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河道工程中多头深搅水泥土地下连续墙施工技术的运用论文
1 工程概况
南云中河河道治理工程位于忻州市城区北部的南云中河，由西向东横贯城区，治理段全长 6.51 km.其中第 10 标段位于忻顿公路桥上下游，桩号 3+836-5+602.5,工程主要内容为河道两岸及橡胶坝坝基的防渗处理。主要工程量为河道两岸多头深搅水泥土地下连续墙 52 985.5 m、三道橡胶坝下多头深搅水泥土地下连续墙 3 748.6 m.
2 工程地质条件
此次河道治理工程区为典型的地堑盆地地貌，巨厚层松散堆积物覆盖，没有基岩露头。施工区内出露及钻探揭露地层主要为新生界、滹沱河系等第四系地层。本区主要接受大气降水补给，汛期接受河水补给，为松散岩类孔隙水，受上游山水库控制，河道内很少有水流。松散岩类孔隙水含水层主要为全新统砂质粉土、中粗砂、砾砂及上更新统砂质粉土，富水性中等-较好。
3 多头深搅水泥土地下连续墙施工
3.1 施工方法及技术
水泥土地下连续墙是利用专制的多头小直径深层搅拌钻机，把水泥浆液喷入原土体后与之一起混合搅拌形成地下连续防渗墙体。水泥浆和土充分拌和后，水泥不但硬化凝固，而且和土体有离子交换和团粒化作用，在多重物理和化学反应下，形成抗压强度在 0.5~1.0 MPa 左右，渗透系数不大于 A×10-6cm/s（1<A<10）的塑性连续墙体。
3.2 施工工艺施工工艺主要有场地平整、材料准备、施工图放样、设备就位及安装试用、搅拌钻进、提升回转、移机进行下一幅墙的施工等。
3.3 防渗墙施工过程
防渗墙施工前按设计及规范要求进行现场工艺试验，根据试验结果确定和调整防渗墙施工工艺和水泥掺入量、水灰比、钻具提升和下降速度等技术参数。
施工前，由当班班长统一指挥钻机到指定位置，依据多轴钻机钻头中心距，在施工墙体中心线的一边划定每幅间套打的准确定位，误差控制在左右 5 cm以内。施工中用三支点挺杆垂直来保证钻机的垂直度，挺杆的垂直度由垂直角度仪调整。采用精度较高的经纬仪用作控制垂直度的初始零点校准，并用两侧垂直角度仪定位调整钻头的垂直度在±0.5%以内。施工掘进深度由在挺杆上划分尺度数来精确度量钻头钻进速率及最终钻进深度，最终以设计桩底高程为钻进深度控制依据。
启动钻进搅拌主机设备后，慢慢下降钻头与原土接触后开始送浆。当钻进一定深度后改为快速钻进，同时保证搅拌轴的垂直度偏倾率不大于 0.5%.为保证与原土体充分搅拌混合，需用计时器和桩架导柱标尺一起控制钻进搅拌下降速度 0.5~1.0 m/min.采用钻进一次、提升一次的方法完成单幅造墙。完成后继续回转，慢慢提升钻杆，提升速率不能太大，否则会形成真空负压力而造成孔壁坍塌、墙体空隙，进而影响墙体质量。根据现场试验确定提升速度，一般应控制在 1.0~1.5 m/min 之间。为保证墙体厚度，应定期检查齿片的外径，损耗到 2 cm 时必须换掉，或进行补焊修复后再行使用。为保证成墙体质地均匀，成墙质量好，必须严格控制钻进过程中浆液注入的均匀性以及地面浆液翻出的状态连贯性。每幅间墙体与墙体的搭接质量控制是防渗墙施工最关键的工序之一，在现场施工时必须严格控制移机位置并做好记号，确保相邻墙体间套接成功，保证连续墙施工的整体性和连续性。
水泥掺入比根据现场工艺施工试验拟定为 15%,水灰比 1.3∶1,选用 PO42.5 普通硅酸盐水泥，采用自动计量系统控制用水量及水泥用量，严格按施工配合比制成浆液，用比重测试计测控浆液质量。浆液使用前必须搅拌至少 30 s 后再倒入存浆桶中。
3.4 特殊情况处理及注意事项
当两幅间施工间隔太长，无法钻进套接时，必然产生施工接头，需在施工轴线的任意一边搭接成墙处理，使两墙边缘碰接形成连续墙体。碰接位置需用钻孔并用单管旋喷处理或采用其他有效方法进行，以防形成渗流通道而影响墙体防渗效果。
因停水、停电、机械损坏等原因导致正常施工出现中断，应及时记录中断时钻头位置及钻进深度，如在 24 h 内能恢复正常施工，重新搅拌时须将桩机钻头下钻到施工中断深度以下 50 cm 位置，然后保持正常施工。若处理地层含水量偏低或较致密的黏土地层，且钻头下降喷浆搅进时采用低档供浆的施工方式，则会使原地形成液流态，从而造成钻头钻杆带泥量严重。如遇到这种问题，可采取加大钻头叶片间距、减少钻头叶片钢板厚度、在原致密黏土地层中施工时适当加大灌注浆液流量等措施。
施工时注意切削和提升搅拌的负荷不应过大，应控制在额定电流以内；泵口压力、流量、水泥浆水灰比应控制精确；施工停浆面必须高出桩顶高程设计标高0.5 m,墙体凝固后，将高出部分挖除；一旦供浆中断，应将搅拌叶下沉到停浆面以下 0.5 m 处，待供浆恢复后再次搅拌提升；当下沉到桩底，开动泥浆泵输浆30 s 后方可提升，以使浆液完全到达桩端。
4 工程质量检测
通过进行抗压及渗透系数试验和产品直观检查等检测措施，工程质量达到了墙体抗压强度大于 0.5 MPa（90 d 龄期条件下）、渗透系数不大于 A×10-6cm/s（1<A<10）量级。控制标准分别为：桩位偏差±5 cm,墙体垂直度±0.5%,钻头外径小于 2 cm,水泥掺入率 15%,水泥浆液密度偏差±0.02,钻进速度 0.5~1.0 m/min,提升速度 1.0~1.5 m/min.
5 结语
多头深搅水泥土地下连续墙工艺具有施工方便、安全可靠、止水性能好、经济实惠的优点，但其对施工地层要求相对较高，含有较大卵石、孤石（大于100 mm）的地层，则不适应此种工艺施工。多头深搅水泥土地下连续墙施工必须就位准确、垂直，钻机安置平稳，严格按试验参数控制钻进速度和提升速度，保证桩顶和桩底的高程严格按设计控制，且桩顶和桩底部分必须重复搅拌注浆以保证桩体质量。此工艺可广泛运用于河道蓄水防渗和基坑止水防渗等工程。
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