深层搅拌等厚水泥土防渗墙施工方案

深层搅拌等厚水泥土防渗墙(ESMTW工法)施工方案

1 工程概况

东厢堤堤基地层主要为第四系冲积层，沉积物主要为砂、粘性土、淤泥等。针对该强透水层地基，设计采用深层搅拌等厚水泥土防渗墙(又名多轴深搅等厚薄墙防渗墙)处理。

深层搅拌等厚水泥土防渗墙桩号为0+000～2+900，其中0+400~0+600段防渗墙在潮州供水枢纽受水区工程中实施。其墙顶高程为9.0m～14.88m，墙底高程-15.0m～0.5m，深度最大29.88m，墙厚最小厚度20cm，深入下卧相对不透水层2.0m，工程量为63662.3m2。施工平面布置详见附图4-2。

2 深层搅拌等厚水泥土防渗墙施工方法

2.1 施工工艺

根据设计要求深层搅拌等厚水泥土防渗墙施工采用ESMTW工法，即在移动支撑机上的三支点垂直立柱导杆上装载着ESMTW挖掘搅拌装置，5根掘削搅拌轴将ESMTW回转动力传至下面的挖掘头，同时通过3孔送浆、2孔送气、5轴掘搅、三维作业、跟踪监控，在原有位置将基土和水泥混合搅拌成均匀的地下连续墙的施工技术。

（1）规格参数：用于挖掘防渗墙的ESMTW主机的规格参数见表1。

先组织施工技术人员和骨干技工进行图纸会审，认真研究施工图纸资料、技术要求和业主方要求，吃透精神，制定相关的施工方案；组织工人学习防渗墙施工要求、施工规范，制定施工细则，使全体参加防渗墙施工的所有人员均做到心中有底。

（2）材料选取

①水泥

深层搅拌水泥土防渗墙的浆液采用普通硅酸盐水泥拌制，水泥的强度等级应不低于32.5MPa。水泥应新鲜无结块，过4900孔筛筛余量应不低于5%，水泥的其它要求应符合其它有关规定。受潮湿结块的水泥，禁止使用。

②水

浆液拌和用水的水质按JGJ63-89的规定执行。

③掺和料

为增大防渗墙墙体的柔性，浆液中可掺入适量的黏土或膨润土，黏土的黏粒含量应不小于50%，塑性指数应不小于35；膨润土黏粒含量不小于55%，塑性指数应不小于60，细度应为200目。黏土或膨润土的掺入量应通过现场试验确定。

④外加剂

各种外加剂的质量应符合DL/T5100-1999有关规定。

（3）浆液试验

①配合比试验

（a）在防渗墙正式施工前28天，根据施工图纸对防渗墙墙体的要求，完成浆液的配合比设计，并须将浆液的配合比试验计划报送监理人审批，并在试验结束后应立即将试验成果报送监理人审批。

（b）采集施工现场土样，进行室内试验取得最佳水灰比。

（c）浆液存放时间：当环境气温在100C以下时，不宜超过5小时；当环境气温在100C以上时，不宜超过3小时；浆液存放时间超

过以上规定的有效时间，应作废浆处理。

（d）配合比试验测试内容应包括：浆液拌制时间、浆液密度、浆液粘度、浆液流动性、浆液的沉淀速度和沉淀稳定性、浆液的凝结时间（初凝、终凝）以及浆液凝固体密度、强度、弹性模量等。

②水泥土固结体的物理及力学性能试验

（a）进行水泥土混合体进行物理及力学性能试验，确定水泥掺入比和掺和料的掺合比，并将试验计划和试验结果报送监理人审批。

（b）进行水泥土混合体取样做单轴无限抗压试验，其强度须满足施工图纸的要求。

（c）进行水泥土混合体进行压（注）水试验，测定水泥土混合体的渗透系数和临界水力梯度，测定允许水力坡降值。

（4）设备选择

本合同工程范围内的深层搅拌等厚水泥土防渗墙墙体的设计最小厚度为200mm，选择适合的成墙机具和施工工艺，保证防渗墙的全部墙体最小厚度均大于200mm。

（5）现场布置

施工场地布置进行全面规划，开挖储留沟，选择弃土场地，做好余浆储存措施和环境保护措施。

①立面布置

多轴掘搅水泥土防渗薄墙(ESMTW工法)造墙机立面布置见下图。

（6）工艺试验

防渗墙正式施工前28天，经监理人审批后在与基础防渗加固处理区地层相似的地方完成防渗墙的施工工艺试验，检验设计参数和施工工艺是否合理，并通过试验确定适合于本合同工程的水灰比。而且须在工艺试验结果通过监理人的审批后才能开始防渗墙的正式施工。

2.3深层搅拌水泥土防渗墙施工

（1）钻头定位：由当班班长统一指挥钻机到指定位置，移机时要看清周围情况，发现问题及时处理，根据5轴掘削搅拌轴幅间中心距为128cm，在墙体中心线的一侧划定每幅间的套接的位置，偏差控制在3cm以内。

（2）垂直的精度：用三支点导杆立柱垂直来保证钻具的垂直度，导杆立柱的垂直度由垂直角度仪来调整。采用经纬仪作三支点桩架垂直度的初始零点校准，并用两侧垂直角度仪跟踪调整钻具的垂直度在1/500以内，保证成孔偏倾率不大于0.4%。

（3）挖掘深度：在导杆立柱上划分标尺来量测钻具钻进速度及最终掘进深度。控制挖掘深度为设计深度的±0.2m 。

（4）挖掘搅拌：开动ESMTW掘进搅拌主机，并徐徐下降钻头与基土接触，按规定要求送浆、供气。采用一次钻进一次提升的方法；开动ESMTW掘进搅拌机，并徐徐下降钻头与基土接触，开始慢速搅拌进尺。按规定要求送浆、供气。当钻进一定深度后改为快速掘进。在掘进过程中注浆，全程气体不得间断，其量大小视钻进速度的土质

情况实施间控。随时检测搅拌轴的垂直度，以保证搅拌桩的偏倾率不大于0.4%。此间，保存好涌入储留沟中的水泥土混合物，以利回填和整备墙体之用；为保证能充分搅拌基土，用桩架导柱标尺和计时器联合控制钻进搅拌速度在0.5～1.0m/min；采用一次钻进一次提升的方法完成单幅造墙。此后慢速回转提升转杆，鉴于回转转杆时转矩过大，调整转速和提速以减缓耗用功率的突变。提升速度不应太快，避免形成真空负压，孔壁坍陷，造成墙体空隙，一般情况下提升速度应控制在1.0～1.5m/min；在此进程中，将置存于储留沟中的水泥土混合物导回，以补充填墙料之不足。

（5）注浆：制浆桶制备的浆液放入到储浆桶，经送浆泵和管道送入移动车尾部的储浆桶，再由注浆泵经管路送至挖掘头。注浆量的大小由装在操作台的无级电机调速器和自动瞬时流速计及累计流量计监控；在掘进过程中按规定一次注浆完毕。若中途出现堵管、断浆等现象，应立即停泵，查找原因进行修理，待故障排除后再掘进搅拌。当因故停机超过半小时时，应对泵体和输浆管路妥善清洗。

（6）供气：由装在移动车空气压缩机制成的气体经管路压至钻头，其量大小由手动阀和气压表配给；一般控制压力为0.3～0.4Mpa 左右，全程气体不得间断。

（7）成墙厚度：为保证成墙厚度，应根据挖掘头齿片磨损情况定期测量齿片的外径，当磨损达到2cm时必须对其进行修复。

（8）墙体均匀度：为确保墙体质量，应严格控制掘进过程中的注浆均匀性以及由气体升扬置换墙体混合物的沸腾状态。