振冲加密技术在三峡工程
二期围堰中的研究及应用
阮守照
1 前 言
三峡工程二期围堰施工是三峡重大技术难题之一，围堰填筑最大水深60m，最大挡水头85m，防渗墙最大深度73.35m，形成蓄洪库容20亿m3，是大江基坑内大坝和电站厂房安全施工的重要屏障。
堰体主要填料为风化砂、石渣料、块石料、砂卵石料，防渗采用塑性混凝土防渗墙上接土工合成材料，下接帷幕灌浆复合防渗结构。防渗墙施工穿过的主要地层有风化砂填筑体、平抛垫底砂卵石层、河床淤积层、全强风化带、弱风化或微新岩石。其中风化砂大部分为水下抛填，密实度低、变形模量小。提高水下抛填风化砂体的密实度是保证防渗墙造孔过程中槽壁稳定和改善防渗墙应力应变状况，确保防渗墙顺利施工和堰体稳定安全的重要措施之一。
为了对振冲加密方案的可行性、设备能力、加密效果等问题进行研究论证，进而确定大规模施工的设备选型和各项技术指标，于1996年6月11日～9月6日在施工现场进行了生产性试验。1997年2～4月，完成了3个预进占段的振冲加密任务，并成功应用进口的150kW大功率液压驱动振冲器加密风化砂，使施工效率提高一倍。1997年10月26日～12月28日，完成了主河床段全部振冲加密工程。
2 生产性试验
2.1 试验设计方案
主要内容和目的为：
（1）通过右岸干地回填风化砂和左岸水下抛填风化砂的振冲加密，与振前的风化砂物理力学性质比较，研究BJ - 75kW振冲器加密30m深的设备能力和加密效果。
（2）在右岸下游围堰接头做不填料振冲加密，回填风化砂振冲加密和回填卵（碎）石料振冲加密的对比试验，确定填料种类。
（3）在右岸下游围堰段通过不同的布桩形式和施工参数做振冲对比试验，确定施工工艺和施工技术指标。
（4）根据右岸下游围堰接头段的试验成果，调整右岸上游接头段的施工参数，以满足液压铣槽机的施工要求，调整左岸上游接头段的施工参数，以适应后期高压旋喷灌浆试验的施工要求，并且进一步研究振冲加密效果。
设计要求振冲加密后的风化砂标贯击数大于15击，干密度最小值大于1.75g/cm3，平均值大于1.08g/cm3。
2.2 设计方案及调整
在施工过程中，根据施工现场的实际情况，做了局部调整，两种方案对比见表1。
表1 两种方案施工参数对比表
施 工 方 案 桩数（根） 距防渗墙轴线距离（m） 孔距（m） 排距（m） 加密电流（A） 流振时间（s） 填 料
右下A区 原方案 10 1.5 2 2 95 15 不填料
调整后 振冲桩造孔后无法自行加密，本区试验桩取消
右下B区 原方案 10 1.5 2 2 95 15 填风化砂
调整后 3 1.5 2 1.75 90，95 10 填风化砂
右下C区 原方案 22 2 2 1.75 100 15 填石料
调整后 22 1.5 2 1.75 100 10 填石料
右下D区 原方案 22 1.75 2 2 95 15 填石料
调整后 22 1.75 2 2 95 10 填石料
右下段 原方案 226 1.75 2 2 95 15 填石料
调整后 243 1.5 2 1.75 100 10 填石料
右上段 原方案 289 1.75 2 2 95 15 填石料
调整后 254 1.5 2 1.75 100 10 填石料
左上段 原方案 88 1.75 2 2 95 15 填石料
调整后 88 1.5 2 1.75 100 10 填石料
3个试验段中右下段为振冲试验的主要部位，右上和左上段为生产性试验，其施工参数根据右下段的试验成果确定。
2.3 生产性试验施工
主要应用国产75kW电机驱动式振冲器，采用不同的布桩型式、不同的施工参数及施工工艺对抛填风化砂进行振冲加密，并对振冲前后的风化砂做原位及取样试验，评定加密效果，为二期围堰风化砂的振冲加密确定设计参数、施工方法及施工参数。
（1）1996年6月11日开工至9月6日结束，左右岸3个接头段振冲加密生产性试验进行得都比较顺利，各段完成的情况见表2。
表2 振冲加密试验工程量
日 期（月·日） 段 次 桩 号 桩数（根） 总进尺（m） 总填料量（m3） 最大桩长（m） 平均桩长（m） 平均填料量（m3/m）
06.11～07.17 右下段 1+056.5～0+910.5 268 4665.7 3508 30 17.4 0.752
07.30～08.14 右上段 0+998～1+137.95 254 4187.7 3759.2 30 16.4 0.90
08.25～09.06 左上段 0+098～0+155.9 88 1715.4 1167 22.6 19.5 0.68
（2）振冲加密工效分析。振冲加密的工作效率与抛填风化砂体的初始密实度、粗颗粒含量和加密深度有着密不可分的关系，详见表3。