浅谈高压摆喷防渗墙施工工艺

摘要：泗县小湾橡胶坝工程防渗墙采用了高压摆喷灌浆技术，成功处理了橡胶坝基防渗漏问题。本文主要介绍钻孔布置、钻孔深度、孔距浆液选择、灌浆方法和灌浆压力、防渗墙厚度,灌浆中出现异常问题以及处理方法等方面的内容。重点介绍浆液选择，灌浆方法和灌浆压力的设计。

关键词：泗县;橡胶坝高压摆喷 防渗墙

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

泗县老濉河小湾橡胶坝工程位于老濉河泗县刘圩镇秦场村河段上，距离刘圩镇约3km，村村通道路通至施工地，枯水期河内水位约14.500m，河床底平均高程为13.3m,河底宽40m，场地地层自上而下分为八层，第①层为重粉质壤土层，底高程为13.70m；第②层为轻粉质壤土，层底高程为12.80m；第③层粉质粘土，层底高程为10.90m，工程建基面在第③层粉质粘土上，地基承载力为160KPa；第④层为承压含水层土质为粉土，层底高程8.60m，中等透水性；第⑤层为粘土层，层底高程5.00m。

高喷防渗墙设计墙底高程为7.00m，钻孔的有效深度超过设计底高程0.30m，相应的高程为6.70m，墙体的最小厚度不小于120㎜，搭接厚度不小于200㎜。

二、高压摆喷灌浆施工部位及工程量

2.1施工部位

坝体上游段钢筋混凝土护底前齿墙内。

2.2施工工程量

河底宽度45m，两侧坡长宽均5m，总宽度55m,钻孔深度为：河底5.7m，坡上为5.7~7.7m。

三、高压摆喷灌浆设计

3.1施工图设计

高压摆喷灌浆施工轴线布置在渠道内，孔距1.0m为宜，高压摆喷灌浆防渗墙对喷连接。土层防渗剖面示意图如图1：

3.2设计参数、墙体技术指标及灌浆材料

3.2.1设计参数

采用三管法，孔距1.0m，搭接长度＞20cm，摆角30°，对接。

3.2.2墙体技术指标

墙体28天的抗压强度≥3MPa，28天渗透系数≤1×10-6cm／s.

3.2.3灌浆材料

灌浆材料采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，纯水泥浆，密度≥1.6g／㎝³，水灰比0.8:1，施工时应根据施工期的具体情况决定是否使用减水剂。

四、高压摆喷灌浆施工

我公司现采用的三重管高压喷射是以大于36Mpa的高压水射流通过Φ2mm的喷嘴喷出，随着喷管的旋转与提升，高压水射流冲切破坏土体，同时压缩气体升扬搅拌，将水泥浆与粘土掺搅形成桩体,切割的部分土体从孔口冒出.水泥浆与粘土混合物固结后，形成所需要加固截渗体。正式施工前做3～6个孔作为实验孔，以取得施工参数，再经监理、设计、施工单位共同研究确定施工参数，作为执行高压摆喷灌浆的依据。

4.1施工工艺

高压喷射灌浆施工各个环节密切合作，才能达到质量要求，施工顺序分两序进行，先进行Ⅰ序孔施工，再进行Ⅱ序孔施工。

高喷灌浆施工作业流程

4.2各道工序

4.2.1定孔位

在定孔位时，一定严格按照设计放样定孔位，其误差不大于2cm，并用木桩固定。在高喷灌浆轴线拐弯处应设固定桩，同时在施工轴线5～10m范围设控制桩。

4.2.2造孔

把钻机移至钻孔位置，对准孔位用水平尺掌握机台水平，立轴垂直、垫牢机架、钻机的垂直度偏差应小于1%，经技术人员验测合格后方可开钻。如发现钻机倾斜，则停机找平后再开钻。

钻进过程中，遇到异常情况及时查明原因，采取相应措施，对地层变化、颗粒大小、硬度等要详细记录，钻孔结束后，由技术人员进行质量检查，合格后方可移位进行下一个孔的钻进。

4.2.3下喷射管

将喷射台车移至成孔处，先在地面进行浆、气试喷，检查各项工艺参数符合设计要求后将喷射管下至设计深度，经现场质检人员检查认可后方可进行高喷灌浆施工，喷射过程中如遇特殊情况，如浆压过高或喷嘴堵塞等，应将喷射管提出地面进行处理，处理好后再进行施工。

4.2.4制浆

按设计配比进行浆液搅制，在制浆过程中应随时测量浆液比重，每孔高喷灌浆结束后要统计该孔的材料用量。

4.2.5喷射提升

当喷射管下至设计深度，开始送入符合要求的浆，待注入浆液冒出孔口时，按设计的提升方式及速度自下而上提升，直至提升到设计的终喷高程以上50cm停喷。

喷射过程中，值班技术人员应随时检查各环节的运行情况，并根据具体情况采取下列措施：

①接、卸换管要快，防止塌孔和堵嘴；

②喷射因故障中断，应酌情处理；

a、因机械故障，要尽力缩短中断时间，及早恢复灌浆；

b、如中断时间超过1小时，要采取补救措施；

c、恢复喷射时，喷射管要多下0.5m，保证凝结体的连续性。

4.2.6回灌

喷射结束后，随即在喷射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。

4.3工艺参数

高压喷射灌浆属于隐蔽性工程施工，只有选择合适的工艺参数，才能保证施工质量，因此根据工程的实际地质情况和实验孔的施工数据，拟采用如下工艺参数进行施工：

高压喷射灌浆主要工艺参数表

①高喷孔孔斜率≤0.5%；开孔孔位偏差≤2cm;相邻孔孔斜率综合值≤1％。

4.4施工设备

高喷灌浆主要施工设备见下表：

五、质量控制

5.1施工前组织全体人员学习施工组织设计及有关规程，严格按设计规范精心组织施工。实行三级质量管理网络，在项目经理领导下，成立质量管理小组，全面推行质量管理，实行“三检制”，由班组初检，质检员复检，质检工程师终检，最后请监理工程师验收。实行岗位责任制，做到岗位到人，责任到人。

5.2按照施工项目，配备足够的质检人员进行施工过程的跟踪检查和技术指导，严格按照技术要求，对所有的施工参数进行把关和检测，对孔位、孔深、下管深度、浆、气压力等由质检员签字认可方可施工。

5.3高压摆喷灌浆施工时需严格控制喷浆压力和施工顺序，一旦发现异常现象，停止喷浆。

5.4施工记录要及时、真实、清晰，认真做好原始资料的整理，做到工完资料全，并及时归档。

5.5积极配合现场质检人员做好终孔质量签证工作。

5.6严把材料质量关，杜绝不合格材料进场。

六、质量检查及验收

6.1施工过程中，必须对钻孔和高喷灌浆工序及主要施工参数进行严格控制，并作好记录。

6.2每个高喷单元工程高喷灌浆结束后，报监理单位对单元工程质量进行评定。

6.3在两孔板墙交接处进行钻孔取芯检查，考虑钻孔孔斜因素，钻孔检查仅作参考。可通过板墙前后测压管的水位变化和坝下渗水量的变化检查高喷板墙的整体效果。

6.4高喷灌浆工程，应进行单孔验收、单元工程验收和分部工程验收。

6.5单孔工程验收分为单孔钻孔验收和单孔灌浆验收，由监理单位负责。

6.6单孔钻孔验收内容应包括孔位、孔深、钻孔偏斜率和特殊情况的处理等。

6.7单孔高喷灌浆验收的主要内容为高喷灌浆技术参数和特殊情况的处理等。

七、墙体质量检测

通过围井试验和取样检测，墙体28天无侧限抗压强度平均为3.41Mpa，渗透系数为1.37*10-7cm/s。检测结果均满足设计要求的墙体28天无侧限抗压强度不小于3.0Mpa，渗透系数不大于10-6cm/s。

结束语

高压摆喷灌浆技巧在泗县橡胶坝工程中得到了很好的利用，它具有工程造价适中，防渗效果良好，施工条件请求低等优点，随着这项技术逐步成熟，必将在更多的防渗工程中推广和应用。

参考文献：

1《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》DL/T5200-2004.