高壓旋噴灌漿在秦咀水庫除險加固工程中的應(yīng)用

丁 曄,張 兵,馬 健

（長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院長江巖土工程總公司（武漢）,武漢 430010）

高壓旋噴灌漿在秦咀水庫除險加固工程中的應(yīng)用

丁 曄,張 兵,馬 健

（長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院長江巖土工程總公司（武漢）,武漢 430010）

以秦咀水庫除險加固工程為實例，介紹了高壓旋噴灌漿在土壩加固中的應(yīng)用。

高壓旋噴；灌漿；除險加固

1 工程概況

秦咀水庫位于襄陽區(qū)東津鎮(zhèn)秦咀村，距襄樊市45km，攔截漢江流域淳河分支羊橋河。水庫原設(shè)計庫容4020萬立方米，興利庫容2045萬立方米，設(shè)計灌溉面積5萬畝，有效灌溉面積2.5萬畝，水庫養(yǎng)殖水面面積5500畝，是一座以灌溉為主，兼有養(yǎng)殖、防洪、旅游開發(fā)等綜合利用的中型水庫。

水庫大壩壩頂長1723.0m，壩頂寬5.0m，壩頂高程83.9m，最大壩高16.4m，防浪墻頂高程84.55m。因壩體、壩肩滲漏需進(jìn)行除險加固，其中樁號0+000～0+070施工方案為高壓旋噴灌漿、靜壓灌漿和帷幕灌漿，三項灌漿任務(wù)同孔施工，上部為靜壓灌漿，中部為高壓旋噴灌漿，下部為帷幕灌漿。

2 設(shè)計技術(shù)指標(biāo)

高壓旋噴灌漿的技術(shù)指標(biāo)為：抗壓強(qiáng)度—R28≥4Mpa；墻體滲透系數(shù)K＜i×10-7cm/s（1＜i＜10）；允許滲透比降J＞60。

3 高壓旋噴灌漿施工

3.1 施工準(zhǔn)備

（1）平整場地，清除地面、地下障礙。當(dāng)場地低洼時，應(yīng)回填粘性土料，但不得回填雜土；應(yīng)采取防止施工機(jī)械失穩(wěn)的措施。

（2）布置開挖冒漿排放溝和集漿坑。

（3）設(shè)置基線、水準(zhǔn)基點等，復(fù)核測量并妥善保護(hù)。

（4）進(jìn)行現(xiàn)場測量放樣，定出每一個鉆孔孔位，并作出明顯標(biāo)志和妥善保護(hù)。

（5）建設(shè)現(xiàn)場施工用的臨時設(shè)施，如供水、供電、道路臨時房屋、工作臺以及材料庫等。

（6）設(shè)備準(zhǔn)備：本工程施工選用SGP30-5型高噴臺車，高壓水由3D2-S型高壓水泵供應(yīng)，JN-200型攪拌機(jī)制漿，SJH-1000型雙桶攪拌機(jī)儲漿，漿液采用BW-150和HB15/50型泥漿泵、LS-40型砂泵輸送，并用KLF-4型高壓噴射自動記錄監(jiān)測儀，對氣、水、漿和旋轉(zhuǎn)速度/提升速度等，8種主要的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行實行自動記錄。

3.2 施工工藝流程

鉆機(jī)就位鉆孔安裝調(diào)試試噴下高噴噴管制漿高噴灌漿作業(yè)灌漿作業(yè)結(jié)束清洗器具移開機(jī)具回填灌漿冒噴噴射參數(shù)調(diào)整

施工工藝流程圖

3.3 主要工序施工方法

3.3.1 鉆機(jī)就位

（1）按要求形成施工平臺，施工平臺高程誤差控制在15cm范圍內(nèi)。

（2）將鉆機(jī)放置在設(shè)計的孔位上，鉆桿軸線垂直對準(zhǔn)鉆孔中心，鉆孔位置與設(shè)計位置偏差≤50mm。

3.3.2 鉆孔

（1）成孔方式采用XY-2PC型鉆機(jī)造孔，孔徑110mm。鉆孔施工的傾斜率不大于1％。孔深滿足設(shè)計要求。

（2）采用輕壓、慢轉(zhuǎn)、中等漿量鉆進(jìn)，保持立軸垂直，以保證鉆孔垂直度，終孔后保護(hù)孔口，以防塌孔。

3.3.3 下灌漿管

成孔后，提出鉆具換上高噴噴管，并且將其插入鉆孔的孔底深度。孔的噴管嘴插入和偏斜度的深度，都是必須得到監(jiān)理人驗證的。

3.3.4 制漿

（1）采用42.5級普通硅酸鹽水泥，根據(jù)噴射方式和設(shè)計要求，采取噴入漿液的水灰比為0.8：1～1.0：1.0當(dāng)需要減緩水泥漿液沉淀的速度，以及要保持良好的可噴性時，可以在其中內(nèi)加入3％膨潤土重量的碳酸鈉和3％水泥重量的膨潤土。而膨潤土的細(xì)度要為200目。但應(yīng)在使用前應(yīng)報監(jiān)理人批準(zhǔn)。

（2）所用的水泥及水泥漿液按要求取樣送檢。

3.3.5 噴射灌漿作業(yè)

（1）將高噴灌漿管貫入到預(yù)定深度后，即自下而上進(jìn)行噴射作業(yè)。

（2）高噴作業(yè)技術(shù)要求

1）施工過程中，注意檢查漿液初凝時間、灌漿流量、旋轉(zhuǎn)提升速度等參數(shù)是否滿足設(shè)計要求，并做好記錄。若灌漿管不能一次提升完成，需分?jǐn)?shù)次卸管，為保證固結(jié)體的完整性，卸管后噴射的搭接長度≥100mm。按設(shè)計轉(zhuǎn)速原地旋轉(zhuǎn)噴漿管。

2）水泥漿液進(jìn)行要嚴(yán)格的過濾，并且按噴嘴的直徑，設(shè)置兩道過濾裝置；在泥漿泵吸漿攪拌罐和制備水泥漿液攪拌罐之間設(shè)置一道過濾網(wǎng)，泥漿吸漿管的尾部設(shè)一過濾器。

3）在高噴作業(yè)過程中，要經(jīng)常測試水泥漿液的進(jìn)漿和回漿比重。當(dāng)漿液比重與規(guī)定水灰比的漿液比重值誤差超過0.1時，立即暫停噴漿作業(yè)，并立即重新調(diào)整漿液水灰比，然后迅速恢復(fù)噴漿作業(yè)。水泥漿液隨配隨用，并應(yīng)在高噴作業(yè)過程中連續(xù)不停地攪拌。

4）在高噴作業(yè)的過程中，拆卸灌漿管節(jié)后，重新進(jìn)行高噴作業(yè) 的搭接長度不應(yīng)小于0.3m。若供水、風(fēng)、電中斷后，重新進(jìn)行的高噴作業(yè)搭接長度不應(yīng)小于0.5m。供漿必須要連續(xù)。一旦中斷，應(yīng)將旋噴管下沉到停供點以下0.5m，待恢復(fù)供應(yīng)時，再噴漿提升。當(dāng)因故停機(jī)超過3小時時，應(yīng)對泵體和輸漿管路妥善清洗。

5）高噴作業(yè)分為兩序施工，單個高噴樁（孔）應(yīng)連續(xù)噴射作業(yè)，相鄰樁（孔）的作業(yè)間隔時間在12-72小時范圍內(nèi)。

6）高噴灌漿的檢查按設(shè)計文件要求或著監(jiān)理人的指示,用標(biāo)準(zhǔn)的試模采集冒漿試樣，其數(shù)量要每個水泥批號，在每種主要地層不應(yīng)少于3組，每組要3件。

7）當(dāng)噴漿管提升到接近樁頂時，應(yīng)該從樁頂以下1.0m開始，慢速地提升噴漿至樁頂，噴漿數(shù)秒。

8）高噴灌漿在施工的過程中，采用的是自動記錄儀。自動記錄儀內(nèi)應(yīng)具有監(jiān)測提升速度、高壓噴射壓力、漿液流量和密度等四個參數(shù)的功能。

施工過程中要及時、如實的記錄各個漿液材料用量、參數(shù)、異常現(xiàn)象以及處理情況等。記錄表格格式應(yīng)符合監(jiān)理人指示和有關(guān)規(guī)定。

9）每個噴漿孔在施工完畢后，要用清水把管路和泥漿泵內(nèi)殘留的漿液全噴射排出，鉆具及其他設(shè)備，要用低壓水沖洗干凈，并要架起高噴管設(shè)備，離地存放。

3.3.6 回填灌漿

為防止出現(xiàn)固結(jié)體不緊密或脫空現(xiàn)象，采用回灌冒漿或水灰比為0.6的水泥漿補(bǔ)灌，直到孔內(nèi)的漿液面不再下沉為止。

3.4 常見故障及處理措施

（1）不冒漿、斷續(xù)冒漿或冒漿量過小時若系土質(zhì)松軟造成的，應(yīng)適當(dāng)復(fù)灌即可；若附近有空洞、通道，則繼續(xù)灌漿直到冒漿為止。若在相鄰處或其它建筑物的接觸帶冒漿，可用稠漿間歇灌漿。

（2）大量冒漿，壓力會稍有下降，灌漿管可能被擊洞或擊穿，要拔出灌漿管進(jìn)行檢查。

（3）壓力驟然上升，可能是噴嘴或管路堵塞，處理方法有：在高壓泵和灌漿泵的出水管進(jìn)口和泥漿儲備箱中設(shè)置過濾網(wǎng)，并經(jīng)常清理。

（4）在流量不變而壓力突然下降或者排量不達(dá)標(biāo)時，可能存在泄漏現(xiàn)象，可以采取措施：檢查活塞缸套、閥等零件，磨損大的閥和活塞要及時的更換；檢查吸水的管道是否漏氣、通暢，以避免吸入空氣；檢查高壓管路、安全閥，清除轉(zhuǎn)動系統(tǒng)中的打滑現(xiàn)象；清除泄漏；檢查噴嘴是否符合作業(yè)要求，及時更換磨損嚴(yán)重的噴嘴。

4 施工效果

高壓旋噴灌漿實際施工區(qū)域為樁號0-120～0+070，孔距1m。施工結(jié)束后，按要求進(jìn)行了檢驗，28天抗壓強(qiáng)度達(dá)到了9.9～15.4MPa，高噴樁墻體滲透系數(shù)抽檢結(jié)果為2.6 ～3×10-7cm/s，滲透比降J＞60，滿足設(shè)計要求。

5 結(jié)語

本工程現(xiàn)已通過投入使用驗收，壩體、壩基滲漏問題得到了解決，目前運行情況良好。

[1]蔣炳亮.淺談高壓旋噴樁灌漿法地基處理的施工[J].山西建筑，2008：132-133.

[2]尹里，張大軍.靜壓灌漿和高壓旋噴灌漿技術(shù)處理軟弱地基[J].山西建筑，2012（12）.

[3]周鵬.高壓噴射灌漿隔滲的工程實踐研究[J].鄂州大學(xué)學(xué)報，2010（05）.

丁曄，男，工程師，從事巖土工程、水利工程鉆探、施工技術(shù)及管理工作。