臨沂市三河口隧道圍堰工程截滲技術(shù)研究

摘 要：本文結(jié)合臨沂市三河口隧道圍堰工程高壓噴射截滲帷幕注漿工程實例，對設(shè)計、施工、質(zhì)量控制等方面進(jìn)行了分析研究，取得了一些成功經(jīng)驗，該方法可操作性強，具有很好的推廣應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：圍堰工程 截滲帷幕 高噴注漿

中圖分類號：U455.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（c）-0123-01

1 工程概況

臨沂市三河口隧道工程位于臨沂城區(qū)，以澆筑鋼筋混凝土隧道的方式穿越祊河、涑河，隧道軸線長度1.97 km，雙向6車道，設(shè)計行車時速60 km，開挖回填土石方198萬 m3，澆筑混凝土25萬 m3，鋼筋5萬噸，混凝土截滲樁長3.3萬延 m，造價5.2億元。隧道所在主河槽沙層平均深度13 m，底部為5～9 m的強透水粗砂礫石層，施工難度大。且必須趕在6月1日主汛期來臨之前完成主河槽段施工任務(wù)，恢復(fù)河道的行洪功能，時間緊，任務(wù)重。

圍堰長度2376 m，頂寬為10 m，頂高程66.0 m（1956黃海高程系，下同），上下游邊坡均為1：3，安全等級為3級，堤頂雙向橫坡2%，工程量40萬 m3，主要是在河道抽沙填筑而成。

2 截滲帷幕設(shè)計

截滲帷幕灌漿采用直徑100 cm雙頭高壓噴射水泥土攪拌樁，滲透系數(shù)10～7 cm/s，分Ⅱ序孔灌注，Ⅰ序孔采用旋噴，Ⅱ序孔采用擺噴，孔距為1.2 m，帷幕入巖0.5 m，帷幕頂高程64 m，主要工序為鉆孔、下置噴射管、噴射提升、成樁連板，形成一道連續(xù)板樁帷幕截滲墻，滿足施工截滲要求。

2.1 主要技術(shù)參數(shù)

施工前通過圍井實驗確定主要技術(shù)參數(shù).

孔深：頂高程64 m～底高程入巖0.5 m；旋噴、擺噴結(jié)合孔間距1.2 m；鉆孔斜度≤0.5%；氣壓力≥0.7 MPa；氣流量0.6～1.2 m3/min；漿（水灰比1.3∶1；壓力≥35 MPa；流量70～100 L/min；密度1.39～1.42 g/cm3）；提升速度8～10 cm/min；旋噴轉(zhuǎn)速6.4～13 r/min；擺噴轉(zhuǎn)速6.4～13次/min；擺噴擺角30 °；入巖返漿時間2 min；相鄰Ⅰ序、Ⅱ序孔間隔時間≥24 h.

2.2 漿液

高噴灌漿漿液使用水泥漿，采用普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號為32.5級。

2.3 機(jī)具和設(shè)備

造孔采用XY-2型地質(zhì)鉆機(jī)，高壓噴射灌漿采用GP-5高噴臺車，輔以高壓泵、空壓機(jī)、水泥漿攪拌機(jī)等。

3 工程施工

3.1 定孔

在工作面上按設(shè)計孔位放線定孔，按Ⅰ序孔、Ⅱ序孔進(jìn)行編號，先施工Ⅰ序孔。

3.2 造孔

將鉆機(jī)移至放好的孔位上，鉆頭中心對準(zhǔn)孔位中心，調(diào)平鉆機(jī)，泥漿護(hù)壁鉆孔。鉆進(jìn)程中隨時觀察鉆機(jī)的工作狀況，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正，防止偏孔、斜孔，直至入巖0.5 m。

3.3 下噴射管

將高噴臺車移至孔位，對準(zhǔn)中心，先進(jìn)行地面試噴。為防止氣嘴堵塞，下管前宜用膠布包扎，用1.0 MPa水壓下管，下到設(shè)計深度后，用水平尺檢查垂直度。

3.4 制漿

制漿站嚴(yán)格按照設(shè)計的水灰比1.3∶1拌制水泥漿，每罐測量一次漿液比重，并詳細(xì)記錄。制漿材料稱重采用重量法，誤差不大于5%。

水泥漿的攪拌時間，使用高速攪拌機(jī)不少于30 s，普通攪拌機(jī)不少于90 s。灌漿過程中連續(xù)攪拌，自制備到用完時間小于4 h。

漿液過篩后使用，并定時檢測其密度。

漿液溫度控制在5～40 ℃之間。

水灰比為1.3∶1，漿液比重1.408 kg/L，桶內(nèi)水深42.2 cm，水泥10袋，水泥漿量852.2 L。水泥每袋50 kg，制漿桶直徑1.4 m。1 cm桶深的水重G=3.14×0.7×0.7×0.01×1000=15.386 kg。

3.5 噴射提升

噴射管下至設(shè)計深度后，按設(shè)計要求送入氣、漿，待孔口返漿后，隨即按旋（擺）的工藝要求提升注漿管，自下而上注漿。在灌漿過程中隨時觀察孔口返漿量，如注漿量突然變大或持續(xù)漏漿，表明地層中空隙較大或有集中漏水通道，應(yīng)及時充填沙或摻外加劑措施，以確保樁的連續(xù)性。

3.6 回灌

為確保施工質(zhì)量，噴射管提出地面后，原孔位應(yīng)利用水泥漿進(jìn)行回灌，直到孔內(nèi)漿液面不再下降為止。

3.7 沖洗

噴射結(jié)束后，及時將各管路沖洗干凈，以防堵塞。

4 質(zhì)量控制

（1）施工前做好技術(shù)交底，明確工序和技術(shù)措施。

（2）開灌前根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境和地下埋設(shè)物的位置情況，復(fù)核注漿孔的設(shè)計孔位，精確測量放樣，孔位誤差小于50 mm，鉆孔深度入巖0.5 m，成孔偏斜率小于0.5%。

（3）鉆孔至巖面以下0.5 m后提鉆，報請監(jiān)理工程師核實孔深。

（4）嚴(yán)格控制漿液配比，做到掛牌施工，每盤檢測一次漿液比重。

（5）認(rèn)真做好各樁的施工記錄和工程意外情況。

（6）嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”，落實崗位責(zé)任制，貫徹全面質(zhì)量管理。

（7）特殊情況處理

①塌孔：在鉆孔時，若出現(xiàn)塌孔或不返水現(xiàn)象，應(yīng)查明原因，并詳細(xì)記錄?？捎谜惩脸涮罟瘫谔幚?，以便順利成孔并確?？妆诜€(wěn)定。

②灌漿中斷：在灌漿過程中，供漿必須連續(xù)，如果意外中斷，應(yīng)將噴漿管下沉到停漿點以下復(fù)噴，保證樁體的完整性。

③返漿：噴射注漿過程中，返漿量小于注漿量的20%為正常現(xiàn)象，如返漿量超過20%或不返漿，應(yīng)及時了解土層地質(zhì)情況，復(fù)核噴射參數(shù)是否合理，及時采取相應(yīng)的處理措施。若是地層空隙較大引起的不返漿，可增大注漿量；若返漿量較大。可適當(dāng)減少注漿量或加快提升和回旋的速度；對施工中正常返回的漿液應(yīng)引流到沉淀池中妥善處理。

④凹漿，如果灌漿孔出現(xiàn)凹漿現(xiàn)象，應(yīng)及時進(jìn)行回灌處理。

5 截滲成果

隧道主體工程自2012年2月中旬開挖到底高程48 m以來，河道水位控制在64 m高程，截滲幕墻內(nèi)外水位高差16 m，滲透系數(shù)小于7 cm/s，滿足設(shè)計要求，圍堰截滲達(dá)到設(shè)計目的。

6 幾點體會

在制定高壓噴射注漿方案時，應(yīng)掌握場地的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計資料。對既有建筑應(yīng)搜集有關(guān)的歷史和現(xiàn)狀資料、鄰近建筑和地下埋設(shè)物資料。

高壓噴射注漿方案確定后，應(yīng)結(jié)合工程情況進(jìn)行現(xiàn)場試驗、試驗性施工或根據(jù)工程經(jīng)驗確定具體的施工參數(shù)及工藝。

高壓噴射注漿試驗場地應(yīng)選擇在對整個工程有代表性地段，通過試驗反映出高壓噴射注漿對工程所起到的加固或防滲效果。