臨沂市三河口隧道圍堰工程截滲技術研究

摘 要：本文結合臨沂市三河口隧道圍堰工程高壓噴射截滲帷幕注漿工程實例，對設計、施工、質量控制等方面進行了分析研究，取得了一些成功經驗，該方法可操作性強，具有很好的推廣應用價值。

關鍵詞：圍堰工程 截滲帷幕 高噴注漿

中圖分類號：U455.4文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（c）-0123-01

1 工程概況

臨沂市三河口隧道工程位于臨沂城區，以澆筑鋼筋混凝土隧道的方式穿越祊河、涑河，隧道軸線長度1.97 km，雙向6車道，設計行車時速60 km，開挖回填土石方198萬 m3，澆筑混凝土25萬 m3，鋼筋5萬噸，混凝土截滲樁長3.3萬延 m，造價5.2億元。隧道所在主河槽沙層平均深度13 m，底部為5～9 m的強透水粗砂礫石層，施工難度大。且必須趕在6月1日主汛期來臨之前完成主河槽段施工任務，恢復河道的行洪功能，時間緊，任務重。

圍堰長度2376 m，頂寬為10 m，頂高程66.0 m（1956黃海高程系，下同），上下游邊坡均為1：3，安全等級為3級，堤頂雙向橫坡2%，工程量40萬 m3，主要是在河道抽沙填筑而成。

2 截滲帷幕設計

截滲帷幕灌漿采用直徑100 cm雙頭高壓噴射水泥土攪拌樁，滲透系數10～7 cm/s，分Ⅱ序孔灌注，Ⅰ序孔采用旋噴，Ⅱ序孔采用擺噴，孔距為1.2 m，帷幕入巖0.5 m，帷幕頂高程64 m，主要工序為鉆孔、下置噴射管、噴射提升、成樁連板，形成一道連續板樁帷幕截滲墻，滿足施工截滲要求。

2.1 主要技術參數

施工前通過圍井實驗確定主要技術參數.

孔深：頂高程64 m～底高程入巖0.5 m；旋噴、擺噴結合孔間距1.2 m；鉆孔斜度≤0.5%；氣壓力≥0.7 MPa；氣流量0.6～1.2 m3/min；漿（水灰比1.3∶1；壓力≥35 MPa；流量70～100 L/min；密度1.39～1.42 g/cm3）；提升速度8～10 cm/min；旋噴轉速6.4～13 r/min；擺噴轉速6.4～13次/min；擺噴擺角30 °；入巖返漿時間2 min；相鄰Ⅰ序、Ⅱ序孔間隔時間≥24 h.

2.2 漿液

高噴灌漿漿液使用水泥漿，采用普通硅酸鹽水泥，標號為32.5級。

2.3 機具和設備

造孔采用XY-2型地質鉆機，高壓噴射灌漿采用GP-5高噴臺車，輔以高壓泵、空壓機、水泥漿攪拌機等。

3 工程施工

3.1 定孔

在工作面上按設計孔位放線定孔，按Ⅰ序孔、Ⅱ序孔進行編號，先施工Ⅰ序孔。

3.2 造孔

將鉆機移至放好的孔位上，鉆頭中心對準孔位中心，調平鉆機，泥漿護壁鉆孔。鉆進程中隨時觀察鉆機的工作狀況，發現問題及時糾正，防止偏孔、斜孔，直至入巖0.5 m。

3.3 下噴射管

將高噴臺車移至孔位，對準中心，先進行地面試噴。為防止氣嘴堵塞，下管前宜用膠布包扎，用1.0 MPa水壓下管，下到設計深度后，用水平尺檢查垂直度。

3.4 制漿

制漿站嚴格按照設計的水灰比1.3∶1拌制水泥漿，每罐測量一次漿液比重，并詳細記錄。制漿材料稱重采用重量法，誤差不大于5%。

水泥漿的攪拌時間，使用高速攪拌機不少于30 s，普通攪拌機不少于90 s。灌漿過程中連續攪拌，自制備到用完時間小于4 h。

漿液過篩后使用，并定時檢測其密度。

漿液溫度控制在5～40 ℃之間。

水灰比為1.3∶1，漿液比重1.408 kg/L，桶內水深42.2 cm，水泥10袋，水泥漿量852.2 L。水泥每袋50 kg，制漿桶直徑1.4 m。1 cm桶深的水重G=3.14×0.7×0.7×0.01×1000=15.386 kg。

3.5 噴射提升

噴射管下至設計深度后，按設計要求送入氣、漿，待孔口返漿后，隨即按旋（擺）的工藝要求提升注漿管，自下而上注漿。在灌漿過程中隨時觀察孔口返漿量，如注漿量突然變大或持續漏漿，表明地層中空隙較大或有集中漏水通道，應及時充填沙或摻外加劑措施，以確保樁的連續性。

3.6 回灌

為確保施工質量，噴射管提出地面后，原孔位應利用水泥漿進行回灌，直到孔內漿液面不再下降為止。

3.7 沖洗

噴射結束后，及時將各管路沖洗干凈，以防堵塞。

4 質量控制

（1）施工前做好技術交底，明確工序和技術措施。

（2）開灌前根據現場環境和地下埋設物的位置情況，復核注漿孔的設計孔位，精確測量放樣，孔位誤差小于50 mm，鉆孔深度入巖0.5 m，成孔偏斜率小于0.5%。

（3）鉆孔至巖面以下0.5 m后提鉆，報請監理工程師核實孔深。

（4）嚴格控制漿液配比，做到掛牌施工，每盤檢測一次漿液比重。

（5）認真做好各樁的施工記錄和工程意外情況。

（6）嚴格執行“三檢制”，落實崗位責任制，貫徹全面質量管理。

（7）特殊情況處理

①塌孔：在鉆孔時，若出現塌孔或不返水現象，應查明原因，并詳細記錄。可用粘土充填固壁處理，以便順利成孔并確保孔壁穩定。

②灌漿中斷：在灌漿過程中，供漿必須連續，如果意外中斷，應將噴漿管下沉到停漿點以下復噴，保證樁體的完整性。

③返漿：噴射注漿過程中，返漿量小于注漿量的20%為正常現象，如返漿量超過20%或不返漿，應及時了解土層地質情況，復核噴射參數是否合理，及時采取相應的處理措施。若是地層空隙較大引起的不返漿，可增大注漿量；若返漿量較大。可適當減少注漿量或加快提升和回旋的速度；對施工中正常返回的漿液應引流到沉淀池中妥善處理。

④凹漿，如果灌漿孔出現凹漿現象，應及時進行回灌處理。

5 截滲成果

隧道主體工程自2012年2月中旬開挖到底高程48 m以來，河道水位控制在64 m高程，截滲幕墻內外水位高差16 m，滲透系數小于7 cm/s，滿足設計要求，圍堰截滲達到設計目的。

6 幾點體會

在制定高壓噴射注漿方案時，應掌握場地的工程地質、水文地質和建筑結構設計資料。對既有建筑應搜集有關的歷史和現狀資料、鄰近建筑和地下埋設物資料。

高壓噴射注漿方案確定后，應結合工程情況進行現場試驗、試驗性施工或根據工程經驗確定具體的施工參數及工藝。

高壓噴射注漿試驗場地應選擇在對整個工程有代表性地段，通過試驗反映出高壓噴射注漿對工程所起到的加固或防滲效果。