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中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
一、工程概况
六堡水库位于徐州市云龙区潘塘办事处，是引蓄废黄河水源发展灌溉和水产养殖为主，结合滞蓄废黄河洪水、调洪削峰的一座平原小（1）型水库。该水库始建于1970年，共计占地面积1.46km2，其中库区面积1.002km2，设计水位34.5m（废黄河高程系，下同），兴利水位34.5m，相应兴利库容344.0万m3，校核水位35.8m，最高蓄洪水位总库容521.0万m3，设计灌溉面积1.2万亩，实际灌溉面积1.0万亩。水库大坝为均质粉砂土坝，坝长3116m，坝顶高程37.8～38.64m，坝顶宽6m，最大坝高6.6m，戗台顶高程36.0m，顶宽6m，戗台以上边坡1：3，戗台以下边坡1：4，迎水坡块石护坡自高程31.0m护到35.5m。
根据水库管理资料，水库大坝分别于1986年和1998年前后进行过灌浆处理，灌浆处理的效果不明显，背水坡坝脚渗水现象普遍，部分段渗漏较严重。为了避免水库发生新的险情，对桩号0+560～1+250、1+400～2+400、2+560～2+920段，共计2050m壩体重新进行截渗设计，以确保水库安全运行。
二、主要设计参数
1、搅拌桩截渗墙桩顶高程36.3m，桩体进入相对不透水层1.0m，墙底高程29.57～31.31m。
2、搅拌桩截渗墙中心线布置：布置距迎水面大坝坝肩1.5m，搅拌桩桩径为220mm，最小成墙厚度为170mm。
3、搅拌桩施工采用P.042.5级水泥，水泥掺入量为12%，水泥浆的水灰比选用0.5。
4、搅拌桩截渗墙设计强度要求：渗透系数(K)应小于1×10 -6cm/s，水泥土90d龄期无侧限抗压强度不低于0.5Mpa。
图多头小直径截渗墙方案图
三、施工方法、工艺流程
多头小直径桩截渗技术是水利部淮河水利委员会所推广的一项堤坝截渗新技术，该技术运用特制的多头小直径深层搅拌桩机，把水泥浆喷入土体并搅拌形成水泥土墙，用水泥土墙作为防渗墙达到截渗目的一种施工方法。
本工程施工时采用一套SP-5F多头小直径深层搅拌桩机机组在合同规定工期内完成了全部施工任务。流程如下：
1、按设计图纸测量放样，确定防渗墙的轴线，测放具体孔位，设置钻机标志。
根据断面桩号和施工图纸中防渗墙中心线位置，沿迎水面戗台坡脚走势垂直量距进行轴线放样，每50m设立固定点以备施工过程中校核。
根据高程资料，每段沿防渗墙轴线每50m施测一个点，建立轴线标高控制网。标高控制点设在特制水泥桩或不易遭破坏的固定点上。
2、移动主机至钻孔位置，并进行机械调平，水平对中孔位，确保符合设计要求。
每幅施工成墙长度130cm。每幅定位以钻杆中心进行控制，每130cm测放一个桩位控制点。该控制点是沿防渗墙轴线用钢尺量距进行测放的。每点用顶端涂有红漆的30cm长竹签垂直插标，标志点高出地面5cm左右。施工中对搅头定位的做经常性的复查。
3、启动钻机，桩机钻头搅拌下沉——同时开启喷浆泵送浆——至设计深度，流量仪记录输浆量。
在每层搅拌叶片不对称焊接耙齿，确保能够把土层粉碎。搅拌下沉深度确保达到设计要求，偏差不大于50mm。根据水泥掺入量及浆液的水灰比得出的每根桩的用浆量；根据试桩确定成桩与供浆的匹配时间。
4、重复搅拌提升，同时喷浆直至孔口。
5、关闭搅拌桩机。桩机横向平移就位调平后，重复上述过程，进行下一个单元墙施工。
施工工艺流程图如下：
施工工艺流程图
单孔全套复搅式示意图
四、截渗成墙施工控制
1、定位控制：根据5轴掘削搅拌轴幅间中心距，在墙体中心线的一侧划定每幅间的套接的位置，做好施工模具定好桩位，控制平面偏差在±2cm以内。
2、垂直精度控制：采用经纬仪作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导杆立柱的垂直度，用三支点导杆立柱的垂直度控制钻具垂直度偏差在0.5%以内。搅拌掘进过程中，随时检测搅拌轴的垂直度，以保证搅拌桩的偏倾率不大于0.5%。
3、钻进搅拌控制：采用一次钻进一次提升的方法完成单幅造墙。用桩架导柱标尺和计时器联合控制钻进搅拌速度在0.5～1.0 m / min。调试好深度自动记录仪，控制钻进深度不小于设计深度。此后慢速回转提升转杆，调整转速和提速以减缓耗用功率的突变，避免形成真空负压而导致孔壁坍陷，造成墙体空隙，提升速度控制在1.0～1.5 m / min 。确保加固深度范围内土体的任何一点均能经过20次以上的搅拌，保证搅拌均匀。
4、浆液配制：采用电子计数器控制水量及人工数包方式严格按预定配合比制作浆液用比重计量测控制浆液的质量。放浆前必须搅拌120s再倒入存浆桶，水泥浆液随配随用。浆液存放的有效时间符合下列规定：
①当气温在10o℃以下时，不宜超过5h。
②当气温在10℃以上时，不宜超过3h。
③浆液温度应控制在5o～40o℃以内，超出规定的予以废弃。
5、注浆控制：用比重计量测比重，控制水泥浆液的比重偏差在±0.05g/㎝3内。注浆的同时全程不间断供气，供气控制压力为0.3～0.4MPa左右。
6、墙体搅拌均匀性控制
按照规范要求确保桩体内各点搅拌次数大于20次，钻头叶片采用三层9叶。当加固范围内土体任一点的水泥土每遍经过20次的拌和，其强度即可达到较高值，每遍搅拌次数N由下式计算
N=h·cosβ·∑Z·n/V
式中：h——搅拌叶片的宽度（m）
β——搅拌叶片与搅拌轴的垂直夹角（°）
∑Z——搅拌叶片的总枚数
n——搅拌头的回转数（rev/min）
V——搅拌头的提升速度（m/min）
采用的刀片为9片，叶片宽度为10cm, 搅拌叶片与搅拌轴的垂直夹角约60°，搅拌头的回转数为46 rev/min，本次施工，在预搅下沉过程中就开始喷浆，搅喷下沉速度为0.8米/分钟、搅拌提升速度为1.2米/分钟，则每遍搅拌次数N为：
N=0.1×cos600×9×46/0.8+0.1×cos600×9×46/1.2=43次>20次
五、特殊地段接头处理
1、墙体连接。当两幅间施工时间间隔过长、水泥土硬化出现施工接头时， 在原定施工轴线上或在其任意一侧，两有效墙体（不到设计深度的墙体不作有效墙体）边缘靠接连续成墙，中间靠接处用钻孔灌注水泥砂浆连接或采用灌浆、注浆等其他方法进行有效连接。
2、浆液供应。若遇特殊情况停置时间超过3小时作废浆处理。灌浆管路停置超过1小时用清水进行冲洗。供浆必须连续输送，一旦中断反向下搅，搭接50cm～100cm，恢复供浆运行。
3、施工中断。若施工中因特殊情况发生中断，如果中断时间未超过初凝时间，则采用复搅喷浆的办法处理；超过较长时间，之前施工的水泥土有了一定强度，则将后一单元或后一序桩与前一单元或前一序桩间隔3～5cm施工，后采用钻头直径170mm工程钻机钻孔并灌注水泥砂浆进行处理。
六、多头小直径截渗墙工程质量检验
1、钻孔检查。每隔400m抽检一孔，通过所取芯样对墙体均匀性、完整性、连续性进行评价，利用芯样进行抗压强度、渗透系数等室内试验。取芯后的钻孔，重新造孔并灌注水泥浆封堵。
2、开挖检查。每隔500m开挖一处，开挖尺寸：每处长3～5m，深3m左右，检查墙体的完整性和均匀性、桩体间连接质量和墙体厚度，并取样进行室内抗压强度、渗透系数等试验。
3、无损检测。采用雷达波法对墙体连续性、完整性进行检查。通过波形变化判断墙体的连续性和墙体质量情况。
七、结语
截渗工程施工完成后，经雷达波检测墙体均匀、连续；经探坑检测，截渗墙体的厚度满足设计要求（最小成墙厚度为170mm）；所有钻孔芯样渗透系数均小于1×10 -6 cm/s；芯样无侧限抗压强度达到0.6Mpa，所有指标均满足设计要求。经过多头搅拌桩截渗处理，消除了安全隐患，保证了水库的正常运行及其经济、社会效益的充分发挥。
一、工程概况
六堡水库位于徐州市云龙区潘塘办事处，是引蓄废黄河水源发展灌溉和水产养殖为主，结合滞蓄废黄河洪水、调洪削峰的一座平原小（1）型水库。该水库始建于1970年，共计占地面积1.46km2，其中库区面积1.002km2，设计水位34.5m（废黄河高程系，下同），兴利水位34.5m，相应兴利库容344.0万m3，校核水位35.8m，最高蓄洪水位总库容521.0万m3，设计灌溉面积1.2万亩，实际灌溉面积1.0万亩。水库大坝为均质粉砂土坝，坝长3116m，坝顶高程37.8～38.64m，坝顶宽6m，最大坝高6.6m，戗台顶高程36.0m，顶宽6m，戗台以上边坡1：3，戗台以下边坡1：4，迎水坡块石护坡自高程31.0m护到35.5m。
根据水库管理资料，水库大坝分别于1986年和1998年前后进行过灌浆处理，灌浆处理的效果不明显，背水坡坝脚渗水现象普遍，部分段渗漏较严重。为了避免水库发生新的险情，对桩号0+560～1+250、1+400～2+400、2+560～2+920段，共计2050m壩体重新进行截渗设计，以确保水库安全运行。
二、主要设计参数
1、搅拌桩截渗墙桩顶高程36.3m，桩体进入相对不透水层1.0m，墙底高程29.57～31.31m。
2、搅拌桩截渗墙中心线布置：布置距迎水面大坝坝肩1.5m，搅拌桩桩径为220mm，最小成墙厚度为170mm。
3、搅拌桩施工采用P.042.5级水泥，水泥掺入量为12%，水泥浆的水灰比选用0.5。
4、搅拌桩截渗墙设计强度要求：渗透系数(K)应小于1×10 -6cm/s，水泥土90d龄期无侧限抗压强度不低于0.5Mpa。
图多头小直径截渗墙方案图
三、施工方法、工艺流程
多头小直径桩截渗技术是水利部淮河水利委员会所推广的一项堤坝截渗新技术，该技术运用特制的多头小直径深层搅拌桩机，把水泥浆喷入土体并搅拌形成水泥土墙，用水泥土墙作为防渗墙达到截渗目的一种施工方法。
本工程施工时采用一套SP-5F多头小直径深层搅拌桩机机组在合同规定工期内完成了全部施工任务。流程如下：
1、按设计图纸测量放样，确定防渗墙的轴线，测放具体孔位，设置钻机标志。
根据断面桩号和施工图纸中防渗墙中心线位置，沿迎水面戗台坡脚走势垂直量距进行轴线放样，每50m设立固定点以备施工过程中校核。
根据高程资料，每段沿防渗墙轴线每50m施测一个点，建立轴线标高控制网。标高控制点设在特制水泥桩或不易遭破坏的固定点上。
2、移动主机至钻孔位置，并进行机械调平，水平对中孔位，确保符合设计要求。
每幅施工成墙长度130cm。每幅定位以钻杆中心进行控制，每130cm测放一个桩位控制点。该控制点是沿防渗墙轴线用钢尺量距进行测放的。每点用顶端涂有红漆的30cm长竹签垂直插标，标志点高出地面5cm左右。施工中对搅头定位的做经常性的复查。
3、启动钻机，桩机钻头搅拌下沉——同时开启喷浆泵送浆——至设计深度，流量仪记录输浆量。
在每层搅拌叶片不对称焊接耙齿，确保能够把土层粉碎。搅拌下沉深度确保达到设计要求，偏差不大于50mm。根据水泥掺入量及浆液的水灰比得出的每根桩的用浆量；根据试桩确定成桩与供浆的匹配时间。
4、重复搅拌提升，同时喷浆直至孔口。
5、关闭搅拌桩机。桩机横向平移就位调平后，重复上述过程，进行下一个单元墙施工。
施工工艺流程图如下：
施工工艺流程图
单孔全套复搅式示意图
四、截渗成墙施工控制
1、定位控制：根据5轴掘削搅拌轴幅间中心距，在墙体中心线的一侧划定每幅间的套接的位置，做好施工模具定好桩位，控制平面偏差在±2cm以内。
2、垂直精度控制：采用经纬仪作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导杆立柱的垂直度，用三支点导杆立柱的垂直度控制钻具垂直度偏差在0.5%以内。搅拌掘进过程中，随时检测搅拌轴的垂直度，以保证搅拌桩的偏倾率不大于0.5%。
3、钻进搅拌控制：采用一次钻进一次提升的方法完成单幅造墙。用桩架导柱标尺和计时器联合控制钻进搅拌速度在0.5～1.0 m / min。调试好深度自动记录仪，控制钻进深度不小于设计深度。此后慢速回转提升转杆，调整转速和提速以减缓耗用功率的突变，避免形成真空负压而导致孔壁坍陷，造成墙体空隙，提升速度控制在1.0～1.5 m / min 。确保加固深度范围内土体的任何一点均能经过20次以上的搅拌，保证搅拌均匀。
4、浆液配制：采用电子计数器控制水量及人工数包方式严格按预定配合比制作浆液用比重计量测控制浆液的质量。放浆前必须搅拌120s再倒入存浆桶，水泥浆液随配随用。浆液存放的有效时间符合下列规定：
①当气温在10o℃以下时，不宜超过5h。
②当气温在10℃以上时，不宜超过3h。
③浆液温度应控制在5o～40o℃以内，超出规定的予以废弃。
5、注浆控制：用比重计量测比重，控制水泥浆液的比重偏差在±0.05g/㎝3内。注浆的同时全程不间断供气，供气控制压力为0.3～0.4MPa左右。
6、墙体搅拌均匀性控制
按照规范要求确保桩体内各点搅拌次数大于20次，钻头叶片采用三层9叶。当加固范围内土体任一点的水泥土每遍经过20次的拌和，其强度即可达到较高值，每遍搅拌次数N由下式计算
N=h·cosβ·∑Z·n/V
式中：h——搅拌叶片的宽度（m）
β——搅拌叶片与搅拌轴的垂直夹角（°）
∑Z——搅拌叶片的总枚数
n——搅拌头的回转数（rev/min）
V——搅拌头的提升速度（m/min）
采用的刀片为9片，叶片宽度为10cm, 搅拌叶片与搅拌轴的垂直夹角约60°，搅拌头的回转数为46 rev/min，本次施工，在预搅下沉过程中就开始喷浆，搅喷下沉速度为0.8米/分钟、搅拌提升速度为1.2米/分钟，则每遍搅拌次数N为：
N=0.1×cos600×9×46/0.8+0.1×cos600×9×46/1.2=43次>20次
五、特殊地段接头处理
1、墙体连接。当两幅间施工时间间隔过长、水泥土硬化出现施工接头时， 在原定施工轴线上或在其任意一侧，两有效墙体（不到设计深度的墙体不作有效墙体）边缘靠接连续成墙，中间靠接处用钻孔灌注水泥砂浆连接或采用灌浆、注浆等其他方法进行有效连接。
2、浆液供应。若遇特殊情况停置时间超过3小时作废浆处理。灌浆管路停置超过1小时用清水进行冲洗。供浆必须连续输送，一旦中断反向下搅，搭接50cm～100cm，恢复供浆运行。
3、施工中断。若施工中因特殊情况发生中断，如果中断时间未超过初凝时间，则采用复搅喷浆的办法处理；超过较长时间，之前施工的水泥土有了一定强度，则将后一单元或后一序桩与前一单元或前一序桩间隔3～5cm施工，后采用钻头直径170mm工程钻机钻孔并灌注水泥砂浆进行处理。
六、多头小直径截渗墙工程质量检验
1、钻孔检查。每隔400m抽检一孔，通过所取芯样对墙体均匀性、完整性、连续性进行评价，利用芯样进行抗压强度、渗透系数等室内试验。取芯后的钻孔，重新造孔并灌注水泥浆封堵。
2、开挖检查。每隔500m开挖一处，开挖尺寸：每处长3～5m，深3m左右，检查墙体的完整性和均匀性、桩体间连接质量和墙体厚度，并取样进行室内抗压强度、渗透系数等试验。
3、无损检测。采用雷达波法对墙体连续性、完整性进行检查。通过波形变化判断墙体的连续性和墙体质量情况。
七、结语
截渗工程施工完成后，经雷达波检测墙体均匀、连续；经探坑检测，截渗墙体的厚度满足设计要求（最小成墙厚度为170mm）；所有钻孔芯样渗透系数均小于1×10 -6 cm/s；芯样无侧限抗压强度达到0.6Mpa，所有指标均满足设计要求。经过多头搅拌桩截渗处理，消除了安全隐患，保证了水库的正常运行及其经济、社会效益的充分发挥。