高壓旋噴技術在干船塢防滲工程中的應用

摘要：在干船塢的設計施工中，高壓旋噴技術被廣泛應用，科學、合理、經濟、可行地確定技術參數，并嚴格按確定的施工工藝精心組織施工，達到防止滲漏的目的。

關鍵詞：新二重管法高壓旋噴 施工工藝 質量控制

中圖分類號：TV544 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2011)12(a)-0000-00

1高壓旋噴技術原理

高壓噴射灌漿技術自20世紀70年代引進我國，后逐漸在各行業建筑領域推廣，普遍應用于建筑物的地基加固，水電水利、水工建筑物的防滲工程中。這些年隨著我國船舶制造業的蓬勃發展，被廣泛應用在水運工程干船塢的防滲工程設計施工中，止水帷幕施工質量的好壞對保證工程基坑開挖施工和船塢結構永久使用均起決定性的作用。

高壓旋噴注漿法是把注漿管置入土層以后，使噴嘴噴出20～40Mpa的高壓射流破壞地基土體，形成預定形狀的空間，注入的漿液將沖下的土置換或部分混合凝固成樁柱或者板墻狀的固結體，以提高地基承載或者防滲能力的一種施工技術。

2工程概況

2.1工程設計概況

本工程設計為10萬噸級干船塢，長度350米，寬度98米，深度11.5米。塢室結構形式采用軟土地基上（采用樁基礎）的排水減壓式結構。塢墻結構采用單錨板樁墻加高樁承臺的組合結構。

塢口圍堰止水芯墻、塢口翼墻及塢壁均布置有高壓擺噴樁止水帷幕，另在塢口及水泵房底板下還布置有2排Ф1.0@0.7m高壓旋噴樁永久止水帷幕，旋噴樁底標高至-28.0m，并與塢壁的止水帷幕閉合。

總體上高壓旋噴樁施工必須在塢口主體結構樁基工程完工后施工。

2.2地質特征

本工程土體共分為7大工程地質層，其中：

①層沖填土，松散狀，以粉細砂為主，主要分布于陸域場地，平均分布厚度約4m，處于地下水位變動帶，工程地質條件隨水位的變動，差異較大。②層稍密狀粉土，上部為粉質粘土，夾粉砂薄層，分布范圍有限，場地內（全區）厚度0.70～2.20m、平均1.39m。③層以軟土為主：淤泥質粉質粘土，場地大部分地段有分布，平均厚度3.58m。④層以砂土、粉土為主：平均分布厚度約6m；⑤層以粉質粘土（夾粉砂）為主，平均厚度4.37m。⑥層粉土夾粉砂，中密（局部密實），局部夾厚5～25cm厚的粉質粘土薄層，平均厚度4.35m。⑦層密實狀中砂，局部為細（粉）砂粗砂，下部含少量礫石。

3 高壓旋噴試驗與施工

3.1現場噴射注漿工藝試驗確定技術參數

（1）采用360°高壓旋噴注漿進行防滲加固處理。

（2）塢口旋噴樁采用雙排樁，直徑1m，孔距0.7m，排距0.5m。

（3）分兩序施工，先施工Ⅰ序孔，再施工序Ⅱ孔。

（4）采用新二重管法施工的技術參數見表3。

（5）漿液采用42.5級普通硅酸鹽水泥拌制，水灰比1：1，比重1.5。

（6）防滲標準：滲透系數小于10-6cm/s。

3.2 施工工藝流程及質量控制

（1）鉆孔定位：鉆機就位安裝在設計孔位上，機桿立軸垂直對準樁位中心，誤差不大于20mm。

（2）造孔：鉆機安裝平穩，鉆桿垂直度非常重要，垂直度偏差不超過5‰，經測量合格才可以開鉆。施工中隨時測量孔垂直度，防止孔偏斜。

（3）下噴射管：將噴射臺車移到成孔處，先在地面進行漿、氣試噴，檢查機械管子的運行情況，檢查正常后將噴射管下沉至預定的深度，經技術人員檢查合格后方可進行高噴灌漿施工。

（4）制漿液：水泥漿采用42.5級普通硅酸鹽水泥拌制，水灰比1：1，比重1.5。如采用高速攪拌機水泥漿的拌制時間不小于30s，儲漿桶的容積不小于500L，并在桶內安裝低速的攪拌裝置防止漿液沉淀。制漿的過程中應每15min～30min進行漿液比重的測量，每孔高噴灌漿結束后要統計該孔的水泥用量。

（5）噴射提升：當噴射管下至預定的深度時，開始送入符合要求的水泥漿液、氣，待孔口返出水泥漿后啟動孔口旋噴裝置，調整提升機的轉速，控制在設計的轉速和提升的速度，觀察輸漿管動態、漿桶內的漿量變化，測定返漿量及進漿比重（≥1.5g/cm3），當進漿比重小于1.5g/cm3時要及時調配，直至旋噴結束。

（6）補漿回填：旋噴施工完畢的孔，及時補漿回填，即用注漿泵反復向孔內注入水泥漿，直至孔內漿面不再下沉為止。

3.3特殊情況的處理

（1）對高噴過程中的孔口返漿隨時測定其濃度，使其不小于1.5g/cm3，返漿量控制在20%左右。如果返漿量小或者返出的漿液中水泥量少，應及時查明原因。如果一切正常，則說明吃漿量大，供漿不足，應停止或者減慢提升；反之，如果返漿量大，應對適當提高提升速度。

（2）出現水嘴或者氣嘴堵塞，應及時疏通后重新復噴。

（3）噴射時噴管無法下沉到孔深時，應重新掃孔后再進行噴漿注射。

（4）對地形高差較大地段，如果一臺壓漿機無法滿足正常漿壓、漿量要求時，應采用二級或者多級送漿。

（5）遇機械故障或者機械工作不正常無法達到施工技術要求的各項參數，立即停止進行修復，恢復施工時噴射應與前段搭接50cm以上。

（6）對孔口返漿的回收，應根據地質情況而定，如果返漿中含砂量過大，無法重新利用則應廢棄。

4質量檢查與效果評價

4.1主要檢查內容

（1）高噴墻的強度特性。

（2）高噴墻的抗滲性能。

（3）高噴墻的整體防滲效果。

4.2檢查方法

（1）開挖檢查：在已完的施工段上進行開挖檢查。

（2）鉆探取芯：坑開挖后已施工的樁體中沿平面每15米左右選取一個樁與樁之間搭接的部位鉆取巖芯制成試塊進行室內物理力學性能試驗。要求28天齡期無側限抗壓強度不小應于1.5Mpa。

（3）圍井注水試驗：每3～5個單元布置一個圍井(面積≥3M2)，進行注水或抽水試驗，測定帷幕的抗滲能力，滲透系數應小于設計值。

4.3效果評價

（1）高噴墻的強度：水泥實際注入土層的數量來衡量注漿質量，單位注入量600kg/m，實測28天抗壓強度均大于設計值1.5Mpa。

（2）高噴墻的抗滲性能：經圍井注水試驗，滲透系數接近設計值10-6cm/s。

（3）高噴墻的整體防滲效果：從圍堰及塢口開挖后實際使用情況，已形成止水帷幕，取得預期的效果。

5 結語

高壓旋噴樁技術對于含有較多的漂石、塊石的地層，以及堅硬密實的其他土層，噴射流可能受到阻擋或者削弱，沖擊破碎力及影響范圍會下降，達不到預計的效果。對于粉土、砂土地層中，采用高壓旋噴技術，通過干船塢的施工實踐證明，只要各項參數合理選擇，施工過程嚴格按照設計參數進行精心施工，監理工程師嚴格進行各道工序質量控制，完全能達到改善土體強度、有效防滲的目的。