土石围堰防渗技术浅析

摘要：土石围堰是用当地材料填筑而成的围堰，就地取材和充分利用开挖弃料作围堰填料，构造简单，施工方便，易于拆除，工程造价低，这种围堰形式被广泛采用。为保障基坑开挖排水后，形成较好的干地施工条件及施工期的安全，应做好围堰的防渗工作，以保障围堰在运行中的安全。

中图分类号: TV543文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

1土石围堰防渗机理

土石围堰防渗是采用特定的工程措施对围堰在填筑过程中可能的渗漏部位或围堰原有地基的渗漏通道进行处理，使其更加密实，并具一定强度，达到围堰设计的抗渗性能指标，以满足基坑施工排水要求。

1.1灌浆法防渗机理

通过钻孔或置入的孔口管，向地层或构筑物中的孔隙（裂隙）灌入一种或几种浆液，这种浆液最终能形成具有一定强度和阻水性能的“结石”，这样的工程施工法称为灌浆法。灌浆法具有充填作用、压密作用、粘合作用和固化作用。

1.2防渗墙法防渗机理

可采用抓斗、钻机等等成孔机具形成防渗墙槽孔，采用混凝土、塑性混凝土、土工膜、自凝灰浆等材料填充槽孔，形成抗渗墙体。或采用锤击、插板机等机具及特定工艺成墙，或采用槽孔中置入墙体材料成墙，所用墙体材料有钢板、钢筋混凝土板等。

1.3高压喷射灌浆法防渗机理

高压喷射灌浆是将带有特殊喷嘴的灌浆管，钻进到预定深度，然后利用高压泵产生高压力的浆流连续地对加固土体产生冲切掺搅、升扬置换、充填挤压、渗透凝结和迁移包裹的作用，使射入的浆液和土体混合，经过凝结硬化成为新的固结体形成高喷防渗墙。

2 土石围堰防渗的方法

2.1 灌浆法

土石围堰中使用灌浆方法防渗不是很多的原因，主要是对灌浆的充填范围不能有效控制，以至要做成防渗标准要求较高（通常为K≤10-5cm/s）的帷幕，一般都必须采用3排以上的灌浆孔才有可能达到，鉴于其防渗效果及安全可靠性差等原因，至20世纪70年代以来，防渗墙技术发展很快，灌浆就很少被采用了。

2.2 防渗墙法

（1）抓斗法

在粘土层、土砂层、少量砾石土层、软岩层中，采用泥浆护壁抓挖成槽孔，成槽后采用泥浆下直升导管法进行混凝土浇筑。形成的墙体厚度均匀，连续性好的防渗墙。优点是墙体连续，能伸入强风化岩体内，防渗效果好，不足的是设备体型大、工期长，造价高。

（2）射水法

在粘土层、土砂层、少量砾石土层、软岩层中，利用水泵送高压水到箱形成形器中，形成高速射流，利用导水管和成形器本身重量产生的向下压力以及成形器上刀片的切削作用，破坏土层结构，水土混合回流后，泥沙溢出地面；砂层中，主要利用导水管中高压射流冲击砂粒，利用反循环或者正循环将砂粒带出，同时利用卷扬机操作成形器不断上下移动，切削修整孔壁，以形成规则的槽孔，成孔后采用泥浆下直升导管法进行混凝土浇筑。该工法墙段采用平接，接头多。在各类地层上均有一定的局限性。

（3）锯槽法

利用锯槽机液压系统提供动力，使液压缸的活塞杆做垂直运动，带动工作装置刀具作上下往复运动，刀具上紧贴工作面切削和剥离破坏土体，被剥离切削掉的土体及切屑由反循环排碴出槽。锯槽机沿墙体轴线方向全断面连续切削，直至在地下形成一道一定宽度和深度的连续槽孔。成槽后根据槽段划分长度，将槽孔分段隔离，然后采用混凝土或其它防渗材料进行浇筑，从而形成连续的防渗墙，也可以在墙体中加筋，达到支护与止水的目的。该方法具有设备较轻、振动小，施工快等特点，采用隔离浇筑工艺，在槽孔稳定的前提下，槽孔浇筑长度可以尽量延长，减少隔离体下设和墙体接触缝，浇筑和开槽可同时进行，有利于提高工效。不足之处是在地层较复杂和较大时，分段隔离困难，工效降低较多。

（4）冲击钻法

a、施工原理

利用钢线绳悬吊的钻头上下运动来冲击破碎地层，采用曲柄连杆机构将回转运动变为往复性直线运动来提升和下钻具，钻具提升后自由下落冲击孔底，使岩石破碎而进行钻进的。当孔底的钻碴逐渐增加以后，利用吊筒把孔底於积物和比重很大的稠泥浆掏出，直到孔底淤积基本清完，泥浆比重变小为止，再放入钻头重新造孔至设计要求，经过清孔和水下浇筑等程序后，即可建成墙。该方法具有施工工艺成熟，适用范围广，成墙深度大，且对孔壁四周的土层有一定的挤压密实作用。适用各种土、砂层、砾石、卵石、漂石、软岩和硬岩等地层条件。

（5）反循环法

利用各种方法将土体破碎，采用砂石泵组，钻碴与循环浆液经排碴管及反循环管路，从孔底连续地排入设在地面的泥浆净化装置，利用振动筛除去大颗粒钻碴，旋流器除去粉细砂，净化后的泥浆直接或经循环浆池注入孔槽内循环使用。直至孔槽达至设计要求，经过清孔和水下浇筑程序后，即可建成连续防渗墙。该方法具有施工工艺成熟，适用范围广泛，成墙深度大，排碴速度快，泥浆损耗小等特点。适用各种土、砂层、砾石、卵石、漂石、软岩和硬岩地层。

2.3 高压喷射灌浆法

目前在土石围堰防渗工程中应用最为广泛的就是高压喷射灌浆法，它也是研究的重点。高压喷射灌浆是将带有特殊喷嘴的灌浆管，钻进或下设到地层的预定深度，然后利用高压泵产生的高压高速水和空气压缩机产生的气射流直接冲击、切割、粉碎、剥蚀地层，地层破坏后剥落下来的土石料湿化崩解、升扬置换，而灌注的水泥浆或其他复合料浆液中，胶凝颗粒表面的强烈吸附活性成分与被破坏地层的土石颗粒之间发生充分的强制性拌和，凝结硬化、充填挤压、迁移包裹形成具有防渗性能和一定强度的多种材料凝结体或结石，从而达到改良原地基承载力或防渗作用。它具有①施工进度快，施工周期短等特点。②工法具有施工设备简便、灵活，对施工场地要求简单，除造孔和直接喷灌设备外，其他设备可布设在直接作业区外。③综合单价相比混凝土防渗墙单价低，在工程造价上有较大优势。④适用地层范围广、改良地层效果显著。

高喷灌浆施工工艺主要分为两部分：造孔和喷浆。造孔有：定位、机械调试、钻进、固壁等施工程序；喷浆有台车就位、下设灌浆管、喷射浆液、压浆回灌等施工程序。

3 结、语

各种防渗方法均有其适用地层范围，围堰防渗应根据工程实际地质情况和施工条件进行分析，合理选择防渗方法，减小因防渗效果难以满足要求，造成的超额堵漏费用支出及对工程施工进度的影响。

参考文献

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