水泥土防渗墙在双乳山水库的应用及控制

吴晋生

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概况

双乳山水库位于忻府区南云中河干流的双乳山脚下，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330km2，1959年兴建，1962年竣工，总库容1285万m3，最大坝高11.0m。

2 水库存在问题

双乳山水库主要发挥着防洪减灾、农业灌溉和为当地群众提供饮水的作用。由于该水库是20世纪六七十年代机械化水平极低的时期由民工投劳建成的，工程质量问题较多，加之水库运行多年，出现了诸多问题：一是防洪标准低，达不到规范要求；二是设备老化严重，不具备运行要求；三是坝体防渗效果差，渗漏严重，存在较大的安全隐患。

选择经济合理的除险加固方案对病险水库至关重要。目前常见的处理坝基防渗方法主要有高喷灌浆法、水泥土防渗墙法及土工膜防渗法。

根据水库现状，结合工程实例，对双乳山水库采用深层搅拌水泥土防渗墙进行堤防防渗。该方法具有效率高、成本低、无振动、污染少的特点，是堤防防渗墙施工的有效方法之一。

3 防渗墙设计

3.1 工程地质条件

双乳山水库副坝基地层浅部为第四系全新统冲积岩（Q4a+pl），其深部埋有第四系上更新统冲洪积岩层（Q3a+pl）和中更新统冲洪积层（Q2a+pl）。其中上更新统和中更新统地层埋藏较深，与工程关系不大。副坝坝基地层岩性大致可以分为两段，全长1400m，地基上部为粗砂、中粗砂，含土及砾石，砾石最大粒径3.5cm，层厚2.7m；向下为亚砂土，黄红色，软塑，层厚2.7m；底部为淤泥质黏土，褐色，为相对隔水层，厚度3.0m。地下水标高827.50m，埋深4.4m，粗砂、中粗砂层渗透系数3.99m/d。

3.2 防渗墙设计要求

根据工程地质条件，采用多头深层搅拌防渗墙技术进行处理，可完全封闭透水层的渗透通道，从根本上解决透水变形问题。从地质报告可以看出，坝基下埋藏有一层透水层，即粗砂、中粗砂层，为达到理想的防渗效果，防渗墙必须穿过该透水层到达黏土层。渗透系数不大于5Lu，墙体厚度30cm。

4 施工方法

4.1 施工准备

一是做好场地的|“三通”（路通、水通、电通）“一平”（清除施工现场的障碍物）。二是按设计图纸进行放线，准确定出搅拌桩的位置。三是做好供水供电线路、机械设备施工线路、机械设备放置位置、运输通道等准备工作。

4.2 钻机就位

单轴深层搅拌桩机就位、对中，保证桩机安装水平、稳固，机底全部垫平、垫实，在桩机上测出标高控制线，并用白漆在机架上划出深度标志，机架正、侧面和搅拌管全部垂直，搅拌头对准桩位，同时用线锤测设桩架垂直度，经检查符合要求后开钻。

4.3 搅拌制浆及提升

沿导向架边旋转、边切土、下沉直至加固深度。浆液材料采用普通硅酸盐水泥42.5。拌制浆液按照试桩确定的配合比拌制。搅拌机预搅下沉的同时，后台拌制固化浆液，拌好后倒入集料池中。

下沉过程中边切土、边搅拌，搅拌至设计深度后，以均匀速度边提升、边搅拌、边喷浆，使水泥浆与土体充分拌和。为保证水泥搅拌桩桩端及桩身质量，提钻时在桩底部停留30s。

为使土层与水泥浆搅拌均匀，用上述同样方法进行二次搅拌下沉、提升喷浆，将深层搅拌机重复搅拌下沉、提升喷浆。

5 质量控制措施

5.1 桩体垂直度控制

施工前将场地及桩机调试整平。施工过程中使用吊线锤对钻杆的垂直度进行控制，同时检查桩机操作台上的水平测控装置，确保桩机机身处于垂直状态。

另外，调平通过桩机支腿的油缸。检查桩机支腿是否存在下陷或油缸泄压现象，发现问题及时处理。

5.2 输浆量控制

施工过程中要保证输浆均匀，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，输浆压力控制在0.3～0.4MPa。

5.3 桩位精度控制

主机调平后，在施工过程中往往会由于桩机振动而导致机身倾斜，造成桩位的偏差。本方案采用双套引线锤进行桩位的控制，可保证桩位的垂直度得到精确控制。

6 防渗墙质量检查

根据《水利水电工程高压喷射灌浆技术规范》的有关标准，在墙体成型14d后，通过围井实验对成型墙体进行渗透检验。当渗透系数不大于5Lu时，可达到该墙体的防渗设计要求。

防渗墙墙体成型后对墙体进行开挖，开挖深度1.5m，检查桩与桩之间搭接是否良好，搅拌是否均匀，有无裂缝缺损等情况。共检查墙体5处，墙体厚度均达到了设计要求。

通过采用水泥防渗墙对水库堤防进行防渗施工后，在经济合理的条件下可有效控制水库大坝渗漏问题，消除了水库安全隐患，为水库安全高效运行提供了保障。