淺議壩體防滲中高壓噴射灌漿技術(shù)

　　摘要:高壓噴射灌漿具有工藝簡(jiǎn)單、速度快、不破壞或擾動(dòng)上部地層、造價(jià)低、防滲效果顯著等優(yōu)點(diǎn),尤其在處理深層透水地基時(shí),具有較大的優(yōu)越性。本文結(jié)合高壓噴射灌漿在雙岔河水庫(kù)壩基防滲處理中的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)高壓噴射灌漿技術(shù)的施工工藝、特殊情況處理、灌漿過(guò)程控制措施等進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述。

　　關(guān)鍵詞:高壓噴射灌漿，防滲處理，過(guò)程控制

　　1工程概述

　　雙岔河水庫(kù)壩基材料主要為粉砂土、粘土及砂礫土，主壩肩壩體下游坡腳30m處常年有明水滲出,滲流量約20～25L/s,滲水量隨水庫(kù)水位的變化而變化。經(jīng)過(guò)詳細(xì)地質(zhì)勘察,決定采用高壓噴射灌漿技術(shù)在壩軸線上游構(gòu)筑防滲墻徹底解決壩體滲漏問(wèn)題。防滲墻單排布置，初步設(shè)計(jì)孔距1.6m，下部伸入基巖0.5m。防滲墻長(zhǎng)為280m,該工程凝結(jié)體的結(jié)構(gòu)布置形式為柱式,成墻平均深度為15m,墻厚平均為50cm。

　　2防滲機(jī)理

　　高壓噴射灌漿就是利用工程鉆機(jī)鉆孔，孔深達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,用高壓泥漿泵,通過(guò)安裝在鉆桿底端的特殊噴嘴,向周?chē)�土體高壓噴射固化漿液,同時(shí)鉆桿以一定的速度邊旋轉(zhuǎn)邊提升。高壓噴射流使一定范圍內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)破壞,并強(qiáng)制與固化漿液混合,凝固后便在土體中形成具有一定性能和形狀的固結(jié)體。

　　本工程中所用三管高噴法，是用壓縮空氣包裹高壓噴射水流沖擊破壞攪動(dòng)土體,同時(shí)用低壓灌漿泵灌入漿液,漿液被高壓水、氣射流卷吸帶入,同時(shí)與被攪動(dòng)土體混合形成固結(jié)體，加固壩基，達(dá)到防止?jié)B漏目的。

　　3高壓噴射灌漿施工

　　3.1技術(shù)參數(shù)的確定

　　進(jìn)行高壓噴射灌漿施工前,參照設(shè)計(jì)初定參數(shù)進(jìn)行了高噴灌漿試驗(yàn)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),合理確定了施工采用的灌漿孔距、灌漿壓力、提升速度、水泥漿液比重等參數(shù)。根據(jù)對(duì)旋噴樁各試驗(yàn)組對(duì)比,最終確定施工采用的技術(shù)參數(shù)為:孔距1.6m,提升速度10cm/min,灌漿壓力0.8MPa,流量80L/min；水壓為25～35MPa,流量為80L/min；氣體壓力0.5～0.7MPa,流量6m3/min；漿液比重1.48～1.50g/cm3，水灰比1.0左右。施工鉆孔過(guò)程中，還要根據(jù)不同地層的地質(zhì)變化情況，及時(shí)調(diào)整高噴灌漿施工技術(shù)參數(shù)。本工程灌漿材料采用純水泥漿，水泥采用425#普通硅酸鹽水泥。

　　3.2高壓旋噴施工工藝流程

　　測(cè)量定孔位→鉆機(jī)就位開(kāi)孔→鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度→終孔、測(cè)孔深→下入特制PVC護(hù)壁管和起拔套管→高噴臺(tái)車(chē)就位→孔口試噴→下高噴管→噴漿、提升→高噴結(jié)束→漿液補(bǔ)灌→機(jī)械清洗移至下一孔位。

　　高壓噴射灌漿采用三重管?chē)娚涔に�。施工分為兩�?先進(jìn)行Ⅰ序孔的施工,再進(jìn)行Ⅱ序孔的施工，兩序噴灌間隔時(shí)間為48h，相鄰孔噴灌作業(yè)時(shí)間控制在12h-17h范圍內(nèi)。本工程采用自下而上全孔一次連續(xù)噴灌法及逐漸加密的原則。施工前必須進(jìn)行地質(zhì)先導(dǎo)孔鉆探,進(jìn)一步確定基巖深度。

　　3.2.1鉆孔

　　本工程選用回轉(zhuǎn)地質(zhì)鉆機(jī)成孔，鉆機(jī)要求安放水平，鉆桿保持垂直，確保鉆孔傾斜率不超過(guò)0.3%。利用原漿固壁鉆至設(shè)計(jì)高程后，拔出鉆桿。設(shè)計(jì)孔位與實(shí)施孔位的偏差應(yīng)小于5cm。鉆孔過(guò)程中要做好鉆孔施工過(guò)程記錄。

　　3.2.2下三重管并清孔

　　在地面上進(jìn)行水、氣試噴后下管止設(shè)計(jì)深度。鉆至設(shè)計(jì)深度后，強(qiáng)風(fēng)清孔，清孔驗(yàn)收合格下入特制PVC管護(hù)壁和液壓拔管機(jī)起拔套管，孔口妥善保護(hù)。

　　3.2.3制漿

　　使用高速泥漿攪拌機(jī)制漿，水泥漿的攪拌時(shí)間大于30s，漿液在嚴(yán)格過(guò)篩后通過(guò)管道送入噴嘴，并定時(shí)檢測(cè)水泥漿密度。水泥漿隨配隨用，并進(jìn)行連續(xù)不斷的攪拌，一次攪拌量為0.8m3。漿液制備采用水泥標(biāo)號(hào)為42.5MPa的硅酸鹽水泥。所用水泥均要有出廠檢驗(yàn)報(bào)告，過(guò)期和受潮結(jié)塊者不得使用，施工中要抽樣檢查。純水泥漿漿液密度≥1.5g/cm3，水灰比1.0左右。并摻加減水劑和粉煤灰。

　　3.2.4高壓噴射灌漿

　　高壓噴射灌漿整個(gè)過(guò)程中,要確保水泥漿充分?jǐn)嚢韬涂刂坪脻{液比重、水灰比。嚴(yán)格按施工技術(shù)要求來(lái)操作,用施工技術(shù)參數(shù)來(lái)控制灌漿質(zhì)量。

　�。�1）試噴：鉆孔經(jīng)驗(yàn)收合格后，進(jìn)行高噴灌漿，高噴灌漿時(shí)對(duì)鉆孔記錄中記載的特殊部位認(rèn)真對(duì)待，預(yù)防出現(xiàn)質(zhì)量事故。高噴臺(tái)車(chē)就位后，首先進(jìn)行機(jī)具試運(yùn)轉(zhuǎn)即試噴，機(jī)具試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的高壓泵泵壓保持在20±2MPa，空壓機(jī)風(fēng)壓保持在0.7Mpa，泥漿泵泵壓保持在1.0Mpa，同軸噴射。試噴檢查噴嘴、噴管及所有設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，下入φ89mm高噴管至設(shè)計(jì)深度，下入噴射管時(shí)，用膠帶保護(hù)噴嘴部分防止堵塞。

　　（2）噴漿：噴頭下至設(shè)計(jì)深度時(shí)，按規(guī)定參數(shù)送漿、氣進(jìn)行靜噴，待漿液返出孔口、情況正常后開(kāi)始提升噴管，提升速度控制在10cm/min，漿液用量控制在70～100L/min。噴射過(guò)程中定時(shí)檢測(cè)原漿、返漿比重及水泥漿用量，控制風(fēng)壓、水壓。當(dāng)返漿密度與設(shè)計(jì)漿液比重誤差超過(guò)10%時(shí)，立即停止噴漿，重新調(diào)整漿液水灰比，直至回漿密度正常時(shí)，恢復(fù)正常噴漿作業(yè)。高噴灌漿應(yīng)全孔自下向上連續(xù)作業(yè)，作業(yè)過(guò)程中若有中斷，重噴時(shí)搭接長(zhǎng)度不小于50cm，并如實(shí)記錄中斷時(shí)間、中斷原因、恢復(fù)時(shí)間及灌漿效果。當(dāng)停機(jī)超過(guò)3h時(shí)，對(duì)泵體和輸漿管路清洗。施工中控制壓力和提升速度，保證孔內(nèi)漿液回流暢通，避免造成地層劈裂或地面抬動(dòng)。

　　3.2.5拔套管

　　高壓噴射灌漿結(jié)束后，拔出套管。

　　3.2.6補(bǔ)灌

　　高噴灌漿結(jié)束后，由于水泥漿固結(jié)收縮，出現(xiàn)孔口下沉，利用回漿或水泥漿及時(shí)補(bǔ)灌，直到孔口漿面不下沉為止。

　　4工程中特殊情況的處理

　　在高噴灌漿過(guò)程中，常出現(xiàn)不返漿、漏漿、串漿等非正常情況，一般采用以下處理措施：

　　（1）對(duì)局部不返漿的處理。①停止提升，漿液正常送入，旋噴正常進(jìn)行；②若3～5s仍不返漿，關(guān)閉氣及高壓水，提升三重管，漿液繼續(xù)送入孔內(nèi)，并往孔內(nèi)灌砂。

　�。�2）大量漏漿和冒漿處理。①降低漿液壓力、流量，進(jìn)行原地灌漿，填滿空隙后再繼續(xù)正常旋噴；②加大鉆進(jìn)泥漿濃度，在泥漿中摻加砂子，或向孔內(nèi)漿液中摻加速凝劑、粘土或其它堵漏材料，使其恢復(fù)孔口正常返漿；③降低噴射管提升速度或停止提升，待孔口正常返漿且返漿比重達(dá)到設(shè)計(jì)值后恢復(fù)提升，出現(xiàn)漿液不足時(shí)，旋噴管下入原位進(jìn)行復(fù)噴。

　　（3）若發(fā)生兩孔串漿，應(yīng)立即封堵被串孔，待串漿孔高噴灌漿結(jié)束后，盡快進(jìn)行被串孔的掃孔、灌漿。串漿量較大，應(yīng)降低風(fēng)壓并加大進(jìn)漿漿液密度或注漿量。