高壓旋噴技術在龍口水利圍堰防滲中的應用

楊利紅，劉東國

（1.河北省水利水電第二勘測設計研究院，石家莊 050021；2.邢臺襄禹水利勘測設計有限公司，河北 邢臺 054000）

1 工程概況

龍口水利樞紐是萬家寨水利樞紐配套工程，位于黃河北干流托克托至龍口河段的尾部，是黃河治理開發規劃中確定的梯級工程之一。

龍口水利樞紐一期圍堰施工，于2006年3月26日開始填筑，4月9日戧堤填筑完成，防滲體4月17日完成；基坑排水于4月18日開始，截至4月26日，歷時7日，基坑水位降幅較小，無法形成干燥施工場地，圍堰防滲效果較差。考慮該圍堰將承擔全年施工擋水任務，為保證圍堰安全運行和右岸基坑開挖、混凝土澆注施工，決定對該圍堰0+400.83～0+907.83段進行高噴注漿防滲處理。

2 圍堰滲漏原因及處理措施

2.1 圍堰滲漏原因主要有：

（2）防滲心墻基底清理不干凈。

（3）基巖由于節理裂隙、溶沖溝槽比較發育，且基巖面起伏較大，達30～80cm。

（4）水中填筑天然黃土形成泥包石，而且第一層粘土心墻填筑無法碾壓，形成人工液化和翻漿現象。

（5）堰坡內側土工布與堰基基巖水下部分由于基底基巖高差較大、水下作業困難，不能很好地銜接。

（6）堰內外水位差較大，水位差達6m。

圍堰建成后采用大泵量進行基坑抽水，連續7d抽排，不見下降。

2.2 防滲處理措施

基于以上分析,圍堰防滲效果不滿足施工需要，必須進行防滲處理。

INCI中文名稱：炭黑，英文名稱：Carbon black，CAS號：1333-86-4，7440-44-0。活性炭是傳統而現代的人造材料，又稱碳分子篩，是黑色粉末狀或顆粒狀的無定形碳。活性炭主成分除了碳以外還有氧、氫等。由于原料來源、制造方法、外觀形狀不同，活性炭的品種也各不相同。根據牙膏應用的需要，一般選擇顆粒狀木質活性炭。

旋噴墻要求入基巖不小于0.5m；灌漿孔孔距1.0m，分兩序施工；防滲墻最小厚度不小于60cm，墻體透水率q小于等于1Lu；灌漿漿液采用P.O 32.5普通硅酸鹽水泥漿，漿液水灰比為0.5∶1～0.8∶1。

由于圍堰降水不能形成干燥場地施工，本工程決定在圍堰心墻中心采用高壓旋噴，形成地下高噴連續墻的方式進行防滲處理。考慮工期要求，防滲處理工作與降水工作同時進行。

3 施工工藝

高壓噴射注漿（簡稱高噴注漿或高噴）是一種采用高壓水或高壓漿液形成高速噴射流束，沖擊、切割、破壞地層土體，并以水泥基質漿液充填、摻混其中，形成樁柱或板墻狀的凝結體，用以提高地基防滲或承載能力，達到防滲加固圍堰目的。

高壓旋噴注漿的施工程序包括：制備造孔泥漿、造孔、下噴桿高噴、成墻，如圖1所示。

圖1 高壓旋噴注漿施工工藝流程

4 高壓旋噴施工

4.1 施工參數

根據工程滲漏及設計對高噴墻技術和質量要求，對回填土和基巖面的接觸面做復噴處理，具體施工參數如表1。

表1 施工參數

4.2 施工方法

高壓旋噴防滲墻工程施工采用的主要施工方法為2臺鉆機與1臺套高噴設備配合施工。

4.2.1 造孔

首先由地質鉆機造孔，確定實際地層，達到基巖后，并鉆入基巖0.5m。終孔后量孔深并測孔斜，達到設計要求后開始高噴。

4.2.2 高壓旋噴注漿

本工程施工采用三管法高噴注漿工藝。高噴管下入孔內前，先進行孔外試水、氣，高噴頭的水氣嘴用膠布纏繞封閉，高噴管下入預定深度，同時，用攪漿機按設計配比配備水泥漿，按下列步驟操作：①開動空壓機、高壓水泵、灌漿泵；②按設計旋轉速度原地旋轉高壓噴管約2～3min，待壓縮空氣、高壓水和水泥漿等參數達到設計規定值后，并且孔口返漿比重大于1.2；③根據地層情況，按照設計的速度提升高噴管，進行由下而上的旋噴作業。

4.2.3 靜壓灌漿

當旋噴注漿到設計墻頂高程后，停止輸送高壓水、氣，攪漿機繼續工作，同時將噴頭提升至孔口，直至用漿液把鉆孔充滿，然后停止送漿，把高噴車挪至下一孔位處。為防止墻體內殘留氣泡而影響防滲效果，使用長桿在孔內攪動以排出氣泡。隨著水泥漿的凝固，漿面會不斷下沉，因此要隨時進行補漿，直至漿面不再下沉為止。

5 特殊情況處理

施工過程中，部分地段高噴孔孔口無返漿現象，說明該高噴孔滲漏嚴重，如果仍按照選定的技術參數提升，將無法達到滿意的防滲效果，本工程采取如下措施：①減緩提升速度，觀察有無返漿；②停止提升，待凝后，重新清孔復噴；③向孔內回填細砂石料，封堵形成的較大滲漏通道；④在漿液中加入速凝劑，加快漿液的凝固速度。

經特殊處理后，滲漏嚴重的地段注漿后均達到了較好效果。

6 效果檢測

6.1 墻體鉆孔取芯

根據設計要求，分別在樁號0+638.33（3-檢1）、0+686.33（4-檢1）鉆孔取芯，取出的巖芯芯體完整，水泥含量較高，呈半膠結狀，說明墻體連續性、均勻性較好。

6.2 注水試驗

對兩檢查孔做注水試驗，試驗結果為：3-檢1的透水率q1=0.62 Lu，q2=0.64Lu，均符合小于1 Lu的設計要求。

6.3 運行效果

高壓旋噴施工完成后，基坑內的滲漏明顯減小，配合施工排水，基坑無積水，達到了基坑干場作業的目的。

在后來的右岸基坑開挖、混凝土澆注施工中，保證了圍堰安全運行，確保了下道工序工程順利進行。

8 結語

（1）對含少量小粒徑卵礫石的地基，采用高壓噴射注漿法處理是可行的。

（2）對于施工場地狹窄，在其他基礎處理方法不適用的情況下，高壓噴射注漿法仍是一種安全、經濟、施工簡單行之有效的手段。同時，該方法的使用，對保證工程質量、降低工程造價、縮短施工周期有著明顯效果。

［1］朱慶林.旋噴注漿加固地基技術［M］.北京：人民鐵道部出版社,1983.

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