中国水利水电第十六工程局有限公司 福建福州 350000
摘要：本文以南昌儒乐湖水闸施工临时围堰防渗止水中的应用展开分析，介绍了高压旋喷防渗墙施工方法的特性、施工技术及过程、质量要求等方面，希望能够在类似工程中合理地缩短工期，降低施工成本，提高围堰防渗止水质量。
关键词：高压旋喷防渗墙；围堰防渗；注浆泵；灌浆
前言
高压喷射灌浆技术自上世纪八十年代以来得到了迅速发展，并在各工程领域广泛应用。其基本原理是利用射流作用切割、掺搅地层，从而改变原地层结构和组成，同时灌入水泥浆或混合浆形成凝结体，借以达到加固地基和防渗的目的。高压旋喷按灌浆形式分为悬喷、定喷、摆喷三种，根据工程主要地质条件可采用单管法、双管法和三管法。儒乐湖水闸围堰基础防渗处理采用双管高压旋喷技术成桩搭接营造柱列式混凝土防渗墙。
一、工程概况及地质条件
1.1 儒乐湖水闸位于南昌市经济技术开发区东北部，在儒乐湖与赣江西河连接，是赣江新区儒乐湖周边生态治理的重要项目之一。为进行儒乐湖闸的施工，需要在水闸的进口一侧即儒乐湖内侧以及水闸的出口赣江侧堆筑临时围堰，以形成水闸干地施工的条件。
1.2 围堰大部分位于赣江左岸河床浅滩，两端与瓜洲堤相接，浅滩地表高程约10.8~15.5m，河床水下高程约8.3~10.8m，整体地形较为平缓。围堰区冲积层（Qal）一般厚7.5~10.0m，为第四系全新统冲积层（alQ4），其中浅滩表层有一层粘土夹砂卵砾石，厚约0.5~2.9m，河床下部为细砂夹粘土及粗砂等，厚约7.5~10.0m，呈薄至中厚层状。
二、高压旋喷防渗墙的施工方法和工艺
高喷板墙施工程序主要包括施工准备及定位、钻孔、下喷射管、喷射提升、成墙等。
2.1 设计标准及施工技术要求
（1）高压旋喷防渗墙采用双管法施工，桩径600mm，间距0.8m，入岩深度不小于0.5m、桩身采用425号普通硅酸盐水泥，浆液水灰比1：1。
（2）高压旋喷施工建议参数：喷射注浆压力不小于25MPa（具体注浆压力由现场试验确定），提升速度为0.2m/min，旋转速度20rpm，注浆过程中浆液应连续输送，喷射作业过程中不得停喷或中断，施工完成后需保证有50cm墙体厚度（渗透系数不小于2×10-6 cm/s）。
（3）对布孔及钻机就位的误差要求不大于5cm，对钻孔孔斜率需采取相应的技术措施，倾斜角控制在1%的范围内，以免影响板墙的衔接或对下喷射管造成困难。
（4）注浆的水灰比1：1，密度为1.35~1.5g/m，注浆宜采用强度等级为42.5级的普通硅酸盐水泥，单桩水泥渗入量340kg/m。
（5）喷射接近地面时，从地面下lm开始慢速提升至地面喷射数秒后方可结束、旋喷桩施工前要进行试桩，试桩数量不少于3根，根据试桩情况调整浆液水灰比、喷射压力、旋喷速度等技术参数。
2.2 施工参数的选定
高喷灌浆质量的好坏、工效及造价的高低，不仅受工程类型、喷射地形及地质地层条件的影响，更重要的是取决于施工工艺参数的合理选用。根据该工程实际情况，首先进行现场试验结果，选用下表施工工艺参数
2.5 施工过程
2.5.1 钻孔
施工前，由施工技术员在现场定出桩号及孔位，并测定孔口高程。钻机移动就位到指定桩位，将钻头对准孔位中心位置，同时调整钻机，放置水平、平稳，调整钻杆的垂直度和高度。该工程基础为砂砾层，成孔条件差，开孔时宜采用低速钻进，跟进套管以后可采取正常速度钻进，一次钻孔及护壁到底。钻孔完成后先取出钻杆，然后下PVC管，起拔套管。接头套接用塑料带密封，确保不脱节及接头处不漏浆。在钻孔过程中应严格控制钻孔垂直度，深度控制在深入基岩50CM左右，。钻孔结束，由质检人员进行孔斜、孔深、孔位等质量检查，验孔合格后即可进行喷射作业，不符合要求的孔重钻。
2.5.2 下喷射管
在钻孔结束并插好PVC花管后，开始高喷灌浆的准备。首先根据孔深量取喷射管长度，喷射管组装完毕后在地面进行试喷，风、水、浆管路畅通，水压力超过40Mpa，10min无异常可结束试喷，并保护好喷嘴。为防止喷嘴或管路被堵塞，在高压泵和注浆泵的吸水管进口和水泥浆储备箱中都设置过滤网，高压水泵的滤网筛孔规格为1mm，筛网的面积不能过小并要经常清理。下管时喷嘴用橡胶塞堵住，以防止水气嘴堵塞。在插管过程中，为防止泥沙堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa，待喷射管下到设计深度后，经现场技术人员认可后方可喷射施工。
2.5.3 制浆
注浆材料采用PO42.5R普通硅酸盐水泥与水搅拌为基本浆液，水灰比控制在1∶1 - 1∶0.8之间，浆液搅拌时间不少于7min，自制备到用完时间不超过4h。旋喷用的水泥浆在进入高压注浆泵之前，应采用滤网严格过滤，防止水泥结块等杂物堵塞喷嘴和管路。水泥浆制备完成后用高压注浆泵进行注浆。
2.5.4 喷射注浆
注浆前要注意设备开动顺序，应先空载起动空压机，待运转正常后，再空载起动高压泵，然后同时向孔内送风和水，使风量和泵压逐渐升高至规定值。风、水通畅后，即可旋转注浆泵，先向孔内送清水，待风量、泵压正常后，将进浆管移至储浆桶，这时水泥浆液通过高压注浆泵形成高压水泥浆，以25Mpa的压力通过喷射管由喷嘴自下而上向地层中喷射，待孔口返浆符合要求或孔底静喷5min，达到预定的喷射压力喷浆后再缓慢提升，钻杆（喷射管）一边旋转一边向上提升，喷射的水泥浆一边切割四周砂砾层一边与砂砾料搅拌混合，形成柱状加固的凝结体。
喷射灌浆开始后，必须时刻检查浆液的流量、压力、气量和冒浆量的量测工作以及旋、提升速度等参数是否符合设计要求，并按要求逐项记录并严格控制提升速度。注浆过程中应达到如下要求：高压注浆设备的额定压力和注浆量必须符合技术要求，并确保管路系统的畅通和密封。高压喷射完毕后应迅速拔出喷射管，防止浆液凝固收缩后产生的凝结体顶部出现的凹陷，应用弃浆进行孔口注浆，直至回填密实或在原孔位采用冒浆回灌。
2.5.5 冲洗
高压喷射完毕后，应及时将各管路冲洗干净，管、机内不得残存水泥浆，以防堵塞。通常是把浆液换成水，进行连续冲洗，在地面上喷射，将泥浆泵、喷射管的浆液全部排出，直到出现清水为止。
2.5.6 施工作业时应的注意事项
（1）高喷因故中断后立即停止提升，记录中断深度，并尽快恢复。机械故障要尽力缩短时间。若短时间不能恢复的，提出喷具，用水冲洗干净。待故障处理后，将喷具下入原中断位置以下0.3~0.5m，搭接处进行静灌，直至孔口返浓浆方可提升，以保证墙体的连续性；
（2）大量漏浆和冒浆的处理：在喷射注浆的过程中，应根据椐施工设计控制喷射技术参数，观察冒浆的情况，并做好记录，以及时了解土层情况及喷射注浆的大至效果与喷射参数是否合理。冒浆量应大于高压水的喷射量，但超过量应小于注浆量的20%。若地层中有较大空隙引起的不冒浆，可在浆液中掺入适量速凝剂或增大注浆量；如冒浆过大，可减少注浆量或加快提升和旋转速度。对冒浆应妥善处理，及时清除沉淀的泥渣。
（3）消除固结体项部凹穴。喷射中注意以下事项：密严密注视注浆系统的运转情况，发同导常情况及时处理；接换管要迅速，防止坍孔和堵嘴；喷射中，接换管及事故处理后下管时，应比原喷高度下落50cm以上进行重复搭接，以使墙上下连贯；深层喷时射时，喷浆开始时即转动和提升，以防止喷射管的扭断或埋管等。
三、质量检查及取得的效果
3.1 施工质量要求
旋喷桩的主要施工质量应满足下表所示的各项要求：
高喷板墙钻孔布置及旋喷示意图
由于高压旋喷墙的强度较低，强度增长速度较慢，检验时间应在注浆喷射后28天进行，以防止由于固结体强度不高，因检验而受到破坏，影响检验的可靠性。检验点的位置应重点布置在墙中心位置，检验量为施工总数的2% - 5%，对喷射注浆出现异常现象和地质条件复杂的地段亦应检验。检验结果应满足设计标准及《高压旋喷注浆技术规范》要求。检验不各格者，应在不合格的点位进行补喷或采取有效的补救措施，然后再进行行质量检验。
四、结束语
通过高压旋喷防渗墙施工技术，使儒乐湖水闸围堰顺利度过赣江一年的主汛期，从未出现任何渗漏现象，具有非常显著的防渗效果，真正的给儒乐湖水闸施工创造一个安全的干地施工条件，从而减少了大量基坑抽排水的开支，节约了成本，并为儒乐湖水闸工程顺利施工奠定了扎实的基础。
论文作者:廖忠胜
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/3/1
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