高壓旋噴技術(shù)在龍口水利圍堰防滲中的應(yīng)用

楊利紅，劉東國(guó)

（1.河北省水利水電第二勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，石家莊 050021；2.邢臺(tái)襄禹水利勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，河北 邢臺(tái) 054000）

1 工程概況

龍口水利樞紐是萬家寨水利樞紐配套工程，位于黃河北干流托克托至龍口河段的尾部，是黃河治理開發(fā)規(guī)劃中確定的梯級(jí)工程之一。

龍口水利樞紐一期圍堰施工，于2006年3月26日開始填筑，4月9日戧堤填筑完成，防滲體4月17日完成；基坑排水于4月18日開始，截至4月26日，歷時(shí)7日，基坑水位降幅較小，無法形成干燥施工場(chǎng)地，圍堰防滲效果較差?？紤]該圍堰將承擔(dān)全年施工擋水任務(wù)，為保證圍堰安全運(yùn)行和右岸基坑開挖、混凝土澆注施工，決定對(duì)該圍堰0+400.83～0+907.83段進(jìn)行高噴注漿防滲處理。

2 圍堰滲漏原因及處理措施

2.1 圍堰滲漏原因主要有：

（2）防滲心墻基底清理不干凈。

（3）基巖由于節(jié)理裂隙、溶沖溝槽比較發(fā)育，且基巖面起伏較大，達(dá)30～80cm。

（4）水中填筑天然黃土形成泥包石，而且第一層粘土心墻填筑無法碾壓，形成人工液化和翻漿現(xiàn)象。

（5）堰坡內(nèi)側(cè)土工布與堰基基巖水下部分由于基底基巖高差較大、水下作業(yè)困難，不能很好地銜接。

（6）堰內(nèi)外水位差較大，水位差達(dá)6m。

圍堰建成后采用大泵量進(jìn)行基坑抽水，連續(xù)7d抽排，不見下降。

2.2 防滲處理措施

基于以上分析,圍堰防滲效果不滿足施工需要，必須進(jìn)行防滲處理。

INCI中文名稱：炭黑，英文名稱：Carbon black，CAS號(hào)：1333-86-4，7440-44-0?；钚蕴渴莻鹘y(tǒng)而現(xiàn)代的人造材料，又稱碳分子篩，是黑色粉末狀或顆粒狀的無定形碳。活性炭主成分除了碳以外還有氧、氫等。由于原料來源、制造方法、外觀形狀不同，活性炭的品種也各不相同。根據(jù)牙膏應(yīng)用的需要，一般選擇顆粒狀木質(zhì)活性炭。

旋噴墻要求入基巖不小于0.5m；灌漿孔孔距1.0m，分兩序施工；防滲墻最小厚度不小于60cm，墻體透水率q小于等于1Lu；灌漿漿液采用P.O 32.5普通硅酸鹽水泥漿，漿液水灰比為0.5∶1～0.8∶1。

由于圍堰降水不能形成干燥場(chǎng)地施工，本工程決定在圍堰心墻中心采用高壓旋噴，形成地下高噴連續(xù)墻的方式進(jìn)行防滲處理。考慮工期要求，防滲處理工作與降水工作同時(shí)進(jìn)行。

3 施工工藝

高壓噴射注漿（簡(jiǎn)稱高噴注漿或高噴）是一種采用高壓水或高壓漿液形成高速噴射流束，沖擊、切割、破壞地層土體，并以水泥基質(zhì)漿液充填、摻混其中，形成樁柱或板墻狀的凝結(jié)體，用以提高地基防滲或承載能力，達(dá)到防滲加固圍堰目的。

高壓旋噴注漿的施工程序包括：制備造孔泥漿、造孔、下噴桿高噴、成墻，如圖1所示。

圖1 高壓旋噴注漿施工工藝流程

4 高壓旋噴施工

4.1 施工參數(shù)

根據(jù)工程滲漏及設(shè)計(jì)對(duì)高噴墻技術(shù)和質(zhì)量要求，對(duì)回填土和基巖面的接觸面做復(fù)噴處理，具體施工參數(shù)如表1。

表1 施工參數(shù)

4.2 施工方法

高壓旋噴防滲墻工程施工采用的主要施工方法為2臺(tái)鉆機(jī)與1臺(tái)套高噴設(shè)備配合施工。

4.2.1 造孔

首先由地質(zhì)鉆機(jī)造孔，確定實(shí)際地層，達(dá)到基巖后，并鉆入基巖0.5m。終孔后量孔深并測(cè)孔斜，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后開始高噴。

4.2.2 高壓旋噴注漿

本工程施工采用三管法高噴注漿工藝。高噴管下入孔內(nèi)前，先進(jìn)行孔外試水、氣，高噴頭的水氣嘴用膠布纏繞封閉，高噴管下入預(yù)定深度，同時(shí)，用攪漿機(jī)按設(shè)計(jì)配比配備水泥漿，按下列步驟操作：①開動(dòng)空壓機(jī)、高壓水泵、灌漿泵；②按設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)速度原地旋轉(zhuǎn)高壓噴管約2～3min，待壓縮空氣、高壓水和水泥漿等參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值后，并且孔口返漿比重大于1.2；③根據(jù)地層情況，按照設(shè)計(jì)的速度提升高噴管，進(jìn)行由下而上的旋噴作業(yè)。

4.2.3 靜壓灌漿

當(dāng)旋噴注漿到設(shè)計(jì)墻頂高程后，停止輸送高壓水、氣，攪漿機(jī)繼續(xù)工作，同時(shí)將噴頭提升至孔口，直至用漿液把鉆孔充滿，然后停止送漿，把高噴車挪至下一孔位處。為防止墻體內(nèi)殘留氣泡而影響防滲效果，使用長(zhǎng)桿在孔內(nèi)攪動(dòng)以排出氣泡。隨著水泥漿的凝固，漿面會(huì)不斷下沉，因此要隨時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漿，直至漿面不再下沉為止。

5 特殊情況處理

施工過程中，部分地段高噴孔孔口無返漿現(xiàn)象，說明該高噴孔滲漏嚴(yán)重，如果仍按照選定的技術(shù)參數(shù)提升，將無法達(dá)到滿意的防滲效果，本工程采取如下措施：①減緩提升速度，觀察有無返漿；②停止提升，待凝后，重新清孔復(fù)噴；③向孔內(nèi)回填細(xì)砂石料，封堵形成的較大滲漏通道；④在漿液中加入速凝劑，加快漿液的凝固速度。

經(jīng)特殊處理后，滲漏嚴(yán)重的地段注漿后均達(dá)到了較好效果。

6 效果檢測(cè)

6.1 墻體鉆孔取芯

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，分別在樁號(hào)0+638.33（3-檢1）、0+686.33（4-檢1）鉆孔取芯，取出的巖芯芯體完整，水泥含量較高，呈半膠結(jié)狀，說明墻體連續(xù)性、均勻性較好。

6.2 注水試驗(yàn)

對(duì)兩檢查孔做注水試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為：3-檢1的透水率q1=0.62 Lu，q2=0.64Lu，均符合小于1 Lu的設(shè)計(jì)要求。

6.3 運(yùn)行效果

高壓旋噴施工完成后，基坑內(nèi)的滲漏明顯減小，配合施工排水，基坑無積水，達(dá)到了基坑干場(chǎng)作業(yè)的目的。

在后來的右岸基坑開挖、混凝土澆注施工中，保證了圍堰安全運(yùn)行，確保了下道工序工程順利進(jìn)行。

8 結(jié)語(yǔ)

（1）對(duì)含少量小粒徑卵礫石的地基，采用高壓噴射注漿法處理是可行的。

（2）對(duì)于施工場(chǎng)地狹窄，在其他基礎(chǔ)處理方法不適用的情況下，高壓噴射注漿法仍是一種安全、經(jīng)濟(jì)、施工簡(jiǎn)單行之有效的手段。同時(shí)，該方法的使用，對(duì)保證工程質(zhì)量、降低工程造價(jià)、縮短施工周期有著明顯效果。

［1］朱慶林.旋噴注漿加固地基技術(shù)［M］.北京：人民鐵道部出版社,1983.

［2］孫釗.大壩基巖灌漿［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2004.

［3］西安冶金建筑學(xué)院.旋噴樁地基加固及其若干問題的探討［Z］.1980.

［4］鄭州鐵路局科學(xué)研究所.旋轉(zhuǎn)噴射樁加固法試驗(yàn)與施工［Z］.1979.

［5］蔡建華.三重管法高壓噴射注漿在基坑止水帷幕中的應(yīng)用［J］.湖南地質(zhì),2000（1）：58-60.