1概述

　　荊南干堤位于湖北省長江中下游荊江河段南岸，上起松滋市查家月堤，下至石首市五馬口，全長189.32ｋｍ，為Ⅱ級堤防工程。是湖北省松滋市、荊州市荊洲區、公安縣、石首市和湖南省華容縣等部分地區的重要防洪工程，保護面積2546ｋｍ2，保護耕地面積173.78萬畝，保護人口136.4萬人。

　　堤身填土主要為粉質壤土、粉質粘土及砂壤土組成，局部夾粉細砂、植物腐根及瓦碎片。堤基主要為第四系全新統沖湖基層（ａ1－1Ｑ4）組成。

　　荊南長江干堤水陸交通十分發達。干堤外的長江為較好的水路交通，上溯重慶、宜昌，下通湖南岳陽、武漢、黃石，干堤沿線均有可利用的碼頭。207國道與干堤的距離一般在1ｋｍ左右，有便道相通，可行駛5ｔ載重車。

　　2防滲墻施工

　　2.1先導孔施工

　　按照設計要求，在沿防滲墻軸線每間距50ｍ布設一個先導孔。先導孔施工采用巖芯鉆鉆機。為保證芯樣的連續和完整，取芯時必須用套筒取樣法。造孔取出的芯樣放置在巖芯箱中，并進行照相和地質編錄。經核對無誤后，留取分界線（不透水層）以上50ｃｍ至孔底的芯樣，其余可以棄掉。

　　為了處理先導孔施工中無法避免的孔斜等因素造成的工程隱患，對先導孔必須進行封孔處理。并針對不同的情況制定了相應的處理方法：

　　（1）不在防滲墻軸線上的先導孔回填材料及數量，（見表1）。回填使用粘土的含量大于30％，塑性指數大于17，并將粘土加工成2.0～2.5ｃｍ的土球（干容重滿足1.4ｔ/ｍ3）。　采用沖擊法回填。回填前應清孔至孔底（遇到塌孔的情況下，可用套管護壁），按表1中的數量投入泥球后用擊實法分層進行沖擊，使其壓實為0.3ｍ。回填中，當發現孔內又變成泥漿而影響封孔進度和質量時，需重新進行清孔、再封。

　　（2）在防滲墻軸線上的先導孔施工前4ｈ內用水泥漿（水灰比0.6∶1）先封孔。封孔前，清孔至孔底，將膠管下入孔底，待孔口返漿時，邊抽管邊送漿；封孔后即進行深攪樁的施工。如先導孔的深度深于防滲墻，必須把深攪樁加深到先導孔的孔深。

　　根據先導孔的地質情況首先確定砂層、相對不透水層的高程，然后根據相對不透水層土體的性質確定墻體深度（在粘土中深入1.5ｍ，在粉砂質壤土中深入2.0ｍ）。如果相鄰兩個先導孔的相對不透水層高程突變較大，則應在兩孔之間加密1～2孔，以便更準確地確定最終墻深。全過程由現場監理工程師監督執行，以施工記錄資料為依據驗收。

　　2.2防滲墻的施工

　　深層攪拌水泥土防滲墻采用單軸、多軸深攪樁機施工。其原理是用深攪樁機鉆孔至預定深度，向孔中注入水泥漿液，用螺旋型鉆頭進行攪拌，盡量使土體和水泥漿強制拌合均勻而凝結，形成水泥土柱，互相搭接成墻，起到防滲作用。

　　荊南長江干堤施工中主要采用的設備為ＰＨ／5Ｆ雙動力三軸深層攪拌樁機，樁機主要由液壓步履底架、井架和導向架、鉆機轉動系統、鉆具、液壓系統、噴漿系統、電氣系統及計算機監控系統等部分組成。

　　主要技術參數如下：

　　攪拌葉片外徑：220～600ｍｍ

　　成樁直徑：3×（220～600）ｍｍ

　　成墻厚度：190～403ｍｍ

　　最大加固深度：22.5ｍ

　　攪拌軸轉速：正（10、16、29、47、72）ｒ/

土工膜是一種以高分子聚合物為基本原料的防水阻隔型材料。主要分為： 低密度聚乙烯LDPE土工膜、高密度聚乙烯HDPE土工膜和EVA土工膜。1.幅寬、厚度規格齊全。2.具有優良的耐環境應力開裂性能及優良的耐化學腐蝕性能。3.優良的耐化學腐蝕性能。4.具有較大的使用溫度范圍和較長的使用壽命。5.使用于垃圾填埋場、尾礦儲存場、渠道防滲、堤壩防滲及地鐵工程等。

　　反（11、19、34、55、85）ｒ/ｍｉｎ

　　最大扭距：43×2ｋＮ·ｍ

　　提升速度：正0.116～1.47ｍ/ｍｉｎ

　　反0.137～1.76ｍ/ｍｉｎ

　　縱向單步行程：1.2ｍ

　　橫向單步行程：0.5ｍ

　　主電機功率：45×2ｋＷ

　　油泵電機功率：5ｋＷ

　　空壓電機功率；2×3ｋＷ

　　生產率：15～25ｍ2/臺時

　　2.2.1開工前的質量控制

　　根據規范規定進場水泥每200ｔ抽檢一次，檢驗結果合格后方可使用；每400ｔ由監理中心送檢一次。水泥漿液比重確定為1.5，要求防滲墻的水泥摻入量為15％。根據水泥漿液比重，以及樁機的提升速度（為了防滲墻攪拌均勻，提升速度不超過1ｍ/ｍｉｎ），計算出每分鐘注入量。

　　水泥漿液存放有效時間應符合下列規定：

　　（1）當氣溫在10℃以上時，不宜超過3ｈ。

　　（2）當氣溫在10℃以下時，不宜超過5ｈ。

　　（3）當漿液存放時間超過有效時間時，應按廢漿處理。

　　（4）漿液存放時應控制漿體溫度在5～40℃范圍內。如超出上述規定應廢棄。

　　2.2.2開工準備

　　根據先導孔孔位平順連接確定出防滲墻軸線，并進行現場放樣。根據先導孔的終孔鑒定結果確定出防滲墻墻體的深度。

　　根據地質條件以及有關施工技術要求，在監理的指示下對攪拌、噴漿的有關參數、材料、設備性能及施工工藝措施作驗證性試驗。

　　2.3施工過程的質量控制

　　施工主要采用的機械為雙動力三頭深層攪拌樁機及單頭深層攪拌樁機。用ＺＪ400型及1500轉高速攪拌機拌制水泥漿（漿液比重為1.5ｇ/ｃｍ3），用ＨＢ6／3型灰漿泵供漿。

　　施工工藝及施工步驟如下：

　　配制水泥漿→樁機就位→對中、調平→噴漿攪拌下沉→噴漿攪拌提升→復攪→清洗管路→（下一循環）。

　　2.3.1雙動力三頭深層攪拌樁機的施工方法

　　（1）攪拌樁機按防滲墻軸線定位，依據樁機上的連通管調平機座，偏斜率應小于5‰。樁位對中偏差不大于50ｍｍ。

　　（2）安裝水泥漿液制備系統，水泥漿液嚴格過濾，在灰漿攪拌機和集料斗前各設一過濾網。

　　（3）管線連接：用壓力膠管連接灰漿泵出口與深層攪拌機的送漿管進口。

　　（4）試運轉。調整攪拌速度，不得超過設計規定值的10％；調整提升速度，一般控制在1ｍ/ｍｉｎ左右；送漿管路和供水管路通暢；各種儀表應能正確顯示，檢測數據準確。

　　（5）噴漿攪拌下沉。先啟動漿泵至鉆頭出漿，再啟動主機，使其正向轉動，并選鉆頭向下推進擋，直至設計深度。

　　（6）噴漿攪拌提升。當鉆進至設計深度時，停鉆灌注水泥漿30ｓ，直至孔口返漿，反向旋轉提升鉆桿，繼續注漿，保持孔口微微返漿。當攪拌頭提至設計樁頂時，停止提升，攪拌、噴漿數秒，以保證樁頭均勻密實。

　　（7）復攪。攪拌、噴漿數秒后攪拌頭正向轉動向下推進至設計深度，再反向轉動提至樁頂。此時灌注水泥漿量適當控制（以不堵塞管路為準）。

　　（8）清洗管路。向集料斗中注入清水，開啟灰漿泵清洗管路中殘留的水泥漿，直到攪拌頭出漿孔噴出清水，并用人工清除粘附在攪拌頭上的軟土。然后，移機進行下一個樁的施工，見圖1。

2.3.2單頭深層攪拌樁機施工方法

　　單頭機與多頭機施工步驟一樣，樁機成墻時，單頭機比多頭機多一個循環，而且不分序。每次移機44.4ｃｍ，最終成墻厚32.5ｃｍ（見圖2）。

2.4防滲墻頂部處理

　　樁頭處理時結合樁頂檢查一并進行，在回填前查明有無漏樁，搭接厚度是否滿足設計要求等情況，如有應進行補樁處理。防滲墻樁頭頂部應于挖除并回填。有條件的采用粘土或粉質粘土回填，也可以用原堤身開挖土回填，但應除掉碎石和雜物。回填密實度不小于0.92。

　　3質量檢查

　　墻體施工28ｄ后，通過鉆檢查孔取芯、開挖坑槽檢驗水泥土的物理力學性質，并進行墻體的完整性評價。檢查孔沿軸線每100ｍ布設1個孔；開挖坑槽沿軸線每1000ｍ布設1個坑槽。

　　3.1檢查孔鉆孔

　　使用回轉式巖芯鉆機鉆孔，孔位偏差不大于±1ｃｍ，全孔巖芯采取率不小于95％，巖芯編號裝箱。每個鉆孔取3組試樣，試樣位置在墻體均勻布置，試樣項目為60％的樣品做抗壓強度、彈模實驗，40％的樣品做滲透系數、允許比降試驗。取樣采用貫入式活塞取土器，如貫入困難時，采用雙管單動回轉取土器。最后用水泥漿液封孔。

　　3.2特殊情況的處理

　　機械設備出現故障停機超過24ｈ，搭接按圖3所示施工。

　　（1）地下遇見孤石（淺層的可挖出）或掉鉆頭等，可按圖4所示施工。

　　（2）避開電桿、民房，轉彎搭接等，按圖4所示施工。

　　（3）檢查中發現搭接厚度不足時，按圖5所示補充處理。

（4）檢查中發現漏樁時，按圖6所示施工補樁處理。

　　（5）施工中設備需要檢修時，先預留榫頭（注水空鉆），檢修完后繼續沿榫頭施工即可。

　　4深層攪拌法防滲墻的適用范圍與技術特點

　　4.1深層攪拌法防滲墻的適用范圍

　　荊南長江干堤防滲工程中成功的運用深攪法施工防滲墻表明，深攪法在軟土基礎加固和防滲處理中具有較強的適用性，處理后其承載能力和防滲性能可以滿足常規要求。在當前的施工條件下，考慮經濟、質量的保證，其適用范圍應為松散砂土，粉砂土、粉質粘土及含少量礫石的土層，甚至有土體架空或洞穴也可施工。但在砂礫石層、有機質含量較高的淤泥土及含水量較少粘土層中慎用。

　　4.2深層攪拌法防滲墻的技術特點

　　（1）施工工效高：施工工效平均可達13.2ｍ2燉臺時，是各種防滲技術造墻較快的一種方法。

　　（2）成墻造價低：成墻造價是高噴的1燉5，是混凝土防滲墻的1燉3。

　　（3）施工工藝簡單：不需開槽，無塌孔、護壁、回填、夯實等問題，更重要的是不破壞堤壩。

　　（4）成墻效果好：墻體厚度均勻連續，接頭少，墻體厚度滿足防滲要求（樁機機頭直徑為400～500ｍｍ），墻體深度可達22ｍ。

　　（5）無污染、噪音低等，在城鎮居民較集中的工業與民用建筑地基加固工程中采用此方法可取得很好的效果。

　　5結語

　　荊南長江干堤防滲工程，自2000年2月中旬開工，至2000年5月底竣工，歷時3個多月。共完成防滲墻軸線長度41.982ｋｍ，527746萬ｍ2。工程已安全運行至今，并經過了2000年長江汛期的考驗。經過水利部質量監督總站長江流域分站對此工程的驗收、鑒定一致認為：該技術方案構思新穎、技術路線正確，達到了國內領先水平。該技術適應我國大規模加強江河堤防防滲的形勢要求，極具推廣價值。