A、B模板作用互换。如此重复上述工序操作，即可完成一道竖直、连续的防渗板墙。

（3）接缝处理

高压旋喷采用两管法施工（见图4），先将两管喷具下至设计深度后，进行高压喷射灌浆，通过高压浆液切割造槽，压缩气保护浆液射流射程，经过切割、搅拌、旋转360°、升扬置换等作用，利用水泥浆液充填接缝处的间隙，把原振动沉模防渗板墙连接成紧密连续的防渗墙体。

图3　振动沉模防渗板墙技术流程图

图4　高压旋喷工艺流程图

五、质量控制

1.原材料质量控制

原材料中水泥符合现行规范的质量要求，砂为洁净的中细砂，粉煤灰选择一级粉煤灰，现场专人对材料验收后妥善保存。

2.灌注浆液质量控制

按设计要求，在试验室进行配合比设计，严格控制每盘砂浆材料用量及拌制质量；保证浆液比重≥1.9g/cm3，稠度34～40cm。每盘浆液的拌制时间≥120s，制成的浆液具备良好的流动性和保水性，并留取试件。

3.施工过程质量控制

（1）场地平整、密实，作业面高程满足设计要求，承载力满足施工工艺要求。

（2）施工时采用厚20cm，长度0.7m的模板施工，沉模深度分别为14.2m（施工时地面高程按14.4m考虑）。在施工过程中通过用水准仪测量沉人地层的模板顶高推算板墙墙底的高程，使之达到设计底高程。墙体浇筑顶面比设计墙顶高程高20～30cm，防渗墙在振动沉模施工全部结束后凿除到设计高程。板墙起止位置由测量队用全站仪测放。施工中模板轴线与设计轴线偏差≤1.0cm。

（3）按施工工艺要求，在沉模前校平机架垂直度，进行第一块导向模板的就位。要求立柱中心偏差不超过±1cm，立柱前后、左右倾斜度不超过3‰。通过在板墙轴线端头架设经纬仪配合立柱上的锤球控制立柱和模板的倾斜度的办法控制成墙垂直度，确保成墙墙体的连续性。

（4）为减小沉模过程中侧壁摩阻力，提高槽孔壁的平整度，在沉模的同时压注润滑水。

（5）灌注浆料前，储浆桶中需备足一块单元板体的浆料，泵送要连续；模板的提升速度与浆料泵送量相吻合；灌注时如模板中有水，待浆料将水全部排出孔口后方可提拔模板；浆料灌注充盈系数应≥1.0。

（6）提拔模板时，应先启动振锤振

六、质量检查

1.开挖检查

振动防渗板墙开挖后进行检查，要求达到板墙连续、墙面平整、厚度均匀、无接缝、无断板和纵横向开叉缺陷、完整性好。对防渗效果采用板墙两侧挖探坑充水、埋测压管等方法进行检查，要求防渗效果好。

2.取样检测

通过施工过程中留取试块和在非利用段墙体上取样，对28d渗透系数、抗压强度和弹性模量进行检测，均满足设计要求，详见表1。动数秒，使模板侧壁阻力减小，待振锤振幅正常后再缓慢提拔。模板离孔底2.0m后，再按常速提拔。

表1　检测结果对照表

（7）通过现场控制供浆连续性及测算灌注充盈系数，若充盈系数大于1.0，则说明槽内浆液已注满，若小于1.0则说明槽内有异常情况，需重新下模板灌浆，直至充盈系数大于1.0，灌入墙体的浆液不再下沉和气泡冒出为止。

七、结语

振动沉模防渗板墙施工结束后，经开挖检查与取样检测，质量情况良好。振动沉模防渗板墙技术在花园湖退洪闸工程中的应用，充分显示了其快速、连续、质量优良的特点。与其他防渗墙相比，具有工序简单、施工方便、质量可靠等优势，适用于砂土、粘性土、淤泥质土等地层，可应用于平原地区和闸、泵站等建筑物的垂直防渗，推广价值大

（作者单位：淮委治淮工程建设管理局233001）