高噴防滲墻在九江長江公路大橋跨堤堤防中的應(yīng)用

劉衛(wèi)華

（江西昌泰高速公路有限責(zé)任公司養(yǎng)護(hù)中心，江西 吉安 343000）

九江長江公路大橋?yàn)橹骺?18 m的雙塔混合梁斜拉橋，是2004年7月國家發(fā)改委初步規(guī)劃確定的70座跨長江公路通道之一，為“7918”國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃中福州—銀川主線的重要組成部分，也是江西省籌資建設(shè)的第一座具有世界領(lǐng)先水平的跨長江高速公路橋梁。其南主塔位于九江市長江永安堤堤防樁號30+800外2級灘地上，南主塔墩承臺系兩個平面尺寸為22.5m×22.5 m的分離式承臺，承臺厚8 m。每個承臺設(shè)14根直徑2.8 m、樁長86 m的鉆孔灌注樁。九江長江永安堤是經(jīng)水利部審定的2級堤防，為減小九江長江公路大橋南主塔的建設(shè)對永安堤的防洪影響，確保永安堤的安全，九江長江公路大橋項(xiàng)目建設(shè)部門對永安堤進(jìn)行了專門的岸坡加固處理和堤基防滲處理。現(xiàn)就其中作用于堤基防滲功能的雙管高噴法防滲墻施工質(zhì)量控制的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)贅述如下。

1 概況

九江長江公路大橋樁體及南主塔承臺施工時可能引起的深層粉砂等土層坍塌，從而波及永安堤內(nèi)防滲體穩(wěn)定，以及在運(yùn)行期，樁周體裂縫貫穿粉砂等土層后引起的堤基滲透；在大橋南主塔承臺與長江永安堤間布置一道防滲墻，防滲墻平面總體與大堤平行，深度穿過細(xì)砂層嵌入黏土內(nèi)，且防滲墻兩端與永安堤間采用有效防滲措施進(jìn)行封閉；其作用主要是將堤基透水砂層隔開，讓汛期洪水從南主塔承臺樁壁下滲后，不能直接通過砂層滲透到堤內(nèi)，而通過防滲墻以外滲透，以延長滲徑，防止洪水期堤基出現(xiàn)管涌等影響大堤安全的滲透穩(wěn)定問題，由此可見防滲墻工作在這里的重要性。防滲墻應(yīng)在主塔承臺基坑開挖前完成，以免主塔施工影響永安堤堤基防滲。防滲墻設(shè)計(jì)要求：1、孔徑13 cm，孔深32 m，孔距150 cm，墻厚25 cm，防滲軸線長度165 m，鉆孔數(shù)110口，高噴進(jìn)尺3520 m，高噴面積5280 m2，深入粉質(zhì)黏土層抗壓強(qiáng)度1.5 MPa，砂土層3.0 MPa，抗?jié)B透系數(shù)為1×10-6cm/s。

2 施工工序及質(zhì)量控制

2.1 施工工序

平整場地-挖排泥溝-放線定位-鉆機(jī)就位-鉆孔-鉆機(jī)推出-高噴臺車就位下噴管-噴射灌漿及提升-沖洗管路-高噴臺車推出-注漿回灌。

2.2 質(zhì)量控制

（1）材料、設(shè)備和儀器的選用與控制：①高噴防滲墻原材料：水泥、水等按規(guī)定對其進(jìn)行現(xiàn)場取樣、送檢復(fù)試、配合比試驗(yàn)、PH值檢測等相關(guān)項(xiàng)目合格后方可使用；②設(shè)備和儀器：本工程中所用施工機(jī)具包括：高噴臺車（CYP-50）、鉆機(jī)（XY-2）、泥漿泵（BW-150）、泥送漿機(jī)（HB-8010）、高壓泵（XPB-90）、空壓機(jī)（VF-67-A）、汽車吊、SJC型漿量監(jiān)測記錄儀、測斜儀、對講機(jī)、備用電源(保證連續(xù)運(yùn)行不停電)、計(jì)量器具、電氣控制柜等。

（2）人員的技術(shù)與安全交底及工作時間的合理安排，保證施工工藝技術(shù)指標(biāo)的貫徹及施工連續(xù)不間斷及相鄰樁位間的位置與垂直度的控制，確保樁體形成板墻的完整性。

（3）前期準(zhǔn)備工作，通過試樁，熟悉施工區(qū)的土質(zhì)情況，尋求最佳的相關(guān)工藝參數(shù)，為高噴防滲墻正常施工創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。①試驗(yàn)高噴孔布置在壩堤具有代表性的位置處；②試驗(yàn)孔選擇3個，設(shè)計(jì)孔深3 m，并對巖芯進(jìn)行鑒定；③高壓噴射灌漿施工參數(shù)的確定是防滲墻成墻質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),嚴(yán)格按照規(guī)范操作和高噴灌漿施工技術(shù)參數(shù)進(jìn)行施工，是確保施工的關(guān)鍵，施工主要技術(shù)參數(shù)由室內(nèi)配方和現(xiàn)場試驗(yàn)決定，本工程施工主要技術(shù)參數(shù)如下：

①孔距為1.5 m，高噴灌漿的成墻厚度為25 cm；②防滲墻鉆孔為垂直孔，其偏斜應(yīng)小于0.3%；③高噴灌漿孔位與設(shè)計(jì)孔位偏差應(yīng)小于5 cm；④高噴灌漿的形式為擺噴，擺角15°；⑤提升速度：提升速度的快慢直接影響漿液用量，提升速度過快，則墻后不穩(wěn)定、易產(chǎn)生空洞，且切割半徑不符合要求，會造成防滲墻搭接處產(chǎn)生薄弱環(huán)節(jié)；提升速度太慢，則冒漿量過大，造成水泥浪費(fèi)，因此需根據(jù)灌漿試驗(yàn)確定不同土層的提升速度。本工程粉質(zhì)黏土層的提升速度為10～20cm/min，砂土層的提升速度為10～25 cm/min；⑥高噴灌漿的壓力為25～40 MPa，流量為70～100 L/min；空氣壓力為 0.6～0.8 MPa，流量為 0.8～1.2 m3/min；⑦水泥漿比重控制在1.4～1.5 g/cm3，回漿比重大于1.3 g/cm3。

（4）施工控制：①放線定位：測量放線，定出孔位線和中心線，用小木樁做好標(biāo)記。②采用地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆進(jìn)中采用泥漿護(hù)壁，鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)高程下0.5 m。選取部分高噴孔作為先導(dǎo)孔，采用芯樣，核對地層，需要時可作動力觸探試驗(yàn)。先導(dǎo)孔的深度也為從頂部至設(shè)計(jì)高程下0.5 m，間距30 m。鉆孔孔位與設(shè)計(jì)孔位偏差不得大于50 mm，鉆孔孔徑大于噴射管外徑20 mm以上。鉆孔施工時采取預(yù)防斜孔的措施，鉆機(jī)安放要平穩(wěn)牢固，加長粗徑鉆具。鉆桿和粗徑鉆具的垂直度偏差不應(yīng)超過5‰，應(yīng)進(jìn)行孔斜測量，鉆孔偏斜率不應(yīng)超過1%。③下管噴射：高噴臺車就位，在地面上試驗(yàn)噴射方向，調(diào)整噴射的氣壓，下入噴射管至設(shè)計(jì)深度。高噴灌漿應(yīng)在鉆孔施工完成，并檢驗(yàn)合格后進(jìn)行。當(dāng)?shù)貙又兴魉俣冗^大時，應(yīng)先進(jìn)行堵水處理，而后再進(jìn)行高噴灌漿。下噴射管前，先進(jìn)行地面試噴，檢查機(jī)械及管路運(yùn)行情況，并調(diào)準(zhǔn)噴射方向和擺動角度。下入或拆卸噴射管時，應(yīng)采取措施防止噴嘴堵塞。④噴射作業(yè)：當(dāng)噴射管下到設(shè)計(jì)高程后，由下至上進(jìn)行高壓噴射作業(yè)。（施工前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，以確定有效孔徑、施工參數(shù)、灌漿性能要求、孔距、墻體防滲性能等。）高噴灌注分序進(jìn)行，一序施工與二序施工的間隔時間不小于48 h，灌漿應(yīng)全孔連續(xù)作業(yè)，每次拆卸噴管后，應(yīng)進(jìn)行復(fù)噴，其長度不小于0.2 m。⑤回灌：注漿完成后，由于漿液的析水作用，一般固結(jié)體均有不同程度的收縮，使固結(jié)體頂部出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，故應(yīng)在完成定噴后，停滯一定的時間，根據(jù)漿液回落情況，利用孔口回漿或混合漿液及時回灌，直至不下沉為止。

（5）施工中注意控制事項(xiàng)：①鉆機(jī)要按設(shè)計(jì)孔位準(zhǔn)確定位，保證孔位偏差≤1 cm，鉆機(jī)安裝須作水平校正和垂直校正，保證“三點(diǎn)一線”，即提升中心、立軸中心和孔口中心處于同一垂直線上，保證偏斜度≤1%。②高噴前先要把鉆具下放到設(shè)計(jì)深度，開高壓泵用清水試壓。試壓正常后，攪拌水泥漿，開始正式旋噴，待孔口返漿后開始提升，提升速度要符合設(shè)計(jì)要求。卸換鉆桿時，復(fù)噴搭接長度≥100 mm，至設(shè)計(jì)樁頂位置后，停止噴射，提出鉆具，清洗鉆具管路，鉆機(jī)移至下一孔位。③高噴墻體在凝固過程中如出現(xiàn)析水現(xiàn)象，造成樁頂回落，達(dá)不到設(shè)計(jì)高度，故在每個孔施工完24 h后必須用返漿水泥漿對其進(jìn)行回灌，保證墻體質(zhì)量和高度。④高噴時要時刻觀察高壓泵的壓力，發(fā)生異常變化時要及時檢查并通知高噴機(jī)停止高噴，故障排除后可繼續(xù)高噴。⑤高噴地層出現(xiàn)異常（如有空洞、跑漿、塌陷）時，應(yīng)馬上采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，必要時在高壓水泥漿中添加0.5%的食鹽或0.5‰三乙醇胺等速凝材料后回灌。

3.3 質(zhì)量檢驗(yàn)

高噴樁在成樁7 d后，淺部開挖樁頭，樁體均勻；抽檢占總數(shù)量5%的樁測直徑、垂直度均符合要求。驗(yàn)收前檢驗(yàn)所有樁位、樁數(shù)與樁頂質(zhì)量，并進(jìn)行小應(yīng)變檢測均合格；抽查鉆芯取樣送檢測單位進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)檢測和滲透試驗(yàn)，同時采用試樁時的閉水試驗(yàn)方法抽檢滲透情況，根據(jù)SL352-2006規(guī)程檢測結(jié)果均符合設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)束語

堤防是擋水結(jié)構(gòu)體，其安全運(yùn)行的關(guān)鍵是在各種運(yùn)行工況下，結(jié)構(gòu)體自身穩(wěn)定。要想九江長江公路大橋南塔施工期及運(yùn)行期對長江堤防安全的影響控制為最小，在施工過程中必須認(rèn)真做好大堤的防護(hù)加固，將高噴防滲墻施工作為所有分部項(xiàng)工程的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行控制和管理，就筆者在該工程實(shí)踐情況成果較為理想，故與感獲隨筆。