小議高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用

姚洪波

（安徽水利開發(fā)股份有限公司，安徽 蚌埠 233000）

1 工程簡介

臨淮崗洪水控制工程位于淮河干流的中游，其主要任務(wù)是當淮河中上游發(fā)生超大洪水時，配合淮河上防洪工程控泄洪水，以確保沿淮工礦城市安全。姜唐湖進洪閘工程是該工程的重要組成部分，位于老淮河主槽與49孔淺孔閘的主壩上，設(shè)計洪水標準是百年一遇，設(shè)計高程28米，主要建筑物為1級，導(dǎo)堤為3級；共14孔，底板高程19.7米，單孔凈寬12米，閘室順水流方向24米；閘墩上游側(cè)設(shè)人行便橋和工作橋閘墩下游側(cè)設(shè)公路橋，閘室兩側(cè)均設(shè)橋頭堡；閘室采用開敞式的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，兩孔一聯(lián)，岸翼墻采用鋼筋混凝土空箱式、扶壁式、懸壁式結(jié)構(gòu)。閘室上游布置鋼筋混凝土鋪蓋、干砌石及混凝土護底、護坡和拋石防沖槽，下游布置鋼筋混凝土消力池、混凝土海漫、護坡和拋石防沖槽。

2 高壓噴射灌漿技術(shù)及設(shè)計方案

2.1 高壓噴射灌漿技術(shù)

高壓噴射法是指當鉆孔到一定深度后，用高壓泥漿泵，通過安裝在鉆桿桿端置于孔底的特殊噴嘴，向周圍土體高壓噴射固化漿液，同時鉆桿以一定的速度旋轉(zhuǎn)升，高壓射流使一定范圍內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)破壞，強制和固化漿液進行混合，凝固后會在土體中形成具有一定性能和形狀的固結(jié)體。該技術(shù)的主要特點是：適用施工簡便、范圍廣、固結(jié)體形狀可控制、料源廣闊、價格低廉、設(shè)備簡單、管理方便。

2.2 設(shè)計選擇方案

姜唐湖進洪閘截滲墻原設(shè)計采用振動沉模施工工藝，從2003年6月開始進行該工藝試驗，由于地質(zhì)情況和設(shè)備情況，該工藝試驗沒有取得理想的結(jié)果；2003年8月綜合現(xiàn)場試驗情況和工期要求，決定將截滲墻的施工工藝，改為高壓噴射灌漿地連墻。

3 高壓噴射灌漿地連墻施工

該工程總施工長度268米，1臺套設(shè)備自右岸向左岸施工。根據(jù)工期及工程質(zhì)量要求，該工程采用雙管直擺噴射法，水泥采用32.5級普通硅酸鹽水泥，選用XY-2B型地質(zhì)鉆機，采用水沖無巖芯鉆具，鉆進采用泥漿護壁回轉(zhuǎn)鉆進。鉆進先施工Ⅰ序孔、后施工Ⅱ序孔,Ⅱ序孔與Ⅰ序孔施工的時間間隔不小于24h。工藝流程主要為：施工準備→定孔位→造孔→噴射、制漿→至標高停噴→回灌、封孔→清洗、下一個孔。

3.1 施工準備

首先開挖出基坑，保護層土方開挖采用人工與機械設(shè)備相配合的方式進行開挖，機械設(shè)備選用挖掘機、自卸車等，局部土方開挖后表面要求平整、無明顯凹凸、無明顯超挖現(xiàn)象；局部土方開挖時，開挖輪廓采取掛線開挖；按圖紙要求對地連墻墻位置進行放線，將其所在位置的漿砌石護坡及其它障礙物采用挖掘機清楚干凈，并在防滲墻位置筑起一寬10米的操作平臺，推土機平土、鋪土，履帶拖拉機碾壓密實。

3.2 定孔位

準備工作完成后按圖紙要求對防滲墻位置精確定位，建立控制樁，施工過程中注意校核，用木樁做好標記，孔位誤差不大于10毫米，經(jīng)監(jiān)理驗收合格后，方允許進行下一步工序的施工。

3.3 造孔

將鉆機移至所定的樁位處，將鉆機鉆頭對準孔位中心，采用水準尺進行調(diào)整水平度，用水平尺檢查其鉆桿的垂直度，誤差需控制在0.5毫米內(nèi)，經(jīng)技術(shù)人員檢測合格后才可開鉆。造孔過程中應(yīng)做好充填堵漏工作，使孔內(nèi)泥漿保持正常循環(huán)，返出孔外。若在鉆進過程中出現(xiàn)泥漿嚴重漏失，孔口不返漿時，應(yīng)調(diào)整泥漿比重，直到問題解決；過程中應(yīng)注意保證鉆機垂直，偏斜率應(yīng)≤1%；當孔深達到設(shè)計深度時，應(yīng)提取巖芯，經(jīng)檢驗認可后方可終孔。終孔后要測斜驗收，合格后才可搬遷孔位。遇到異常情況及時查明原因，采取相應(yīng)措施保證施工質(zhì)量；結(jié)束后，技術(shù)人員需進行質(zhì)量檢查，合格后才可移位進行下一孔的鉆進。

3.4 噴射、制漿

造孔完畢鉆機移開后，高噴臺車就位，用經(jīng)緯儀對噴桿進行矯正，在地面上試驗噴射方向，調(diào)整噴射水壓和氣壓，下噴射管至設(shè)計深度；當噴射注漿管插入至預(yù)定深度后，輸送壓縮空氣，然后開通漿泵，待送漿30秒后，由下而上旋轉(zhuǎn)提升鉆桿進行切割噴射注漿，技術(shù)人員根據(jù)其參數(shù)時刻注意檢查漿液的初凝時間、流量、風量、壓力、旋轉(zhuǎn)提升速度等參數(shù)是否符合設(shè)計要求，并隨時做好記錄。在下管過程中，為防止泥砂堵塞噴嘴，可邊射水邊下管，水壓一般不超過1mpa，經(jīng)現(xiàn)場質(zhì)檢人員檢查認可后方可進行高壓定噴施工。

水泥漿采用普通硅酸鹽水泥拌制，水泥必須有生產(chǎn)廠家產(chǎn)品合格證，并抽查檢驗合格方可使用，拌合用水須符合拌制水工混凝土的要求。按設(shè)計配比進行漿液拌制，在制漿過程中應(yīng)隨時測量漿液比重，漿液用高速攪拌機拌制，漿液須均勻，一次攪拌使用時間宜控制在4小時內(nèi)。

3.5 提升鉆桿至標高停噴

當噴桿降至設(shè)計深度時，先進行水、漿、氣的試噴，達到預(yù)定壓力、流量并且注入漿液冒出孔口時，按設(shè)計的提升方式及速度勻速提升噴桿，直至提升到設(shè)計墻頂?shù)慕K噴高程。噴射過程中，技術(shù)人員隨時檢查各環(huán)節(jié)的運行情況，灌漿應(yīng)全孔連續(xù)作業(yè)，每次拆卸噴射管后，應(yīng)進行復(fù)噴，其長度不小于2厘米。操作人員須隨時注意漿液的初凝時間、注漿量、水壓、氣壓、提升速度及冒漿量等參數(shù)，并做好施工記錄，同時保證孔內(nèi)漿液上下暢通，注意觀察冒漿情況，對冒漿情況進行嚴格控制，控制冒漿量在灌漿量的20%內(nèi)。噴射作業(yè)完成后，應(yīng)將注漿泵的吸水管移到水箱內(nèi)，在地面上噴射，防止殘存的水泥漿將管路堵塞。

3.6 回灌、封孔

注漿完成后，一般固結(jié)體均有不同程度的收縮，使固結(jié)體頂部出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，故應(yīng)在完成定噴后，停滯一定時間，根據(jù)漿液回落情況，利用孔口回漿或混合漿液及時進行回灌，直至不下沉為止，保證高噴防滲墻固結(jié)后墻頂高程符合設(shè)計要求。

3.7 沖洗、移動至下一孔

施工完畢后需將注漿管等設(shè)備沖洗干凈，在管內(nèi)、機內(nèi)不得殘存水泥漿；把漿液換成水,予以噴射，以便把泥漿泵、注漿管和軟管內(nèi)的漿液全部排出；旋噴樁廢漿流至泥漿池再泵入密封罐車外運至棄漿場，之后才能把旋噴鉆機等設(shè)備移到新孔位上。

4 施工中注意事項

4.1 冒漿。在噴射灌漿過程中，應(yīng)隨時注意冒漿的情況，以便了解地層情況、灌漿的大致效果、噴射參數(shù)是否合理。

4.2 復(fù)噴。由于高噴地連墻上部質(zhì)量優(yōu)于下部，為了避免樁孔下部的凝結(jié)體尺寸減小，或為了提高凝結(jié)體的密實度時，可采用提高噴射壓力、泵量，或降低回轉(zhuǎn)與提升速度等措施。最常用的是采用復(fù)噴工藝：第一次噴射時，不注射水泥漿液，初噴完成后，將注漿管邊送水邊下降到初噴開始的深度，再抽送水泥漿，自下而上進行第二次噴射。

4.3 提升速度。高壓噴射灌漿時，提升速度的快慢直接影響到高壓噴射灌漿地連墻的質(zhì)量和漿液用量。若提升速度過快，高壓噴射灌漿墻不密實，會造成搭接處存在薄弱處，切割半徑不符合要求，易產(chǎn)生空洞；若提升速度過慢，則返漿量又過大，從而造成浪費。因此，此參數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場灌漿試驗來最后確定。

結(jié)語

高壓噴射灌漿技術(shù)作為水工建筑物地基處理中常用和重要的工程措施，在軟弱地質(zhì)條件下進行加固、防滲效果良好。本工程高壓旋噴樁各項檢測參數(shù)均達到了設(shè)計要求，隨著高壓旋噴樁技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，以及人們對其理論的研究和工程實踐的不斷積累，高壓旋噴樁的施工技術(shù)會得到不斷提高。

[1]陳文濤.高壓噴射灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用[J].水利技術(shù)監(jiān)督.2009.5.

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[3]楊平.對高壓噴射灌漿技術(shù)的認識[J].河南水利與南水北調(diào).2009.7.