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摘要 本文简述了高压旋喷防渗施工技术原理及其发展现状，详细阐述了深水土石围堰高压旋喷防渗墙的施工特点、工艺流程、施工参数选定及过程控制要点；同时介绍了在邕宁水利枢纽工程深水土石围堰高压旋喷防渗墙施工过程中，多发的几种特殊情况及其针对性的处理方法。
关键词：深水土石围堰 高压旋喷 防渗墙 工艺流程
传统三管法高压旋喷防渗墙施工技术是利用喷射管将高压水、气从喷嘴中高速射出，切割土层搅拌，同时喷射水泥浆与桩心周边土体混合，通过分序施工的方法，形成具有一定强度的防渗墙体结构。其施工速度快、过程控制简单、防渗效果好，但其对环境污染大，施工成本高，一般仅适用于土层性质较为单一，且土体强度不高的地层。面对工期紧，质量要求高，施工难度大，土石堰体水下结构不均匀、渗流通道多、渗径短等特点的工程时，创新改进形成一套全新的适用于深水土石围堰结构特点的防渗墙施工技术显得尤为重要。
一、高压旋喷灌浆技术的发展现状
高压旋喷灌浆技术自20世纪70年代引进我国，经过几十年的发展，结合我国具体地质情况已发展较为成熟，并且应用广泛。20 世纪 80 年代后期开始用于大颗粒地层的防渗处理，经过不断的创新与技术改造取得了满意的工程效果并成功应用于三峡三期围堰等工程。高压旋喷灌浆技术在软基处理、已有水库大坝地加固及采用土夹石渣等细料填筑的围堰体防渗处理中应用较为成熟，例如在舟坝电站围堰防渗处理中就曾应用并取得良好效果。
二、深水土石围堰高压旋喷防渗墙施工技术
（一）深水土石围堰高压旋喷防渗墙施工原理
深水土石围堰高压旋喷防渗墙施工技术是在原有三管法基础上增加速凝剂管路，形成全新的高压旋喷灌浆“四管法”施工工艺；通过高压水、气从喷射管喷嘴射出的高压水、气流直接冲切土体，使钻孔中心一定范围内土体发生破坏软化，同时与水泥浆液及其他添加材料发生强制性拌和，在水泥及添加材料的作用下凝结成密实且具有一定强度的防渗体结构物；通过新增的速凝剂管路灵活调整速凝剂给入时间及给入量，从而对深水土石围堰体内部存在的水下特殊渗流通道起到很好的封堵效果。施工中主要是应用其成桩密实且具有防水性能的特点，通过分序施工的方法使桩体连接成墙，从而形成具有防水效果的防渗墙体结构，达到防渗效果。
（二）深水土石围堰高压旋喷防渗墙施工特点
深水土石围堰高压旋喷防渗墙施工特点主要有：围堰填料为土石混合料，大粒径石料水下分布不均匀，不可遇见性问题较多；施工场地小；围堰两侧临水施工对水环境保护要求较高；土石混合料堰体受大粒径石块影响，成孔和灌浆难度较大；河道水位变化带来的围堰体沉降对钻孔垂直度的控制影响较大，非稳定性土体围堰上高压旋喷桩施作垂直度很难保证等。施工过程中采用全液压旋转冲击式钻机成孔，并将速凝剂管路直接集成到高压旋喷管中，通过采用单向阀及时调整注入流量从而控制掺合配比，保证施工过程中能够快速对特殊部位进行针对性处理，达到提高施工效率的目的。
（三）施工工艺及施工参数的确定
根据深水土石围堰施工特点及难点，结合以往成功施工经验制定合理的施工工艺流程。高压旋喷灌浆基本种类有：单管法、二管法、三管法和多重管法四种。为使围堰填料中的较大石块被完全包裹，必须保证施工过程中喷嘴喷射出的水柱具有足够的冲切压力，确保防渗墙体成墙厚度；施工所形成的桩体必须具有足够的强度；相邻桩体的连接必须紧密；这样才能保证围堰防渗标准达到设计要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时为了确保一期临时围堰防渗墙 24 000 m 高压旋喷桩在 40 d 内保质保量完成，根据高压旋喷灌浆施工各工艺的适用条件，结合围堰填筑特点，在原有浆、气、水三管法的基础上增加一条速凝剂管，通过水泥浆液与速凝剂在喷射管口位置的混合速凝，解决因溶沟溶槽及空腔内因存在流动水导致普通三管法灌浆浆液流失严重、成桩防渗效果差的问题。最终将参数确定过程与高压旋喷施工过程进行总结，形成了深水土石围堰高压旋喷防渗墙施工工艺流程。
施工前首先按照施工规范要求，并根据施工工艺特点及影响高压旋喷桩施工质量的因素（提升速度、旋转速度、水压、浆液比重、浆液流量、空气压力），结合工程的实际地质情况，在规范范围内初选施工参数，然后通过初选的有对比性的参数进行试验段施工，通过对试验段桩位成桩效果的检查来确定适用于深水土石围堰高压旋喷防渗墙施工的施工参数，指导后续施工。
（四）主要施工方法及控制要点
（1）钻孔
钻孔按旋喷施工要求采用分序施工，先钻进Ⅰ序孔，旋喷完成后再钻进Ⅱ序孔。钻孔采用全液压旋转冲击式钻机 DMC-200、YD80 施工。孔位偏差≤50 mm，孔斜≤1．5%，孔深入岩50 cm。钻进过程中，控制用水量、压力及进尺速度，每10m检测一次孔斜，并详细记录孔内情况，如土层遇漂石、漏浆、冒水等特殊情况。
钻孔前用水平尺和吊坠调平钻机，校正钻机立轴垂直度，将钻机底盘垫稳并固定牢靠，在钻进过程中及时检查钻杆垂直度以免出现偏差；用高精度测斜仪对成孔进行孔底测斜，若孔斜率超过1%，则重新进行扫孔纠偏，直到合格为止。
（2）旋喷施工
1 高喷台车就位
高喷台车移动至待喷孔位后检查旋喷管与孔位偏差，同时保证台车支撑点部位稳固，调整台车水平度及旋喷杆垂直度，其倾斜偏差控制在1．5%以内。
2试喷下管
下管施工前，在孔口位置必须进行原位试喷。试喷前对高压泵、空压机运行情况，高压输浆管、供风管路、孔口各喷嘴等进行全面检查完成后按照试验段确定的施工参数进行试喷，检验设备运行压力及管路通畅性，正常后下喷射管。下喷射管过程中为防止喷嘴及管路堵塞，各管路应施加 0．3～1 MPa的施工压力，也可将喷嘴包扎。
3喷射灌浆
旋喷管下至设计孔底标高后，调整水泥浆液、水及空气压力，待其达到预定值后，先调整旋转速度，确保各参数达到预先确定值且孔口返浆正常后，再调整提升速度，开始旋喷作业。直至达到设计高程即停止喷射。喷射过程中每间隔 15～30 min 进行一次参数检查并做好详细记录，若遇到漏浆、涌水等特殊情况时应停止提升，查明原因后采取处理措施，直至反浆正常后再按设计参数进行提升作业，过程中必须详实准确地记录处理措施及发生部位，以备后续检查。
4回灌
高喷灌浆结束后，由于高压气体的上浮尚未完全结束，桩体内的浆液会沿着高压旋喷灌浆孔下沉，出现桩体顶部凹陷的现象。为避免出现桩体顶部高程不够，高喷结束后需要继续向孔内注浆，直至桩顶浆液不再下沉为止，以保证桩体形成后的顶部高程符合设计要求。
三、结束语
本文主要针对深水土石围堰高压旋喷防渗墙施工技术进行了论述，阐述了施工工艺、过程控制要点及特殊情况处理，但施工过程中仍有部分技术问题未合理解决，在后续施工过程中仍需继续研究采用集中控制制浆技术取得了一定的成效，但仍然具有一定的局限性；若后续采用集中控制将大大减少劳动力投入，并可以精准地控制浆液质量。
参考文献
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论文作者:李卫华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/17
标签：围堰论文; 防渗墙论文; 高压论文; 土石论文; 深水论文; 浆液论文; 过程中论文; 《建筑学研究前沿》2018年第25期论文;