宣城市郎溪县飞鲤镇跃进圩南大堤除险加固工程—截渗墙应用

摘 要：本文以飞鲤镇跃进圩南大堤除险加固为例介绍多头小直径截渗墙设计，分析了截渗墙技术应用现状，提出了技术参数要求，保证工程质量。

关键词：水利工程;截渗墙;应用

引言

跃进圩位于郎溪西南部，距县城15km，东与十字镇接壤，北邻东、西撇洪河，南抵飞里新河，西濒南漪湖。跃进圩历史上洪灾频发，1983年、1984年汛期在南大堤决口，决口共4处。特别是1999年6月29日7时，跃进圩西大埂决口，决口长度140m，集镇进水，淹没农田万余亩，财产损失近亿元。2016年跃进圩经受了严峻考验，7月3日南大堤下部堤埂漫水，当时重大险情4处;东撇洪河、西撇洪河多处洪水漫堤，经全镇上下的奋力抢险，大圩得以保住。

2020年6月20日后，飞鲤镇遭遇近4轮强降雨，致使多处堤防出现渗漏险情，尤以跃进圩南侧堤防险情突出。

通过实地排查发现，险情段渗漏、散浸现象较多，部分堤脚发现有水冒出，堤脚沼泽化现象随处可见，险情段堤防渗漏严重。鉴于上述情况，进行防渗加固非常必要。

1 除险加固设计

1.1工程地质条件

（1）堤身地质特性

本段堤防是历年长期逐步加培起来的，堤身填土成分较单一，为粉质黏土及重粉质壤土，土体密实，局部欠密实，由于地区气候、水文等限制，土体含水量普遍较高、干容度相对较小。

根据堤身填土质量以及汛期堤身暴露的险情，结合地质勘探，将堤身质量分为三类。

Ⅰ类：工程状况好的堤段。填土密实，抗渗性强，堤身断面规整，以粉质黏土、粉质壤土为主，成分单一，堤身稳定，历年无险情发生。

Ⅱ类：工程状况一般的堤段。填土欠密实～密实，抗渗性较强，堤身断面较规整，以粉质黏土、粉质壤土为主，局部含少量壤土，成分较复杂，堤身沉陷基本稳定，历史上无大险或险情处理后不再发生。

Ⅲ类：工程状况差的堤段。填土欠密实，局部密实，抗渗性一般，堤身断面不规整，以粉质黏土、粉质壤土为主，局部含砂壤土，成分复杂，历史上出现多次大险或重大险情，因此也是历年汛期险段。

根据注水试验及堤身质量分类原则，将本段堤身工程状况评为Ⅰ类。

（2）堤基地质特性

根据现场勘察及原位测试成果，现将堤基地层划分为如下4大层。在勘察深度范围内，从上到下地层为：

②层：淤泥质粉质壤土（Q4al）

以淤泥质轻粉质壤土为主，夹淤泥质中粉质壤土，灰绿、灰色，流塑-软塑状，湿，局部含少量粉砂，层厚1.40～3.90m。

②1层：细砂（Q3al）

以细砂为主，夹中砂及粗砂，灰绿色，中密-密实，饱和，含少量黏性土。层厚2.50～3.10m。

③层：中粉质壤土（Q4al）

以中粉质壤土为主，夹重粉质壤土及轻粉质壤土，灰黄-褐黄色，可塑状，稍湿，含灰白色高岭土，层厚1.70～6.10m。

④层：中砂（Q4al）

以中砂为主，夹粗砂及细砂，杂色，密实，饱和，含少量黏性土，揭露层厚2.00～5.10m。

堤基代表性桩号各土层渗透系数见表1。

1.2方案比选

对于土堤防渗问题，一般处理原则是“上堵下排”，上堵的措施有垂直防渗和水平防渗，从防渗效果上看，垂直防渗能够较为彻底的解决坝基与坝体的渗漏问题。根据跃进圩堤防的实际情况，设计采用垂直防渗措施。

目前国内对垂直防渗加固的方法很多，主要有以下三类：水泥土防渗墙、混凝土截渗墙、垂直铺塑。根据施工工艺的不同又可以分为多种，现列表比较如下：

从表中结果看，除垂直铺塑工程措施，任何一种方案的工程投资都比较高，根据以往的工程经验，垂直铺塑在开槽深度较大的情况下，容易形成坍塌，并且坍塌后的结构处理比较麻烦，且易留下渗流通道。根据跃进圩的堤身及渗漏的特点，拟采用多头小直径截渗墙方案，与混凝土截渗墙方案相比，具有墙体较薄、节省工程量、工期短等优点，推荐采用多头小直径截渗墙方案对本段进行加固处理是较合理、有效、可靠的。

1.3加固方案设计

根据前文分析及考虑到施工可能带来的垂直偏差，选用桩径为400mm，桩距为325mm，搭接处理论最小成墙厚度233mm，桩间最大搭接75mm，可满足防渗墙厚度的要求。

2 施工技术参数要求

2.1技术指标

单轴抗压强度R28>0.3MPa，渗透系数k<1×10-6cm/s，墙厚有效厚度大于233mm。

固化剂：P.O42.5普通硅酸盐水泥，水泥掺入比≥15%，灰比1：1.5，垂直度偏差≤0.3%。

2.2 施工工艺流程

推荐采用“两喷四搅”工艺，具体流程：桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻并喷水泥浆至设计深度→反循环提钻至地表→成桩结束→施工下一桩。

2.3 质量控制

防渗墙施工除保证使用合格的水泥外，其质量控制重点为墙厚、墙深、墙体连续完整及墙体材料均匀等。通过严格控制单桩的桩位、垂直度、临桩的搭接时间、搭接质量，以及相邻施工段的搭接，形成连续的水泥土墙体。

（1）桩径控制

为保证墙体完整性，确保成墙最小厚度，钻头直径必须满足规定要求，质检人员要经常抽检钻头直径。如钻头直径磨损严重，必须及时更换，保证成墙厚度。桩径偏差不得大于0.02m。

（2）桩距控制

桩距大小关系到成墙最小厚度能否得到保证，为解决这一问题，桩机可采用油压调距的办法，每次水平位移的距离为一定值。在桩机靠近操作平台边缘相应位置加焊距离标记，要求每次桩机移位时与基准线上标记对齐。

（3）桩体垂直度控制

桩体垂直度直接影响底部与桩的搭接质量。施工前用水平尺、水准仪校核桩机垂直度，施工时主要通过机架水平度（三连管）和垂直度（吊锤）来控制，即机座前后3个部位设置三通水準管，根据水准管上的刻度读数是否相同来控制水平度。垂直度在主机上悬挂一吊锤，通过控制吊锤与钻杆上、下、左、右距离相等来进行控制，确保垂直度误差控制在0.3%范围内。

3 结语

本次设计明确施工技术参数要求，确保了工程质量，优先解决堤防渗漏险情。在现场查看及地质勘探等资料的分析基础上，经方案比选，选用多头小直径截渗墙方案，方案合理、有效、可靠。

参考文献：

[1]枣庄市水利勘测设计院.跃进圩南大堤除险加固（多头小直径防渗）实施方案报告（2020.11）

[2]李效强，马小艳.水利工程地基处理中深层搅拌桩技术的应用[J].中国水运（下半月），2013，13（11）：276-277.

[3]袁文龙.深层搅拌桩技术在水利工程地基处理中的应用[J].低碳世界，2016（22）：109-110.

作者简介：

胡晓刚（1992—），男，汉族，籍贯：安徽合肥，学历：专科，职称：助理工程师，单位：安徽沥恒工程设计咨询有限公司，研究方向：垂直防渗。