前言

　　射水法造墻機是一種在砂質(zhì)軟土地基建造地下砼連續防滲墻的機具，它主要由在同一軌道上電動(dòng)行走的造孔機、混凝土澆筑機、混凝土拌和機組成。射水法造墻機的技術(shù)原理是，利用水泵及成型器中射水裝置形成高速射流的沖擊力破壞土層結構，水土混合物回流泥沙溢出地面，同時(shí)利用卷?yè)P機操縱成型器不斷上下沖動(dòng)，進(jìn)一步破壞土層并切割修整孔壁，造成有規格的槽孔，且用一定濃度的泥漿固壁，隨后采用常規的水下砼直管澆筑法，建成砼或鋼筋砼單槽板，利用成型器側向特殊裝置將單槽板連成地下砼或鋼筋砼連續防滲墻。

　　射水法造墻機由福建省水科所研制，射水法造墻已在包括黃河、長(cháng)江在內的國內諸多大中城市堤防上應用，已造墻200多萬(wàn)m²，受到國內同行的認可與贊譽(yù)�，F結合其在九龍江下游防洪堤三期工程的實(shí)際應用，進(jìn)行幾個(gè)方面的探討。

　　1、工程簡(jiǎn)介

　　該工程位于九龍江西溪和北溪的下游，是以保護漳州市區防洪安全的基礎設施。共分為七個(gè)堤段，其中屬于西溪流域的有五個(gè)堤段，分別為：康山土堤段長(cháng)5.038km；漳州石堤段長(cháng)2.175km；下洲土堤段長(cháng)3.0km；步文土堤段長(cháng)6.4km；漳州南岸土堤段長(cháng)1.33km.屬于北溪流域的有二個(gè)堤段，分別為：內林土堤段長(cháng)3.42km；吳浦土堤段長(cháng)0.22km.

　　漳州市區防洪堤始建于1959年，1962年基本建成，1964年至1965年間進(jìn)行了續建配套，1973年至1974年及1982年進(jìn)行了加高培厚，1985年進(jìn)行了石堤堤基的防滲處理，1996年堤防工程除險加固后，具有一定的抗洪能力，但個(gè)別堤段標準偏低，存在堤身堤基滲漏及河障阻水嚴重等問(wèn)題。為提高防洪能力，發(fā)揮整體效益，確保漳州市人民的生命財產(chǎn)安全，促進(jìn)國民經(jīng)濟持續穩定發(fā)展，興建本工程是必要的。工程按照新的設防標準進(jìn)行加固擴建，建設內容是對堤身加高培厚（包括新做防浪墻和原有防浪墻加高加厚），堤身堤基防滲處理，防汛道路修建和堤身建筑物的加固改造�，F工程建成后，保護市區防洪堤的設防標準由原50年一遇提高到百年一遇，漳州南岸堤段的設防標準由20年一遇提高至50年一遇，形成以保護漳州市區防洪安全為主要目標的完整防洪體系。

　　本次射水法造墻主要集中在步文土堤段和內林土堤段，步文土堤段長(cháng)6.40km，設計堤頂寬為5.0m，堤頂高程為9.47～10.70m，迎、背水坡比均為1：2.0.除1996年堤防工程除險加固時(shí)已采用射水法打防滲墻的堤段（樁號1+415.7～1+404）；尚未打防滲墻的堤段（樁號1+404～6+297），采用射水法建造地下懸掛式砼防滲墻，設計深度8～12.0m，總面積近4.0萬(wàn)平方米。工程設計墻體厚度0.22米，墻體砼強度10Mpa，墻體防滲系數為K=10-6cm/s，墻體垂直度小于1/300.

　　2、工程地質(zhì)概況

　　該段地質(zhì)經(jīng)勘察揭示地層均為第四紀沖洪積層及人工填土所覆蓋，堤基地層自上而下依次主要為：雜填土、粘土（淤泥層）、中砂層、卵礫石和花崗巖全風(fēng)化土。

　　第一層：雜填土，分布于表層，厚1～2米，含磚瓦碎塊垃圾等，極不均勻、松散、具有小孔洞。

　　第二層：粘土、淤泥層，分布于雜填土下部，灰黃色灰色，厚4～7米左右，較穩定，表層粘土與下伏淤泥呈過(guò)渡關(guān)系，天然含水量50%～60%，高于液限，呈流塑和軟塑狀態(tài)，比重2.61，干重度1.52～1.55X10KN/m³，孔隙比為1.4～2.0，內聚力14.0Kpa，內摩擦角1°43′。

　　第三層：中、粗砂層，厚度大，5～9米左右，以中、粗砂粒為主，含部分細砂，底部含少量礫石，該砂層夾有層厚0.5～4米不等的粘土和淤泥，以薄夾層（1～10㎝）多見(jiàn)，延伸不遠，砂層比重2.63～2.67，干重度1.7～1.8X10KN/m³，孔隙比為0.81～0.88稍密-松散。不均勻系數一般為5～6，少量大于12，位于高程-10～0.0米。

　　第四層：卵石層，分布廣，厚度4～9米，粒徑2～7㎝，磨圓度好，成分較雜，分選性差，含有礫石、砂。

　　第五層：殘積層，花崗巖（花崗閃長(cháng)巖）全風(fēng)化土，粉質(zhì)土，含少量砂粒和粘粒，濕重度1.83X10KN/m³，內聚力15Kpa，內摩擦角22°。

　　由工程地質(zhì)資料表明，堤基地質(zhì)條件復雜，透水層深厚，為解決堤身堤基滲漏問(wèn)題，非常適合采用射水法造墻機建筑地下懸掛式垂直防滲墻。

　　3、影響因素及施工準備

　　工程自1999年8月底開(kāi)工，采用射水法造墻二代機造墻，2001年3月完工。工程吸收了1996年造墻施工過(guò)程中的經(jīng)驗教訓，把重點(diǎn)放到造孔和孔壁穩定上，充分認識到造孔和孔壁穩定是防滲墻施工中的主要和關(guān)鍵，它受地層等自然條件影響最大，是影響工期、工程成本，甚至決定工程成敗的重要因素。影響造孔和孔壁穩定因素主要有：

　�、拍酀{的質(zhì)量

　�、频叵滤�位的高低

　�、强妆谕馏w的組成和密實(shí)度

　�、瓤组L(cháng)度

　�、煽卓诘孛婧奢d（如吊車(chē)、裝載機、輔助施工設施等）

　　以上各因素中，孔壁土體的組成和密實(shí)度、孔長(cháng)度是由各堤段實(shí)際和采用的造墻機確定的；因此，工程指揮部制訂了施工堤段禁止通車(chē)，同時(shí)施工單位也在施工場(chǎng)地劃定了限制范圍，禁止有關(guān)施工機械和載重車(chē)輛靠近。下面談泥漿的質(zhì)量和地下水位的高低對造孔和孔壁穩定影響：

　　4、泥漿的質(zhì)量影響

　　泥漿固壁機理：泥漿固壁即在槽孔施工的過(guò)程中，保持孔壁的穩定，其機理是槽孔內的泥漿壓力高于所在地層的地下水壓力，使泥漿滲入槽壁土體中，其中較細的顆粒進(jìn)入孔隙中，較粗的顆粒附著(zhù)在孔壁上，形成泥皮。隨著(zhù)泥皮厚度的增加，對水的流動(dòng)阻力也會(huì )增加，最終達到了平衡，水不再進(jìn)入地層，泥漿與土層被泥皮隔開(kāi)。泥漿所產(chǎn)生的側壓力通過(guò)泥皮作用在孔壁上，保證了槽壁的穩定。

　　泥漿之所以能保證孔壁穩定，其主要依據：

　�、倌酀{靜壓力（固壁側壓力，取決于泥漿水頭和泥漿密度）；

　�、谀酀{的強度（孔壁失穩時(shí)，泥漿受到擠壓，泥漿強度有陰止孔壁滑塌的作用）；

　�、勰嗥�強度（泥皮有一定的粘接強度可以阻止孔壁滑塌）；

　�、苣酀{流動(dòng)的拖曳力（向上的拖曳力有利孔壁穩定，向下的拖曳力對孔壁穩定不利）。

　　1999年9月，在九龍江下游防洪堤三期工程步文堤段進(jìn)行堤身堤基射水法造墻施工。該堤段地下-15m～3.0m為中粗砂、卵石層。

　　設計從理論上采用泥漿固壁常用的計算泥漿密度公式計算：

　　γs=｛γh+［γoα+ （γe-γ）h］×K｝／H

　　式中：γs為泥漿容重，KN/m³；

　　r為水的容重，kN/m³；

　　γo為地基干容重，kN/m³；

　　γe為地基土的飽和容重，kN/m³；

　　H為計算點(diǎn)距泥漿液面深度，m；

　　α為地下水面距地表面的深度，m；

　　h為計算點(diǎn)距地下水面的深度，m；

　　K為地基土的側壓力系數。

　　公式以孔壁穩定為平衡條件，從理論上計算孔中某一計算點(diǎn)所需的泥漿密度，即該點(diǎn)的泥漿靜壓力，由公式可看出，h（即地下水位）對計算結果影響最大，這里不考慮泥漿固壁其它要素。該施工地段，據土工實(shí)驗得中粗砂層干容重為18kN/m³，飽和容重為21kN/m³，內磨擦角為28度，地下水位高程按4.00m，堤頂高程按9.0m計算。按水利部SL174-96《水利水電混凝土防滲墻施工技術(shù)規范》要求：造孔時(shí)，所需孔口高程應高出地下水位2.0m，采用上述公式計算（在射水法條件下，因泥漿流出孔口，故H=α+h）。