某電廠翻車機(jī)室深層封水設(shè)計(jì)與施工

吳曦

摘要： 某電廠翻車機(jī)室基坑封水方案從2006年7月開始準(zhǔn)備，經(jīng)反復(fù)論證，最后根據(jù)施工現(xiàn)場地質(zhì)并水文條件決定采用基坑四周連續(xù)墻擋土隔滲、振動(dòng)鉆機(jī)套管成孔高壓注漿底板封堵止水的方案，取得了園滿成功。在砂卵礫石層中采用振動(dòng)鉆機(jī)套管成孔高壓注漿封堵及砼地下連續(xù)墻施工在技術(shù)上具有國內(nèi)90年代先進(jìn)水平，經(jīng)濟(jì)效益顯著，同時(shí)創(chuàng)造了較大的社會效益。

關(guān)鍵詞：翻車機(jī)室基坑；封水；連續(xù)墻 ；擋土隔滲；振動(dòng)鉆機(jī)；套管成孔；高壓注漿；封堵

1、工程概述

華中某火電廠燃料系統(tǒng)翻車機(jī)室，位于其主廠房東側(cè)，距漢江600m，是燃料系統(tǒng)的主要構(gòu)筑物。其建筑形式地上部分為單層工業(yè)廠房，平面軸線尺寸28×29m,地下為砼箱形結(jié)構(gòu)，基坑底面標(biāo)高－19.20m,局部標(biāo)高－20.42m。

2、地質(zhì)水文條件

本工程所處場區(qū)地層結(jié)構(gòu)①±0.00～－7.00 m為粉質(zhì)粘土,滲透系數(shù)k=4.2×10－4～3×10－7cm/s;②－7.00～－10.52 m 為粉細(xì)砂層，局部含少量卵礫石，滲透系數(shù)k=3×10－3cm/s，透水性強(qiáng)；③－10.52m以下為卵礫石層，礫石含量70% 粒徑1～5cm，其中混有30%中砂，該層透水性極強(qiáng)，與漢江江水有密切的水力聯(lián)系，滲透系數(shù)k=1.2×10－1cm/s，本地區(qū)地下水為松散巖類孔隙水，地下水量極為豐富，單井換算水量1000～5000t/d。

3、施工方案的確定及實(shí)施

結(jié)合上述地質(zhì)水文條件，經(jīng)計(jì)算分析及優(yōu)選，決定采用“液壓抓斗成槽、周邊地下連續(xù)墻、高壓旋噴與振動(dòng)鉆機(jī)套管成孔高壓注漿封堵基底”的基坑整體支護(hù)防滲體施工方案。

4、支護(hù)及防滲體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 連續(xù)墻設(shè)計(jì)

4.1.1 連續(xù)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算假定

計(jì)算采用“山肩邦男近似法”，取1m單位結(jié)構(gòu)來進(jìn)行內(nèi)力分析。[1]

計(jì)算假定：①墻體視為下端自由的彈性體；②主動(dòng)土壓力在開挖面以上為三角形，在開挖面以下為矩形；③被動(dòng)土壓力為開挖線以下的被動(dòng)土壓力，其中Ax+B為被動(dòng)土壓力減去靜止土壓力ηx 之值；④橫撐設(shè)置后，即作為不動(dòng)支點(diǎn)；⑤下道橫撐設(shè)置后，認(rèn)為下道撐軸力不變，且下道撐以上墻體保持原來的位置。

4.1.2 有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)

①土體參數(shù)：土體容重γ=1.8t/m3，浮容重γ=0.9 t/m3，內(nèi)磨擦角α=300，水位標(biāo)高－5.00m。

②結(jié)構(gòu)參數(shù)：連續(xù)墻厚800mm，砼標(biāo)號C20 配Φ25豎向鋼筋。為減少連續(xù)墻側(cè)壓力，降低造價(jià)，決定土方從±0.00到－5.0m高程采用大開挖,并且開挖面積基本控制在土楔體以外, 從－5.0m高程到－10.70m高程采用懸臂式連續(xù)墻, －10.70m～19.20 m標(biāo)高采用雙支撐連續(xù)墻，支撐鋼管選用Φ350，壁厚10mm。開挖截面圖見下：

4.1.2 懸臂式連續(xù)墻設(shè)計(jì)

4.1.2.1 設(shè)計(jì)計(jì)算原理

懸臂式墻的破壞,一般是繞底端b點(diǎn)以上某點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng),由于精確決定土壓力的分布規(guī)律較為困難,一般近似假定土壓力呈線性分布。墻體前側(cè)的被動(dòng)土壓力，其合力為Ep/K；墻身后主動(dòng)土壓力，其合力為Ea。計(jì)算過程為首先求出入土深度t，再求得最大彎矩作用截面t0，然后求出最大彎矩∑M，最后根據(jù)∑M的大小配筋確定受拉、受壓鋼筋的間距。①計(jì)算入土深度的方法為：如墻入土深度t，t的粘聚力C=0。由各土壓力（主動(dòng)、被動(dòng)土壓力、水壓力）對墻底b的力矩平衡條件可知，∑MB=0，解此方程即可求得入土深度t；②求最大彎距截面位置t0的方法為：利用最大彎距作用截面剪力為0的平衡條件，即∑Q=0，解此方程即可求得t0；由此再求出主動(dòng)、被動(dòng)土壓力、水壓力對t0截面的彎距的合數(shù)和∑M，計(jì)算簡圖見下圖。

4.1.2.2 求入土深度t

由于第二層土質(zhì)和第三層土質(zhì)十分相似，且都在水位標(biāo)高以下，為簡化計(jì)算按同一土質(zhì)考慮，摩擦角度ф=300。

①各層主動(dòng)土壓力及主動(dòng)水壓力。

第一層Ka1=tg2（450-ф/2）=tg2(450-270/2)=0.38

p1=γh1ka1=18×2×0.38=13.67KN/m

第二層：ka2=tg2（450-ф/2）=tg2(450-300/2)=0.33

p2=r，(H2+H3)Ka2=10×(3.7+H3) ×0.33=3.3（3.7+H3）

p主水=γw(H2+H3)=10×(3.7+H3)

②各層土壓力、水壓力對p點(diǎn)的力矩。

Ma1=×( +H2+H3)+

=9.11+13.67×(3.7+H3)+6.84×(3.7+H3)2

Ma2= =0.55×(3.7+H3)3

M水==1.67×(3.7+H3)3

則∑M=Ma1+Ma2+M水

∑M=9.11+13.67×(3.7+H3)+6.84×(3.7+H3)2+0.55×(3.7+H3)3+1.67×(3.7+H3)3=9.11+13.67×(3.7+H3)+6.84×(3.7+H3)2+2.22×(3.7+H3)3

③被動(dòng)土壓力

第一層：Kp1=tg2(450+Ф/2)=tg2(450+370/2)=4

p1=γH4Kp1+22×3×4=264kN/m(H4旋噴體厚度初定為3m)

第二層：Kp2=tg2(450+Ф/2)=tg2(450+300/2)=3

p2=γ1，(H3-H4)Kp2=10×(H3-3)×3=30×(H3-3)

水壓力：p水=γw(H3-H4)=10×(H3-3)

④各被動(dòng)土壓力及被動(dòng)水壓力對p點(diǎn)的力矩：

Mp1= ×(1/3×3+H3-3)+

=264×3/2×(H3-2)+264×(H3-3)2/2=132×(H3-3)2+396H3-264

Mp2= = =5×(H3-3)3

M水被==1.667×(H3-3)3

則∑M被=Mp1+Mp2+M水被

∑M被=6.667×(H3-3)3+132×(H3-3)2+396H3-264

⑤求入土深度H3利用Mb=0，解方程：

∑M主=∑M被/k (k—被動(dòng)土壓力系數(shù)，取k=1.5)

則9.11+13.67×(3.7+H3)+6.84×（3.7+H3）2+2.22×(3.7+H3)3

=

解得H3=8m

H3/(H1+H2)=8/(2+3.7)=1.4則入t深度處懸臂之比為1.4

4.1.2.3求最大彎矩作用截面位置t0.

沿to面作一分離體，取上半部分作剪力分析：

①主動(dòng)大壓力剪力（包括水壓力）

a、主動(dòng)土壓力（包括水壓力）

∑Q主=+γ1H1Ka1(H2+t0)+Ka2 +

=13.68+76×(3.7t0)+6.65×(3.7+t0)2

被動(dòng)土壓力（包括水壓力）

∑Q被= +γ3KP1H4(t0-H4)+KP2 +

=396+264×(t0-3)+20×(t0-3)2

求彎矩作用截面t0：

由∑Q主=∑Q被，則

13.68+76×(3.7+t0)+6.65×(3.7+t0)2=396+264×(t0-3)+ 20×(t0-3)2

得t0=5m。

4.1.2.4求t0截面處彎矩：

M主=(1/3H1+H2+t0)+ γ1H1Ka1+γ2Ka2+

解得M主=2106kN.m

M被=(t0-2/3H4)+ γ3KP1H4 +γ2Kp2+

解得M被=1769kN.m

則Mt0=2106-1769=927KN.m

4.1.2.5墻體截面配筋計(jì)算

①求受拉鋼筋面積As：

已知h=800mm、b=1000mm (取1 m單位分析)，M=927kN.m，鋼筋配雙層網(wǎng)片，受壓鋼筋間距初定Ф22＠125，砼標(biāo)號C20。

材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值：fcm=11N/mm2，fy=fy=31010N/mm2

As，=380.1×8=3041mm2

求受壓區(qū)受壓鋼筋A(yù)s的壓力與它相應(yīng)的一部分受拉鋼筋A(yù)s1的拉力所形成的彎矩M1。

M1= fyAs(ho-as)=310×3041×(800-60-40)=659.85KN.M

此時(shí)As1= As=3041mm2

求受壓區(qū)砼的壓力與相應(yīng)的受拉鋼筋A(yù)s2的拉力所應(yīng)承受的彎矩M2。

M2=M-M1=927-659.85=267.15kN.m

求受拉鋼筋A(yù)s

求截面抵抗力矩系數(shù)αsz

αsz===0.044

查表得rs=0.977，ξ2=0.055

ξ2＜ξb=0.544

As2= ==1192mm2

求As：As=As1+As2=4233mm2

選Φ25＠100，A配=490.9×10=4909mm2

4.1.3雙支撐連續(xù)墻設(shè)計(jì)：

4.1.3.1土壓力計(jì)算：

地面荷載取q=100KN/mm2，出于安全考慮總的-5.0m至-10.7m標(biāo)高內(nèi)的土體重量荷載作用于-10.7m平面。

主動(dòng)土壓力ka=0.33

主動(dòng)土壓力及側(cè)壓力：p=(γ，h+q)ka=(10×8.5+10)× 0.33=31.35KN

水壓力：p水=rwh=10×8.5=85KN

則合力為：31.35+85=116.35KN

主動(dòng)土壓力、水壓力、地面荷載引起側(cè)壓力合力的斜率η：

η=(r.h+q)ka/h=13.69

被動(dòng)土壓力kp=3.0，因內(nèi)側(cè)土已固結(jié)封水，故取干容重Ep=γ×kp=18×3x=54x

4.1.3.2求入土深度及橫撐軸力和彎矩

由公式：Nk=1/2ηhok2+ηhokXm-ΣNi-BXm-1/2Axm2(式13-21)[2]

1/3Axm2-1/2(ηhok-B-Ahkk)Xm2-(ηhok-B)ηhkkXm-[ΣNihik-ηhkkΣNi+1/2ηhkkηhok2-1/6ηho2k]=0(式13-20)[2]

式中：Nk—第k道支撐的軸力（KN）；

η—主動(dòng)土壓力斜率；

Xm—入土深度（m）；

Hok—墻體高度（m）；

Hkk—底層支撐高度（m）；

A—被動(dòng)土壓力Ep(KN)；

B—土體粘結(jié)力（一般取0）。

設(shè)有頂橫撐，開挖至6.5m，此時(shí)K=1；

hok=6.5m，hmk取6.2m；Nk=N1。

代入公式13-20得：

54Xm3/3-(13.69×6.5―0―54×5)Xm2/2―(13.69×6.5) ×5Xm―(13.69×6.52/2―5―13.69×6.53/6)=0

解得：18Xm3+181Xm2―444.9Xm―342.4=0

Xm=2.6m

代入公式13-21，求N1

N1=13.69×6.52/2+6.5×13.69×2.6―0―54×2.62/2=338KN

求在此情況下墻體的截面彎矩：

M1=13.69×1.53/2=15.4KN.M

M2=1/2×13.69×6.52×1/3×6.5―338×(6.5―1.5)=-1143KN.M

因M2小于懸臂墻的彎矩，故按懸臂墻配筋偏安全。

求第二道橫撐所受的軸力及彎矩：

設(shè)第二道橫撐設(shè)在-17.2m，此時(shí)K=2，N1=234kN，hok=8.5m，h1k=7m，h2k=2m，Nk=N2，

由公式13-20，求Xm，

54Xm3/3―(13.69×8.5―0―54×2)Xm2/2―(13.69×8.5) ×2Xm―(234×7―2×234＋13.69×8.52×2/2―13.69×8.53/6)=0。

解得：18Xm3+8.36Xm2―232.7Xm―757.8=0

Xm=4.5m，取Xm=5m，

由公式13-21，求N2

N2=13.69×8.52/2+8.5×13.69×2―338―0―54×22/2=338KN

求此時(shí)墻體的截面彎矩：

M1=15.4KN.m，M2=-1143KN.m，M3=-125.4KN.m

各截面的彎矩均小于懸臂連續(xù)墻的彎矩，故配筋可采用懸臂連續(xù)墻的配筋不變。

4.1.3.3水平支撐的設(shè)計(jì)

由以上計(jì)算可知，墻體上部每米推力為338kN，已假定每4米設(shè)一鋼管支撐，則每根鋼要承受壓力為1352kN。

承載力驗(yàn)算：鋼管采用φ350，壁厚b=10mm，則其回轉(zhuǎn)半徑為r=2/4d=2/4(330+5)=11.84cm，鋼管截面面積A=πdt=π33×1=33πcm2。

由其支撐長度11m，得其長比為：λ=L/r=1100/11.84=92.9

查GB J17-88附表3.1得其穩(wěn)定系數(shù)ψ=0.699

故其承載力為N=Aψfy=33π×102×0.699×190=1376KN>1352KN故安全。

4.2封底厚度的設(shè)計(jì)

4.2.1有關(guān)參數(shù)的選定

根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)及規(guī)范要求旋噴孔及高壓注漿孔統(tǒng)一定為1m孔距，旋噴體孔徑φ130，采用三重管法注漿，高壓注漿孔徑89，固結(jié)體溶重22KN/m3。

4.2.2旋噴體厚度計(jì)算：

旋噴體厚度假設(shè)為X0，頂標(biāo)高為-10.7m，水位標(biāo)高-7.8m，則噴體底面處的水壓力為：

(10.7+X0―7.8)t/m2=(2.9+X0)t/m2。

由平衡條件知：2.9+X=2.2X，則X=2.4m。

故取旋噴體厚度為3m。

4.2.3高壓注漿體厚度計(jì)算：

高壓注漿體厚度假定為5m，頂標(biāo)高為-21.3m，因開挖后面標(biāo)高-18.9m,則注漿體底面處的水壓力為21.3+5-7.8=1.85MPa，此平面的固結(jié)體重力為5×0.22=1.1 MPa，由高力平衡條件可知，這有0.75 MPa的浮力未平衡，考慮到連續(xù)面與注漿體有很好的摩按作用，假定浮力為0.75×11/2=412.5KN。

注漿體的抗彎計(jì)算：取注漿體抵彎強(qiáng)度取30N/mm2，注漿體與連續(xù)墻連接面按固結(jié)考慮，則跨中彎矩為：

M=1/12×q×l2=1/2×0.75×112=7.56KN.m

式中q—未平衡浮力；l—底板計(jì)算跨度

則彎曲應(yīng)為δ=M/W= =1.85Mpa<3Mpa（可行）

5、連續(xù)及高壓旋噴注漿封底的施工

5.1地下連續(xù)墻的施工

5.1.1工作及施工原理

地下連續(xù)墻是在地面上用特種開槽設(shè)備，在泥漿護(hù)壁的情況下，沿需支護(hù)基坑的四周開挖一條，狹長的深槽，在槽內(nèi)設(shè)置鋼筋籠并澆筑水下砼，從而筑成一段鋼筋砼墻段，以若干墻段連接形成一條連續(xù)的地下墻，而起到擋土隔滲之用。

地下連續(xù)墻施工技術(shù)自1950年首次應(yīng)用于意大利米蘭工程以來已有50多年的歷史。國內(nèi)在地下水位高、滲透系數(shù)大的砂礫石和卵礫石層中采用連續(xù)墻施工尚未見有先例。

地下連續(xù)墻采用逐段施工方法，且周而復(fù)始地進(jìn)行，每段的施工過程，大致可分為五步，即：①在始終充滿泥漿的溝槽中，利用專用挖槽機(jī)械進(jìn)行挖槽；②放入擋板；③將已制備的鋼筋籠下沉到設(shè)計(jì)高度；④插入水下灌筑砼導(dǎo)管，澆砼；⑤待砼初凝后，拔去擋板。此為地下連續(xù)墻的主要施工工藝過程，此外還包括施工前的準(zhǔn)備，泥漿制備處理等。

5.1.2地下連續(xù)墻主要施工工藝

地下連續(xù)墻作為一種地下工程,共施工過程由諸多工序組成，附圖為液壓、抓斗開槽，泥漿護(hù)壁的平面布置。其導(dǎo)墻施工，泥漿制備和處理，鋼筋籠制作和吊裝以及水砼澆筑等主要工序，現(xiàn)分述如下：

5.1.2.1導(dǎo)墻施工

導(dǎo)墻作為地下連續(xù)墻施工中必不可少的構(gòu)筑物，首先具有控制地下連續(xù)墻施工精度，規(guī)定溝槽的位置走向，其次還起到維持穩(wěn)定液面的作用。導(dǎo)墻內(nèi)存蓄泥漿，為保證槽壁的穩(wěn)定，泥漿液面始終保持高于地下水位1 m左右的高度；導(dǎo)墻還起到擋土的作用。

5.1.2.2護(hù)壁泥漿

在地下連續(xù)墻挖槽過程中，泥漿的作用是護(hù)壁、攜渣、冷卻機(jī)具，其主要功能為護(hù)壁。泥漿的正確使用，是保證挖槽成敗的關(guān)鍵，泥漿具有一定的密度，在槽內(nèi)對槽壁有一定的靜水壓相當(dāng)于一種液壓支撐，滲入土墻的泥漿能形成一層透水性很低的泥皮，有助于維護(hù)土壁的穩(wěn)定性；在挖槽工程中泥漿因較高的粘性，它能使土渣懸浮起來，隨同泥漿排出槽外。

地下連續(xù)墻泥漿配比為水：膨潤土：堿=360kg：36kg：1.6kg，膨潤土礦物成分： SiO2為 65%,AL2O3為15%，F(xiàn)e2O3為2.6%，CO2為1%,MgO為1%，細(xì)度為260目。地下連續(xù)墻泥漿液體溶重1.2g/cm3。

5.1.2.3槽段開挖

開挖槽段是地下連續(xù)墻施工中的重要環(huán)節(jié)，約占工期的一半，一個(gè)槽段根據(jù)墻體的平面布置尺寸一般為2~6m，寬度為600~1200mm,本工程設(shè)計(jì)寬度800mm。開挖深度14m內(nèi)一般4小時(shí)，19m內(nèi)一般6~8小時(shí)，槽段用液壓抓斗開挖，挖出的泥渣用汽車及時(shí)運(yùn)出場外。

5.1.2.4鋼筋籠的加工和吊放

鋼筋籠按一個(gè)槽段做成一個(gè)整體，因?yàn)橐紤]搬運(yùn)起吊、安放，鋼筋籠制作后要求有一定的剛度，在鋼筋籠內(nèi)布置一定數(shù)量（一般為二榀）的縱向桁架，用吊車起吊安放，入槽時(shí)最重要的是使鋼筋籠對準(zhǔn)單元槽段中心，垂直而又準(zhǔn)確地插入槽內(nèi)，不因側(cè)擺動(dòng)而造成槽壁坍塌，鋼筋籠的吊放一般每段半小時(shí)。

5.1.2.5水下砼澆筑

開槽至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，測定槽底殘留的土渣厚度，并進(jìn)行清底，即澆孔，一般每次清孔用時(shí)1小時(shí)，清除的方法一般在土渣還沒有沉淀之前用新泥漿把槽內(nèi)的泥漿置換出來，也就是常說的泵吸法換漿清孔。

地下連續(xù)墻的澆筑過程具有一般水下砼澆筑的施工特點(diǎn)，砼一般是流態(tài)，坍落度一般控制在15cm~20cm，要求具有良好的和易性和流動(dòng)性，澆筑時(shí)砼是用導(dǎo)管在泥漿中進(jìn)行的。由于導(dǎo)管內(nèi)砼密度大于外部泥漿密度，利用其內(nèi)外壓力差使砼從導(dǎo)管內(nèi)流出，導(dǎo)管插入砼深度應(yīng)控制在2~4m，砼澆筑過程中，導(dǎo)管不得作橫向運(yùn)動(dòng)，否則會使沉渣或泥漿混入砼內(nèi)，砼要連續(xù)澆筑，不能長時(shí)間中斷。槽段的澆筑可分為跳格式和按序逐段施工兩種，翻車機(jī)室工程是按跳格式施工的，每個(gè)槽段澆筑砼一般為4小時(shí)。擋頭板是鋼制的，它應(yīng)能抵抗一定的砼側(cè)壓力，施工時(shí)關(guān)鍵是掌握好起撥接頭板的時(shí)間。如果起撥時(shí)間過早，新澆砼部分還處于流態(tài)，砼將從按頭板下端流入到相鄰槽段，下槽段的施工造成困難，如果提拔時(shí)間太晚，新澆砼與板膠結(jié)在一起，會造成提拔困難，強(qiáng)行起拔有可能造成新澆砼的損傷。起拔一般用20t的起重機(jī)，所用時(shí)間1小時(shí)。為了保證砼接頭的止水效果，在二期槽孔澆砼前應(yīng)對接頭表面進(jìn)行處理，其方法為用特制的鉆頭鋼絲刷，將附著在接頭表面的膠凝物除去。潔凈標(biāo)準(zhǔn)以刷子上不帶泥為合格。

5.2高壓旋噴注漿封底施工

5.2.1工作及施工原理

高壓旋噴注漿法，就是利鉆機(jī)把帶有特別噴咀的注漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后,以高壓設(shè)備使?jié){液、水、氣形成高壓流從噴咀中噴射出來，沖切破壞土體，鉆桿以一定速度逐漸旋轉(zhuǎn)上升，使液漿與土粒強(qiáng)制混合，待漿液凝固后土中形成一個(gè)固合體，它創(chuàng)始于日本60年代后期，基本種類有單管法、二重管法、三重管法三種。翻車機(jī)室工程選用三重管法，三重管法用輸送水、氣、漿三種介質(zhì)的三重注漿管。在以高壓泵等高壓發(fā)生裝置中產(chǎn)生38Mpa壓力的高壓水噴射流的周圍，環(huán)繞一股0.5Mpa的圓筒狀氣流、高壓水噴射流和氣流同軸噴射流沖切土體，形成較大的空隙，再由另一軸孔中0.7Mpa的泥漿液填充。同時(shí)噴咀隨鉆孔做旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng)。

5.2.2高壓旋噴的主要工序

高壓旋噴主要為鉆孔，高壓噴射注漿兩道工序。在鉆孔前根據(jù)已設(shè)計(jì)的孔距布置鉆孔的順序。其主要施工工序分述如下：

5.2.2.1鉆孔

鉆孔的第一道工序是將鉆機(jī)安置到設(shè)計(jì)孔位上，使鉆插頭對準(zhǔn)孔位中心，為保證鉆孔達(dá)到要求的垂直度，鉆機(jī)必須作水平校正，噴射注漿管允許傾斜度控制在1.5% 以內(nèi)，采用JZB-1型（195KW）振動(dòng)打樁機(jī)振動(dòng)成孔，孔經(jīng)Φ130，鉆進(jìn)速度1m/15~30秒。

5.2.2.2高壓旋噴注漿

成孔時(shí)，為防止泥砂堵塞噴咀，邊沉管，邊射水，（水壓力一般不超過1Mpa，因水壓過高易造成塌孔）。鉆孔到位后由下而上進(jìn)行噴射注漿，此時(shí)應(yīng)注意檢查漿液比重，注漿流量、風(fēng)量、風(fēng)力、旋轉(zhuǎn)提升速度等參數(shù)，并做好記錄。在噴漿過程中，往往有一定數(shù)量的土粒，隨著一部分漿液沿注漿管管壁冒出地面。冒漿（內(nèi)有土粒、水及漿液）量小于注漿量的2%為正常，超過2%或完全不冒漿時(shí)應(yīng)查明原因采取有效措施。冒漿量過大的主要原因是有效噴射范圍與注漿量不相適應(yīng)，注漿量超出噴漿固結(jié)所需的漿量所致，減少冒漿量采取的措施有：其一，提高水的噴射壓力，以切削周圍的土體；其二，加快提升和旋轉(zhuǎn)速度。對于冒出地面的漿液，若能迅速進(jìn)行過濾沉淀除去雜質(zhì)，則可再調(diào)整濃度后利用。如不冒漿應(yīng)查明原因，進(jìn)行處理。本工程高壓旋噴注漿提升速度為5cm~7cm/min，旋噴體每米水泥800kg，漿液配合比為水：水泥=100：162，容量為1.7g/cm3。

5.3套管成孔高壓注漿封底施工

5.3.1工作及施工原理

高壓注漿與旋噴注漿同屬用漿液填充土體中的空間，固結(jié)土體的顆粒，達(dá)到止水加固效果。但旋噴注漿是用高壓水切割土體，在使土體形成一個(gè)松散的空腔的同時(shí)用漿液來填充膠結(jié)顆粒，而高壓注漿則是通過一定高壓力的漿液注入土體中，置換出土體中的水和空氣并膠結(jié)顆粒。前者，注漿壓力較?。?.7Mpa），后者注漿壓力較大（1.5Mpa）（高壓注漿宜用于砂礫、石層和卵礫石層）。

注漿固結(jié)土體止水施工的方式一般有旋噴注漿和高壓注漿兩種。成孔方式有地質(zhì)鉆機(jī)成孔，振動(dòng)鉆機(jī)成孔。在礫土層中地質(zhì)鉆機(jī)的成孔速度0.33m/小時(shí)，振動(dòng)鉆機(jī)成孔速度28.2m/小時(shí)，若在深砂礫土層采用地質(zhì)鉆機(jī)來成孔實(shí)施高壓注漿工藝所需的時(shí)間長，而振動(dòng)鉆孔成孔雖快，然而在進(jìn)入一定深度后，土體與鉆桿的磨擦面增大，鉆桿有一個(gè)極限深度超過這個(gè)深度鉆桿難于鉆進(jìn)且難以拔出。

翻車機(jī)室底層封底標(biāo)高設(shè)計(jì)在-21.3~ -26.3m（厚度5m），振動(dòng)鉆機(jī)鉆進(jìn)至-21.3m時(shí)就無法鉆進(jìn)。最后決定-21.3m 以上用振動(dòng)鉆機(jī)成孔預(yù)埋鋼套管。-21.3~ -21.6m用地質(zhì)鉆機(jī)成孔，高壓注漿封底方案。為保證注漿止水的施工質(zhì)量，封底施工注漿分-21.3~ -23.3m及-23.3~ -26.3m兩層施工，上層先行施工。

5.3.2高壓注漿主要施工工藝

翻車機(jī)室高壓注漿主要施工工序?yàn)椋赫駝?dòng)鉆機(jī)成孔→埋管→地質(zhì)鉆機(jī)成孔→高壓注漿。振動(dòng)鉆機(jī)成孔與旋噴成孔方法基本一樣，現(xiàn)就埋管地質(zhì)鉆機(jī)成孔，高壓注漿工序分述如下：

5.3.2.1埋管

振動(dòng)鉆機(jī)鉆成孔后，在拔出過程中邊拔管邊將空孔注滿泥漿，用振動(dòng)鉆機(jī)將套管插入孔內(nèi)如遇阻礙可用振動(dòng)機(jī)振一下，則可放進(jìn)，套管埋入預(yù)定深度使管外壁與土體膠接，埋管時(shí)間一般半小時(shí)。

5.3.2.2地質(zhì)鉆機(jī)成孔

在振動(dòng)成孔的套管中插入地質(zhì)鉆機(jī)鉆桿，鉆進(jìn)過程中采用膨潤土漿護(hù)壁，2m 深卵礫土層鉆進(jìn)一般需6小時(shí)。

5.3.2.3高壓注漿

地質(zhì)鉆機(jī)成孔后，下注漿管至孔底口，將沖洗液改待灌的水泥漿，直至少量水泥漿從孔口返出，蓋好密封開始循環(huán)注漿。當(dāng)回漿量大于20升/分鐘后，開始用調(diào)壓閥加壓，在有回漿的條件下，要盡快加至設(shè)計(jì)壓力，若長時(shí)間達(dá)不到設(shè)計(jì)壓力，則計(jì)算耗漿量，注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)為回漿壓力達(dá)到1.5Mpa，連續(xù)兩次讀數(shù)小于3升/分鐘，即可結(jié)束，若出現(xiàn)回漿變濃，亦可結(jié)束，經(jīng)測定注漿水泥用量700kg/m3，一天可施工一孔。

6.技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果

翻車機(jī)室工程止水封定方案的實(shí)施從2007年4月12日開始至2007年9月13日結(jié)束，歷時(shí)5個(gè)月，其中連續(xù)墻的施工從2007年4月12日開始至2007年6月12日完成，歷時(shí)2個(gè)月，高壓旋噴封定從2007年5月9日至2007年9月13日完，歷時(shí)4個(gè)月。高壓注漿封底從2007年8月6日至2007年9月4日完工，歷時(shí)29天。主要施工工作量為砼連續(xù)墻總面積2918m2，鋼筋總用量238t，造空孔面積598m2，含鋼率102kg/m3,高壓旋噴總進(jìn)尺5964m，其中旋噴注漿2490m，固化體積為2388m3高壓注漿總進(jìn)尺2674m，其中高壓注漿700m，固化體積1161m3，整個(gè)封水工程實(shí)際水泥用量2968t。通過該工程的實(shí)踐得到以下結(jié)論：

6.1在深基坑施工中，當(dāng)水位高，且地下水豐富的情況下，采用地下連續(xù)墻擋土、止水或作為地下結(jié)構(gòu)的一部分是有其可行性的。

6.2在卵礫土層采用高壓旋噴注漿封底止水可以達(dá)到十分滿意的效果。

6.3在超深的卵礫土層中采用高壓注漿，特別是采用振動(dòng)鉆機(jī)部分成孔，將大大節(jié)省施工時(shí)間，這在高壓注漿施工中是一個(gè)突破。

7.附表施工機(jī)具表

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。