多头小直径深层搅拌桩防渗墙在黄河冲积平原的应用.doc

1、多头小直径深层搅拌桩防渗墙在黄河冲积平原的应用摘要：多头小直径深层搅拌站截渗技术是一项新型截渗技术，近年来已在长江、黄河等流域的河流及水库堤防的垂直截渗加固处理工程中取得了成功应用，并日趋成熟，具有工效高、造价低、防渗效果好、无环境污染的特点。本文分析了该技术的施工原理并描述了在黄河流域晏子湖水库中该施工技术的具体应用及实验过程。 关键词：多头小直径深层搅拌站截渗墙防渗效果 中图分类号：TV 文献标识码：A 一、技术特点 黄河冲积平原地区的土大概可分为五类：砂土、粉砂、粉土、粉黏土、粘土。对于上述土质渗透性较大，由于黄河属于地上河，水位较高所以黄河向俩侧渗水严重。由于近年来黄河水质污染加剧，严

2、重影响农作物生长、附近居民饮用水安全。所以黄河防渗工程需要加强。考虑地质情况，工程造价各方面因素。使用多头小直径深层搅拌桩防渗墙工艺具有以下优势： 1、多头小直径深层搅拌桩机，通过把水泥浆喷入土体并搅拌形成水泥土桩，多桩相割搭接形成水泥土墙，用水泥土墙作为防渗墙达到截渗目的。砂土类地质开槽成孔施工难度大，而多头小直径深层搅拌桩工艺不需要开槽成孔。 2、工程造价较低。 3、施工工艺简单，方便施工。 4、防渗效果显著。 在 2011 年 7 月份在德州齐河晏子湖水库及供水管道工程中围坝防渗工程采用多头小直径深层搅拌桩防渗墙。在防渗墙施工前，进行了围井实验。 二、工程概况 齐河县南靠黄河，齐河县晏子

3、湖水库位于齐河县城以南，济南西北向约 35km，晏子湖北邻黄河北展堤，南邻 309 国道，东侧为齐宴公路，水库库面占地约 3198 亩，工程内容主要包括：入库泵站、水库围坝、出库泵站和输水管道。 三、工程地质 1、地层岩性特征 勘探深度内揭示第四地层分为五层，同时夹有亚层，按地层编号叙述如下： 1）层壤土：棕褐色黄褐色，可塑。虫孔发育，地质较均匀。表层为耕植土及部分回填土，局部夹杂砂壤土。该层在地表分布连续，层厚 0.53.5m，平均厚度 1.6m，层底高程 21.8924.55m。 2）层砂壤土：黄褐色，松散，湿度饱和。局部夹粘土、壤土薄层透镜体。该层分布连续，层厚 2.17.8m，平均厚度

4、 3.97m，层底高程16.0322.2m。 3）-1 层粘土：棕褐色黄褐色，软可塑可塑，裂隙较发育。该层分布不连续，分布桩号为0+0002+800,3+4006+300,7+8708+411，层厚 0.21.2m，平均厚度0.57m，层底高程 16. 322.95m。 4）壤土：黄褐色，可塑，偶见小姜石。层厚 0.46.2m，平均厚度 2.81m，层底高程 11.1518.81m。 5）-1 层粘土：棕褐色褐黄色，可塑，裂隙较发育。分布不连续，分布桩号为 0+0002+340,6+8868+411,层厚 0.54.5m，平均厚度2.36m，层底高程 11.8518.22m。 6）-2 层砂壤

5、土：褐黄色，松散稍密，饱和，质纯。具水平层理，该层分布不连续，分布桩号为0+9391+583,1+7924+030，,4+9405+517,5+8067+542。层厚0.46.0m，平均厚度 2.23m，层底高程 10.517.25m。 7）-3 层中细砂：黄褐色，稍密，饱和。该层分布不连续，分布桩号为 5+5875+782,6+0677+552。层厚 0.27.5m，平均厚度 2.57m，层底高程 8.7314.7m。 8）壤土：黄褐色蓝灰色，可塑，土质较均匀。偶见贝壳碎屑。该层揭示，层厚 1.14.1m，平均厚度 2.73m，层底高程 7.1815.58m。 9）层壤土：黄褐色棕褐色，可塑

6、硬可塑，局部粘粒含量高，近似粘土。揭示层厚 0.512.4m，平均厚度 4.00m，层底高程-4.6410.98m。 10）-1 层中细砂：黄褐色，稍密，饱和。该层分布不连续，分布桩号为 2+2402+718,2+9533+365。层厚 1.47.8m，平均厚度4.15m，层底高程 1.213.5m。 11）-2 层细砂：黄褐色，稍密，饱和。该层分布不连续。层厚1.08.5m，平均厚度 3.78m，层底高程 2.766.18m。 12）-3 层砂壤土：黄褐色，稍密中密，饱和。钻孔揭示厚度1.22.4m，控制层底高程-2.640.26m。 2、工程地质条件评价 1）层壤土：标贯击数一般 4.07

7、.0 击，平均值 5.5 击，具中等高压缩性，具中等透水性。该层位于坝基土的上部表层，分布连续。 2）层砂壤土：标贯击数一般 4.010.0 击，平均值 6.3 击，松散，具中等压缩性，中等透水层。该层分布广泛，厚度较大。 3）-1 层粘土：标贯击数一般 2.06.0 击，平均值 5.4 击，具高压缩性；裂隙发育。中等透水层。该层分布不连续，厚度薄。 4）壤土：标贯击数一般 4.010.0 击，平均值 5.8 击，多为可塑状态，局部软可塑；具中等压缩性；为弱中等透水层。该层分布不连续，厚度不均。 5）-1 层粘土：标贯击数一般 4.011.0 击，平均值 6.9 击，具中等高压缩性；该层透水性

8、中等。 6）-2 层砂壤土：标贯击数一般 6.012.0 击，平均值 6.8 击，具中等压缩性；为中等透水层，该层分布不连续。 7）-3 层中细砂：标贯击数一般 5.012.0 击，平均值 8.8 击，根据相同岩性类比，该层为中等透水层，该层分布不连续。 8）壤土：标贯击数一般 3.07.0 击，平均值 5.1 击，具中等压缩性；为中等透水层，该层分布不连续。 9）层壤土：标贯击数一般 4.012.0 击，平均值 8.9 击，可塑硬可塑状态；具中等压缩性；为中等透水层，该层分布稳定，厚度较大。10）-1 层中细砂：标贯击数一般 9.016.0 击，平均值 12.2 击，松散稍密状态，具中等压缩

9、性；根据相同岩性类比，该层透水性中等。该层分布不连续。 11）-2 层细砂：标贯击数一般 9.025.0 击，平均值 19.5 击，为松散稍密密实状态；根据相同岩性类比，该层透水性中等。分布不连续，厚度变化较大。 12）-3 层砂壤土：标贯击数一般 8.012.0 击，平均值 10.5 击，多为稍密状态。 四、试桩试验 防渗墙周长为 8.3km，安排 10 台钻机施工。喷浆方式：两搅两喷。 结合以往的施工经验和施工设计图纸、规范，确定进行试桩试验，成桩 10 棵，并通过现场开挖观测及现场取样送试验室试验，确定试验数据符合设计要求。并参照试验结果最终确定各种参数。 两搅两喷的搅拌桩参数为：下钻速

10、度为 0.8m/min，提升速度为0.8m/min，喷浆压力为 0.8MPa，水泥浆比重 1.42。 五、围井注水试验 1、试验目的概述 为确保多头小直径深层搅拌桩施工的质量、合理施工参数及防渗效果，在深层搅拌桩施工前进行了围井试验，并于 2011 年 7 月 6 日进行了注水试验。 2、施工情况 位置基本选择在：3 号钻机（25m 桩深起始位置 50m 处） 位置选择的原则：截渗墙深度最深； 具体布桩： 用深层搅拌桩做二个围井：一个有效外边为 5.2m5.2m 不封底、另一个有效外边为 3.9m3.9m 封底（封底 3m） ； 围井墙顶高程为 24.4m，桩深为 25m； 观测井井底高程为

11、2.4m； 3、注水试验 注水试验于 7 月 6 日上午 9：30 开始，经过 3 天对 5 号，10 号分别注水，发现水位基本稳定。经过测量，试验 5 号、10 号孔口水位（与墙顶齐平）为 24.4m，地下水位 1 号、2 号、3 号、4 号井平均为23.107m；6 号、7 号、8 号、9 井平均为 23.11m。 7 月 7 日上午 9：30 观测：A 井水面高程为 24.265m、B 井水面高程为 24.294m。 4、试验总结 经过注水试验，其防渗效果能满足设计渗透系数210-6cm/s 的要求。采取如下施工参数：墙厚 30cm、桩间距 51.96cm、输浆压力0.8MPa、输浆流量 6080 L/min、水泥浆液比重 1.41.5 g/cm3、提升速度 0.8m/min、水泥掺入量为 12%。 六、结束语 晏子湖水库及供水管道工程完成后，通过山东省水利质量检测中心等检查和检测，多头小直径深层搅拌桩防渗墙结构完整，整体性良好、桩型规则 ；进过水库蓄水运行检验，防渗墙截渗效果显著。 实践证明：多头小直径深层搅拌桩防渗墙技术具有成墙防渗效果好、造价低、功效高、适用范围广、施工工艺简单、经济效益和社会效益显著的特点。在黄河冲积平原值得大范围推广。