海塘加固工程防洪堤堤基防渗施工的探究

张辉辉 管仲杰 赵恺 中国水利水电第十二工程局有限公司

水利工程建设与运营水平可直接影响到地区经济发展，防洪堤堤基防渗作为水利工程重要结构之一，应引起重视。由于现阶段防洪堤堤基防渗结构种类较多，不同防洪堤堤基防渗结构的适用范围存在一定差距，应结合工程具体施工要求，加强施工技术的控制；
因此，技术人员应加强防洪堤堤基防渗施工技术，剖析其施工期间存在的各类问题，针对施工问题制定可行的技术方案[1]。

三门县海塘加固工程（浦坝北岸闭合塘标段）位于三门县东南部的浦坝港镇，是三门县海塘加固工程组成部分。加固项目包括：11.626km海塘（永丰塘、永福塘、蟹山塘、建设塘、胜利塘和跃进塘）、新建长坝头闸站、新建永丰塘东闸、新建四号泵站、6座水闸（永丰塘闸、永福塘闸、蟹山塘闸、建设塘闸、新跃进塘闸及老跃进塘）及3座管理房观改造以及2座桥梁。按照50年一遇防洪（潮）标准设计，工程及主要建筑物合理使用年限为50年。本工程在长坝头闸站的上、下游消力池等部位地基采用高压旋喷桩加固，设计桩径为600mm，桩距1 m，桩数量为1703 根，桩长8m。以下针对该工程对防洪堤堤基防渗施工技术进行分析。

现阶段，水利工程建设规模日渐扩大，由于海塘加固防洪堤工程轴线延长，一般施工现场地质条件较为复杂，如施工期间不够重视防渗工作，蓄水后防洪堤结构缝隙、断层部位等会出现渗漏，使海塘加固工程的防洪蓄水功能被削弱；
同时，渗水问题也会使周边地区出现盐渍化、沼泽化等情况，使生态环境受到严重破坏；
也会导致海塘加固工程结构稳定性下降，引发安全生产事故[2]。

由此可见，通过在该海塘加固工程防洪堤堤基防渗施工的技术控制，可以有效保障海塘建设的综合效益和经济效益。

3.1 施工安全隐患多

在该海塘加固工程施工中，防洪堤堤基防渗施工工作涉及到的环节较多，这也提升了施工的复杂性，因而需要在该工程中安排专业施工人员，并要求各施工人员肩负起应有的施工职责，以推动防渗施工工作的有序开展。但就目前来看，在施工期间经常会受各类不利因素影响，严重影响了海塘加固工程的实施效果，应当加强防洪堤堤基防渗施工期间的技术控制。

3.2 施工管理制度有待优化

在该海塘加固工程施工中，技术人员需要制定更为严格的施工管理制度，确保各项施工工作有序开展。由于施工过程中缺乏可行的施工管理制度，在现场施工管理中难以及时发现与解决存在的各个问题，导致防洪堤堤基防渗建设及运营期间的积极作用无法被充分发挥出来。

4.1 选择合理的防渗材料

在该海塘加固工程防洪堤堤基防渗施工中，为发挥出防洪堤堤基防渗结构的作用，需要选择合适的材料，以增强防渗结构的稳定性和耐久性。因此，技术人员需结合工程具体施工要求及试验结果，合理设计防渗施工材料技术参数，确保其与实际施工要求相符，以防止材料质量不合格，对防洪堤堤基防渗结构整体施工水平造成不利影响。比如在选择砂石等填筑材料时，需选择适宜的砂石材料规格；
在选择粘土填筑料时，应注意材料的整体性与抗渗性能。另外，防洪堤堤基防渗施工材料不能采用粉土或弹簧土，以免影响防洪堤堤基防渗结构的承载力与稳定性[3]。

4.2 施工场地与测量

为做好该海塘加固工程防洪堤堤基防渗的准备工作，施工人员要首先开展场地清理；
应当及时清除其施工基层表面及杂物，要依照堤身回填要求，对堤岸周边坑、槽、沟等结构进行回填处理，基层清理整平后应及时报项目部管理部门进行检验。在基层表面验收后再开展后续施工，以避免外界不良因素对基层表面结构造成不利影响。

在测量过程中，要做好施工测量控制工作，构建出平面及高程控制系统，来加强施工测量管控力度。在测量临时时准点时，指定水准系统和已知水准点的设置必须结合施工图纸内容，来指导施工作业范围，从而制定出临时水准控制内容。一旦发现施工的水准系统标准各不相同，则需要统一进行测量结果的换算，从根本上保证测量环节的准确性。

在平面放线过程中，应开展工程起点到终点打桩的核定，再进行中心线设定及转角测量[4]。

4.3 高压旋喷桩加固施工

4.3.1 工艺流程

该海塘加固工程采用的是单重管高压旋喷桩施工工艺，施工工艺流程如图1。

图1 旋喷桩施工工艺流程图

4.3.2 单重管高压旋喷桩施工要点

在进入施工现场前，首先需要对管线进行详细调查，将施工场地地下2米范围内的障碍物进行清除，对无法清除的障碍物采取防护措施，进行夯实和整平；
对施工机械、输送管路和电力线路等位置进行合理布置，保障施工现场场地的“三通一平”。在进行施工前，需要用全站仪进行旋喷桩桩位放样，用竹签一一钉紧，使桩孔中心移位偏差在50mm范围内。

进行旋喷桩加固施工时，会出现10-20%的返浆量，并将其引入沉淀池中进行沉淀，根据现场实际情况可将用于沉淀的清水进行无公害排放；
当进行开挖基坑时可将沉淀的泥土运走[5]。

海塘加固工程灰浆拌制系统主要由灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备构成，为了方便操作，设置在水泥附近。

钻机安装完毕后，应对打桩机进行调平、对中，并调整其垂直度，确保与钻杆相匹配，尽量将偏差控制在10mm内。钻孔垂直度误差控制在0.3%内；
钻孔前应调整空压机、泥浆泵、高压泵的位置，确保设备可以正常工作；
钻杆应重视长度检查，钻塔旁用红油漆标注深度线，确保孔底高度与设计深度的要求相符。另外，钻机施工前，应先在地面先进行试喷，待钻孔机械式运转正常之后，旋转和钻进才可以同时进行；
在钻进过程中要随时喷水，且水压应小于1mpa，从而预防管外泥沙堵塞管嘴。钻孔时应记录钻管的节数，确保钻进深度的准确性，直至达到设计标高后方可停止钻进。

除此之外，高压旋喷桩的浆液主要是42.5R水泥，水灰比严格控制在1.0～1.5范围内来配置水泥浆液，进行灰浆搅拌时需要注意材料的加入顺序，应该是先加水再加入水泥，灰浆的搅拌时间至少得3分钟以上，水泥浆使用前1小时一直在灰浆搅拌机中搅拌，直到喷浆。喷浆时，水泥浆从灰浆搅拌机进入集料斗时，经过滤筛，清除其中的水泥块。借助胶管将水泥浆送到旋喷钻机的喷管内，将注浆喷射出去。另外，高压射浆是自下而上连续进行的，首先将空压机空载启动，直至正常运行后，高压泵空载启动喷射空气和水至孔里，当泵压和风量逐渐提升到设计值时，启动注浆泵，一旦水泥浆尖峰已从喷头流出后，就开始提升。钻杆提升和旋转不能间断，如果钻机出现故障，应立即停止操作，预防断桩现象的发生，并立刻进行故障修理和排查。在距桩底1.0m以内，适当增加钻杆喷浆旋喷时间，可以明显提升桩底端质量，从而可以根据不同的土层在旋喷提升过程中相应的调整旋喷参数[5]。

一旦旋喷提升到设计桩顶标高的时候就会停止旋喷，将钻头从孔口提升出来，将注浆泵和输送管道一并清晰干净后，将钻机移走。在旋喷完成后，泵送清水清洗钻杆，避免机械设备内部留下残余泥浆。为使注浆管以及机具设备内的浆液能够被彻底清除，还需要结合实际操作要求进行地面喷射处理。

4.4 养护

在堤基防渗养护过程中，堤基防渗结构的外露面应当在12～18小时内开展养护工作，并确保外露面始终处于湿润状态。如冬季外界温度较低的情况下，水泥中的水化反应较慢，堤基防渗结构可以省去洒水养护环节；
如水泥砂浆养护时间超出14天，应当采用覆盖麻袋、塑料膜等方式进行保温处理，避免堤基防渗承载力及稳定性受环境因素影响而出现下降问题。

5.1 严格遵循防洪堤堤基防渗施工的原则

在该海塘加固工程施工期间，需要相关施工人员严格遵守以下原则：

一方面，综合性原则。要综合考虑工程进度、施工现场材料供应、施工机械设备、环境保护要求，确保选择的防洪堤堤基防渗施工方案具有显著的技术可行性、经济适用性特征。

另一方面，因地制宜原则。防洪堤堤基防渗施工工作应以保障工程施工质量为前提，合理编制施工方案，设定施工规程，组织各环节质量验收活动。在防洪堤堤基防渗施工期间，要配合使用各类先进的检测手段，对施工现场地质条件及水文环境进行严格审查，依据实际勘察结果选择合适的技术手段，以确保防洪堤堤基防渗施工效果与预期目标相同。

5.2 加强防洪堤堤基防渗施工控制

防洪堤堤基防渗工程施工工艺复杂、涉及材料种类多，要求施工人员做好施工方案编制工作，有序开展施工技术交底。针对不同施工技术制定可行的质量监督制度，确保施工期间出现的问题能够得到及时发现并解决。

针对防洪堤堤基防渗施工阶段，要明确相应的质量检验标准。结合实际验收程序，做好质量检验工作。在施工技术方案确定时，建设单位、设计单位、技术人员应当进行有效地沟通，设置各环节质量管理要求。

在防渗施工材料的选择时，应当严格遵循施工合同及施工方案内容，使施工材料品种、规格等符合质量要求。在施工材料入场前，开展全面质量检验工作。加强材料日常管控力度，并依照验收规范对材料进行质量检查，确保防洪堤堤基防渗施工质量问题能够在源头得到控制。

5.3 单重管高压旋喷桩施工质量控制

在单重管高压旋喷桩施工时，机座的稳定性对钻机或旋喷机非常重要，立轴和转盘应对中孔位中心，将倾斜误差控制在1%内。在喷射注浆前需要做好一系列的准备工作，比如设备的压力和排量与设计要求相符，高压设备的管线系统正常等。此外，尤其需要注意，当启动注浆后，一定要等水泥浆的前锋从喷嘴流出后，才可以将旋喷管提升。自上而下进行旋喷注浆时，为了预防固结体脱节，每段喷射注浆之间必须至少搭接0.1m。通过提高喷射压力或者降低提升速度的方式，可以使固结体尺寸变大或遇到深层的硬土。

总之，海塘加固工程洪堤堤基防渗施工工作对后续运营效果具有直接影响。为从根本上提升防洪堤堤基防渗工程施工水平，技术人员需结合工程具体要求，不断优化防洪堤堤基防渗施工技术方案，确定防洪堤堤基防渗施工重点与难点，制定出可行的施工质量控制措施，以增强防洪堤堤基防渗结构的稳定性，确保海塘加固工程的施工质量。