浅析高压摆喷灌浆在水利工程中的应用

摘要：主要浅析了高压摆喷灌浆的施工工艺、技术要点及遇到特殊情况的处理。

关键词：高压摆喷灌浆水利工程 技术运用

中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

拟建抽水泵站位于东江中游南岸，设计基坑宽35m，长88m（含喇叭型进水渠45m），开挖深度12m。

2 基坑围护结构设计

2.1 地质情况

根椐提供的地质资料显示，场内地层至上而下分布有表层杂填土（层号1），层厚约2.4m；粉质细砂层（层号2-1），层厚约2.2m；中粗砂层（层号2-2），层厚约8.6m；含泥质砾砂层（层号2-3），层厚约2.2m，含较多粘粒；下部强风化泥质粉砂岩（层号3-1），层厚约4.6m,属软质岩；中风化泥质粉砂岩（层号3-2），层厚约13m；微风化岩带（层号3-3），层厚未揭示。地下水位在自然地面下1.5m位置，强风化岩面埋深比较一致，在15.5~16.5m间。

2.2 围护结构施工设计

基坑围护结构设计采用φ1200钻孔排桩(162根)+高压摆喷桩间止水(2625延米/161孔)方案，钻孔排桩间距1300mm，高压摆喷轴线设置在基坑外侧，距排桩轴线700mm，孔距与钻孔排桩间距相同；进水口位置围护结构需考虑拆除，采用15m长拉森Ⅲ型钢板桩+放坡设计。高压摆喷成墙为半圆形，半径0.7m，，孔距1.3m，分二序进行施工，施工时采用双喷嘴喷射，喷嘴夹角为90°，喷射角度为45°，喷嘴摆动角度为90°。钻孔排桩+高压摆喷桩间止水方案布置形式见图1。

图1钻孔排桩+高压摆喷桩间止水方案布置形式

钻孔排桩及钢板桩按设计要求施工不细述。本文主要浅述高压摆喷施工技术。

2.3 高压摆喷施工主要技术参数的确定

本项目采用双重管法施工，施工前先按设计要求进行高压摆喷灌浆试验。以选择确定适合本工程的主要施工参数，保证高喷灌浆质量达到设计要求。根据设计及施工规范结合类似工程施工经验，经试验确定本工程高喷灌浆技术参数见表1

表1 高喷灌浆施工主要技术参数

3 高压摆喷施工

3.1 高压摆喷施工工艺流程

高压摆喷施工工艺流程见图2。

图2高压摆喷施工工艺流程图

3.2高压摆喷施方法及工艺控制

3.2.1测量定位

根据施工轴线按设计施工图进行桩位放样，并做好明确标记，孔位偏差小于1cm。

3.2.2钻机就位，钻孔

采用300型液压地质钻机回转钻进，该钻机扭矩大，成孔效率高、质量好；根据现场孔位移动钻机，钻机就位后进行水平校正，使钻杆轴线垂直对准钻孔中心位置，保证钻孔的垂直度不超过1％，钻机就位调试完毕即可开钻。采用硬质合金钻头钻孔，孔径Φ130mm，为保证成孔质量，使用优质泥浆护壁，泥浆指标控制：比重1.2～1.3，粘度18～23s，胶体率≥90%，含砂率≤5%，正循环钻进。钻进过程中应严格控制成孔垂直度偏差小于0.5%。钻孔进入基岩时要抽取芯样，确保进入强风化岩层1.0m。

3.2.3水泥浆液制备

选用P.O42.5R级普通硅酸盐早强水泥，水泥应新鲜、无结块，过0.08mm筛筛余量不大于5%。每批次水泥应有出厂合格证明，并按批次进行现场复检。

采用人工下料，高速搅浆机制浆。制备水泥浆液时，应严格控制水泥浆液水灰比：1.0，并经常测量浆液比重，水泥浆搅拌时间不小于30S。水泥浆拌好，放置到储浆桶前要认真过筛，防止杂物进入浆管堵塞喷嘴，为使水泥浆不发生离析，储浆桶内设慢速搅动装置，且水泥浆液存置时间不得超过4h，否则应作为废浆处理。

3.2.4 高喷台车就位、试喷、安放喷射管

高喷台车就位后要保持平稳，喷管悬吊状态下对准孔位中心，保证下管、提升及摆喷灌浆的顺利进行。下喷管前要检查高喷设备、搅浆设备和管路系统是否完好畅通，并进行喷浆、喷气试验，当压力和流量满足设计要求时，方可下放喷射管。为防止喷射管下放过程中泥沙堵塞浆嘴，可将喷嘴包扎或边喷水边下管，但水压力不得太大。

3.2.5 高压摆喷施工

喷管下到设计孔底时，开始送入符合设计要求的水泥浆及压缩空气，孔口冒浆正常后，开始摆喷提升。摆喷施工中，上节喷管要卸除，下节喷管继续喷灌的，必须使下节喷管高出井口装置50cm以上时，方可停喷，桩体搭接长度大于50cm，以保证防渗体的垂直连续性，喷浆中如遇故障停喷时，要尽快恢复喷灌，恢复喷灌时喷管须下至原停喷位置50cm以下。

3.2.6 清洗管路设备

喷浆完毕，应迅速提起喷管，清洗管道并移机至下一孔位；若停止施工时间超过3个小时以上，则应清洗制浆设备和泵体。

3.2.7回灌

喷灌结束后，应在已喷灌孔内进行静压充填灌浆，直到浆面不再下沉为止，保证高喷防渗墙固结后墙顶标高，回灌浆液一般采用邻孔高喷冒浆静压充填。

3.2.8 施工记录

施工过程中严格按规范要求做好施工记录，内容包括孔位、孔深、地层变化和制浆、高压摆喷注浆等参数。

3.2.9 施工设备投入

考虑施工场地及工程量、进度要求等因素，使用2台套高喷台车设备进场施工。设备投入情况见表2。

表2设备投入一览表

4 施工过程出现问题的处理

1、施工过程中，出现压力突降或骤增、孔口回浆浓度或回浆量异常等情况时，必须查明原因，及时处理。

2、高喷施工中，喷浆孔严重漏浆，可采取加大浆液浓度或在浆液中掺加速凝剂，从孔口抛填级配料，适当降低气压和浆压等措施。

3、喷浆中如遇故障中断后恢复施工时，尽快恢复喷射，复喷搭结长度不小于50cm。

4、若发生串浆，应填堵被串孔或调整施工孔序。待串浆孔高喷灌浆结束后，应尽快进行被串孔的扫孔、高喷灌浆或继续钻进。

5、喷射过程中注意孔口冒浆情况，孔口不冒浆时，要分析是漏浆还是冒浆不畅，采取相应措施，并观察地面是否有隆起。

5 施工质量检测及效果

基坑围护结构施工完成后对钻孔排桩及桩间高压摆喷情况桩进行检测试验；经抽芯检测显示高压摆喷止水帷幕成墙连续匀均，胶结体强度与防渗指标符合设计要求。

基坑开挖过程中仅用4台小型潜水泵间歇抽水，即可满足降水要求。

基坑开挖显示，桩间止水效果良好，没有明显渗水现象。

6 结语

1、本项目基坑围护结构采用钻孔排桩+高压摆喷桩间止水及钢板桩+放坡设计方案是可行的。

2、安放喷射管时，要注意喷嘴方向，保证面向基坑桩间方向。

3、摆喷施工与旋喷施工比较，在提升速度一致的情况下，在需要成墙范围内的喷射时间相对增加，实际成墙质量更有保证。

4、项目根据不同地层选择不同的提升速度，在比较容易成墙的中粗砂层选择较快的提升速度（10~12 cm/min），在岩面交接处和其它比较难成墙的地层选择较慢的提升速度（6~8cm/min）。可以提高施工速度并降低施工成本。

作者简介：

姓名：王奕华性别：女 学历：本科 出生年月：1967.12 籍贯：广东揭阳

职称：工程师，研究方向：水利工程技术管理