水泥搅拌桩在水库坝体防渗中的合理应用

【摘要】在经济迅速发展下，水利工程已经成为我国社会不可或缺的一部分，但是我国水利工程起步晚，施工技术还相对不成熟，水库运转过程中常出现渗漏问题。水库坝体渗漏严重影响了水库正常运转，威胁人们生命财产安全。水泥桩搅拌桩截渗墙技术为水利工程中一种新型施工技术，在地基性能差水库中应用此技术可有效提高软土质强度，防渗防漏。本文在对泥搅拌桩截渗墙技术进行简单概述基础上主要对此技术的设计要点及施工要点进行了详细介绍。

【关键词】水泥搅拌桩；水库施工；坝体防渗

当前水利工程为社会生产中的重要部分，水利工程施工技术还有施工设备都发生了质的转变。我国水利工程建设起步比较晚，水库施工中因自身或其他原因常会出现渗漏状况，影响水库功能发挥，影响水库安全。水泥搅拌桩截渗墙技术属于一种新型技术，在地基性能差水库中应用此技术可有效提高软土质强度，防渗防漏。

1、水泥搅拌桩截渗墙技术概述

水泥桩搅拌桩截渗墙技术是将水泥当作固化剂，通过灌注桩施工机械将水泥送入到地基深处土层，通过搅拌让水泥浆形成高稳定性坝基、坝体结构，此结构可有效确保水库施工整体性及施工质量。

1.1 水泥搅拌桩截渗墙技术特点

水泥搅拌桩截渗墙技术力学参数设置合理，截渗墙结构整体性能良好，施工中能对水泥用量进行高精控制，在水库工程中比较常见。且施工过程中水泥搅拌桩还能改善软弱土结构，可提高水库坝体结构整体性，拥有良好防渗作用。

1.2 水泥搅拌桩截渗墙技术的适用范围

水泥搅拌桩截渗墙技术在水库工程施工中比较常见，尤其适用于岩溶地区水库施工，在岩溶区水库施工中发挥着不可替代的作用。

2、水库坝体渗漏的原因及其危害

2.1水库坝体渗漏的原因

水库坝体渗透是多种原因所导致的，涉及很多方面，不仅有自然因素，还有人为因素，而人为因素起主要作用。所谓的人为因素主要是施工人员在施工中对施工材料没有作严格检查，监理人员未能够按照相关要求对施工工序及施工技术把关检查，工程结束后相关人员对水库坝体没有有效养护，从而使得水库坝体在长期使用中出现了渗漏。导致水库坝体渗漏的自然因素主要为施工地点土质同施工要求不相符合，水库地基在地理环境影响下质量不达标，使得长期使用后出现了渗漏。

2.2水库坝体渗漏的危害

水库坝体渗漏不仅影响了水库正常使用功能，使水库使用寿命严重缩减，不仅给国家造成了重大经济损失，同时也给人们生产生活带来众多不变，甚至对人们生命财产安全带来了严重威胁。因此必须对水库坝体渗漏原因仔细分析，并进行针对性处理，确定最佳施工方案，防止渗漏发生。

3 3、水泥搅拌桩截渗墙的设计方法

3.1 土工膜防渗

土工膜防渗指的是用两布一膜复合土工膜对水库坝体渗漏位置进行的防渗处理设计，土工膜防渗施工简单，但如区域内存在灰岩出露的话清基后需用碎石进行垫层铺设，土工膜完成铺设之后还需对护坡进行浆砌石块压重。此方案防渗为铺盖防渗，铺盖防渗中为确保渗流稳定，土工膜水平段应延伸到库盆中，但渗径延长工程量大。

3.2水泥搅拌桩截渗墙垂直截渗

水泥搅拌桩截渗墙技术主要利用粘土土料及水泥两种建筑施工材料，将两种材料充分搅拌，搅拌后铺设于水库渗漏位置，铺设期间通过预压、封堵方法进行处理。此种施工处理技术要求低，成本不高，将水泥搅拌桩截渗墙技术同土工膜技术结合起来，施工效果会更理想。应用此技术时应注意下列问题：（1）钻孔要达到一定深度，这样截流墙才能嵌入进不透水层；（2）截流墙要确保垂直度，如果截流墙有倾斜或开叉防渗效果会大打折扣。施工中需应用经纬仪对塔架垂直度进行控制，从而达到控制截流墙垂直度的目的；（3）控制水泥浆的浓度，搅拌中要保证水泥浆一直有冒出；（4）钻孔间做好搭接工作，施工前对钻孔定位，做好标记，确保钻机没有遗漏，确保搭接厚度符合设计要求；（5）确保截流墙连续性，截流墙垂直度越好，截流墙连续性就越好，此外，截流墙连续性还同施工作业连续性相关，因此施工中桩孔搭接的间隔时间都要以水泥的初凝时间当作参考。

4、水泥搅拌桩在水库坝体防渗中的施工技术

4.1水泥搅拌桩在水库坝体防渗中的施工技术

（1）施工准备

清场备料：施工前按照水泥桩截渗墙的设计轴线对路面进行开挖，将水坝坝顶的堆积物全部清除，作业面应≥5m，如水库坝顶表面过软需进行适当处理，防治施工过程中机械失稳。备足施工所需水泥量，所有施工机械全部就位。

测量放线：按照水坝上测定出的控制点还有坐标基准点，对水泥搅拌桩截渗墙墙体施工轴线进行测放，用竹签做好标记。水泥桩孔径及间距严格按设计要求进行设置，保证截渗墙墙体搭接符合设计规范。

安装调试：测量放线完成之后需支撑移动车和主机就位，随后在适当位置进行桩架架设，并将制浆、注浆设备安装好，所有设备安装好后，将电路、水路接好，并进行运转调试。

垫板铺设：按设计图纸开挖储留沟，储留沟的长度需超前主机作业10m，沟中进行垫板铺设，储留沟能为钻机钻进过程提供充足水泥余浆补给；垫板可确保主机对坝体的压力均衡，防止主机失稳。

（2）钻机就位

水泥桩桩位测放合格后，将水泥搅拌桩钻机就位，施工中多采用三头水泥搅拌桩机，需按照三根搅拌轴的轴间距离对套接位置在墙体进行标线划定，偏差范围控制在≤5cm，对钻杆垂直度通过吊垂线法、水平管法、镶嵌水准泡法进行控制，钻杆的偏差控制在≤0.5%，墙体的垂直度偏差控制在≤0.3%。施工中对钻头叶片的磨损情况要定时检修，保证水泥桩桩径符合设计需求。钻头钻进过程中通过桩架导柱上的划分标尺对掘进深度及掘进速度进行控制，掘进深度偏差控制在设计深度0.2m内。

（3）预搅下沉及制浆

钻机就位后首先要匀速下沉，搅拌速度控制在0.5～1m/min。钻进中对搅拌轴垂直度要随时检测，确保搅拌桩偏倾率≤0.5%。钻头钻到桩底的设计高程时，下沉停止。按不同土质及设计要求对水泥浆进行配置，浆液随配随用，对浆液质量进行控制，放浆前将浆液搅拌30s之后将配制好的水泥浆用泵输送到储浆罐，防止出现灰浆离析。

（4）提升喷浆

水泥浆预搅下沉到设计好的桩底高程之后，对桩底进行数秒持续喷搅，钻杆回转提升，便提升边喷浆，以整根水泥桩注浆量30%当作喷浆量，提升速度l～1.5m/min，确保截渗墙底部质量合格，钻杆提升高度达到桩顶高程的时候，停止提升，但是还学习需要持续喷浆数秒。

（5）下沉喷浆

对截渗墙墙体进行性下沉喷浆，喷浆速度≤1m/min，下沉中如出现断浆应自断浆面0.5m位置复喷，直到桩底位置，喷浆过程中应将积料斗内浆液不断搅动，防止水泥的渗入量不均匀，并对断浆面做好详细记录。

（6）复搅提升

下沉喷浆完成之后，让钻具在1m/min提升速度下均匀提升到设计桩顶高程，在此位置进行10s时间持续搅拌，随后从孔口提出钻具。

此时一个孔的水泥搅拌桩施工全部完成，对其他两孔持续上述施工操作就完成了水泥搅拌桩防渗墙的全部施工。

4.2质量检测

水泥搅拌桩防渗墙施工完毕后需要进行现场及室内试验，确保施工质量。

（1）现场检测：水泥搅拌桩成桩之后对每米桩身均匀性用轻型动力触探 （N10）进行检测，成桩7天后再通过浅部开挖桩头对搅拌均匀性进行检测，对成桩直径进行测量。

（2）室内试验：对芯样进行挖取，将芯样在监理人员见证向下送到具备相应资质的实验室作室内试验，对芯样渗透系数进行检测，确保渗透系数

5、结语

渗流问题为水库建设中所面临的主要问题，水库坝体一旦渗漏，水库坝体、坝基都会被水渗透破坏，如渗流量大会给使库水出现巨大损失。水泥搅拌桩防渗墙技术地层适应性强，墙体质量可靠，适应水库坝体防渗需求。

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