洪澤湖大堤高壓擺噴垂直截滲墻工藝試驗

徐 銘 陸美凝 孫 松 鮮凡凡 馬士磊

（江蘇省洪澤湖水利工程管理處，江蘇淮安 223100）

1 工程概況

洪澤湖大堤是洪澤湖攔蓄淮河上中游洪水，承擔防洪、灌溉、航運、水產養(yǎng)殖、生態(tài)調節(jié)功能的重要控制工程，是下游2600 多萬人口、3000 多萬畝耕地以及多座城市、眾多重要基礎設施的防洪屏障。由于大堤建設年代久遠，歷經興毀，決而復堵，毀而重建，堤內留有許多亂石堆、埽工、淤泥等隱患，雖經多次加固，均未徹底解決，部分隱患危及大堤安全。為徹底消除隱患，達到堤基防滲的目的，經省水利廳批準，采用高壓擺噴垂直截滲墻技術對堤防堤基進行截滲處理。

2 試驗目的

工程高壓擺噴采用三重管雙高壓擺動噴射注漿，由于不同地質條件下擺噴施工時采用的高壓泵壓力、噴頭提升速度、噴射間距、水灰比以及對接角度都會影響成墻質量，故為使工程垂直截滲墻截滲效果更好，施工工藝更合理，根據《水利水電工程高壓噴射灌漿技術規(guī)范》（DL/T5200-2004）有關技術條款的要求，對工程采用高壓擺噴噴孔間距、各項施工參數（提升速度、氣水漿的泵壓力）、漿液性能要求、墻體防滲性能進行工藝試驗，并在施工工藝上通過總結指導后續(xù)施工。

3 試驗技術要求

3.1 設計技術指標

根據設計要求高噴截滲墻采用直線對接法，對接角度暫定為30°（±15°擺噴），噴水孔間距暫定1.4 m，高壓擺噴成墻，墻體平均厚度不小于10 cm，墻體嵌入③2 層上層土100 cm，下層土50 cm，墻體滲透系數小于A×10-6cm/s（1≤A≤9），28 d 抗壓強度不小于1.0 MPa。高噴需布置先導孔，以探明堤基③2 層分布情況。通過先導孔采取芯樣以核對地層，必要時需做動力觸探試驗。先導孔的深度超過墻底深度0.3 m，間距為30 m 左右。

3.2 試驗技術參數

根據常規(guī)三管法高噴工藝參數，擬定洪澤湖大堤高壓擺噴垂直截滲墻試驗段各項參數為：擺噴角30°，孔距分別為1.3 m、1.4 m、1.5 m，提升速度分別為13 cm/min、15 cm/min、18 cm/min，水壓力35～45 MPa，氣壓0.5～0.7 MPa，注漿壓力0.5～1.0 MPa，水灰比1.0，漿量80 L/min。

3.3 試驗段的布置

根據工程現場條件及地質結構分布圖，選定大堤樁號K40+350～K40+450（100 m）作為試驗段，該段堤基廣泛分布②2層、③1層粘性土，以及③2層、⑥層砂性土，⑥層砂性土頂面底面高程起伏較大。

4 試驗方法及質量控制

4.1 施工工藝

采用三管擺噴法，分別輸送氣、漿、水3 種介質到灌漿管，利用高壓水噴射沖切擠壓土體，高壓漿射流切割地層，使?jié){液在切割范圍更好地與地層顆粒摻合。

根據施工圖紙，先導孔間距為30 m 左右，試驗段為100 m，高壓噴射孔間距為1.3 m、1.4 m、1.5 m，分別取3 組芯樣，核對地層，進一步探明堤基③2層分布情況。具體施工流程見圖1。

4.2 放樣定位

在試驗段擺噴施工軸線上用鋼尺測放樁位，誤差不得大于5 cm，用竹簽標定孔位，根據實測作業(yè)面高程控制防滲墻頂、底高程，以滿足墻體深度的要求。

4.3 鉆孔

鉆孔前先布設先導孔，約30 m布置1 個，共3 個，探明堤基③2層分布情況，以控制防滲墻頂、底高程；鉆機架設平穩(wěn)，保證鉆機在鉆進過程中不移位，控制鉆孔垂直度不超過1/100，鉆進中用鋼卷尺測量校核鉆具長度，控制終孔有效深度應超過設計墻底深度0.3 m；認真做好鉆孔記錄，正確反映堤基底層特別是③2層情況。

4.4 下噴射管

將高噴臺車移至孔口處，進行地面水、氣試噴，以檢查高噴系統工作是否正常，調節(jié)好各項施工工藝參數。然后開始下噴射管，下管深度要根據先導孔探測的深度進行控制，確保達到設計要求。下管過程中若遇到特殊情況，如孔內阻塞、塌孔等，應立即停止下管，將噴管提出地面，重新掃孔后再下管。

圖1 高壓擺噴垂直截滲墻試驗段施工流程圖

4.5 噴射提升

噴射管下至設計深度后，送入符合設計要求的氣、漿、水。待注入漿液冒出孔口時，按試驗設計提升速度，自下而上進行高噴作業(yè)。在噴射過程中，需隨時記錄注漿流量、風量、壓力、旋轉和提升速度，以及噴射時間、用漿量、冒漿情況、壓力變化等。

4.6 試驗中異常情況處理

如流量不變而壓力突然下降時，應檢查各部位的泄露情況，必要時拔出注漿管，檢查密封性能；如出現不冒漿或斷續(xù)冒漿時，若系土質松軟則視為正?，F象，若系附近有空洞、通道，則應不提升注漿管繼續(xù)注漿直至冒漿為止或拔出注漿管待漿液凝固后重新注漿；如在大量冒漿壓力稍有下降時，可能系注漿管被擊穿或有孔洞，使噴射能力降低，需拔出注漿管進行檢查；如壓力徒增超過最高限值，流量為零，停機后壓力仍不變動時，則可能系噴嘴堵塞，應拔管疏通噴嘴。如噴射過程中因故中斷或因加接噴射管等停噴，在恢復施工時，重復擺噴灌漿搭接長度應不小于50 cm。

5 成墻檢測及試驗結論

5.1 成墻檢測

高壓擺噴試驗段完成21 d 后，施工人員按試驗段1.3 m、1.4 m、1.5 m開挖了3 個探坑，通過目測檢測了防滲墻連接情況、墻體厚度、密實度，并委托有資質單位對墻體進行鉆芯取樣，對室內無側限抗壓強度、滲透系數進行了檢測。檢測結果表明，擺噴孔距1.3 m、1.4 m、1.5 m 的平均墻體厚度分別為10.5 cm、10.0 cm、11.0 cm，平均抗壓強度分別為5.02 MPa、5.43 MPa、4.41 MPa，平均滲透系數為2.13×10-6cm/s、1.96×10-6cm/s、1.92×10-6cm/s。

通過現場施工記錄及檢測結果比照，采用水壓35～38 MPa，氣壓0.5～0.7 MPa，漿壓0.7～1.0 MPa，成墻最小厚度為10～11 cm；采用水壓40～45 MPa，氣壓0.5～0.7 MPa，漿壓1.0～1.5 MPa，成墻最小厚度為12～15 cm。對比結果反映，隨水壓、氣壓、漿壓數值增大，墻體厚度也隨之增大；在18 cm/min 的提升速度下，墻體芯樣不夠完整，局部破碎，15 cm/min 的提升速度下，墻體芯樣基本完整，水泥漿液在土體中分布基本均勻，與土體膠結較好，強度較高。

5.2 試驗結論

根據工藝試驗結果，綜合工程投資因素，洪澤湖大堤高壓擺噴截滲墻施工工藝參數采用：孔距1.4 m，水壓大于40 MPa，氣壓0.5～0.7 MPa，漿壓不小于1.0 MPa，提速15 cm/min，擺速15 次/min，水灰比1.0，漿液流量80 L/min，提升速度13～15 cm/min，擺噴角度30°（±15°）。

6 結語

通過高壓擺噴垂直截滲墻工藝試驗研究，掌握了常規(guī)高壓擺噴技術在洪澤湖大堤實際應用的施工工藝，確定了施工過程質量控制的技術指標，為洪澤湖大堤堤基防滲全面施工提供了作業(yè)指導性成果，也為保證地下隱蔽工程施工質量奠定了基礎。