淝河渠道倒虹吸圍堰高壓擺噴防滲墻施工技術應用淺析

摘要：淝河倒虹吸是南水北調中線項目的一項控制性工程，因該建筑物基礎高水位的影響，對圍堰施工的防滲施工是重中之重。通過反復論證和工藝試驗結果比對分析，對滲漏采用高壓擺噴灌漿技術進行防滲處理后，滲透指標有效提高，安全系數有所加大。

關鍵詞：淝河渠道；倒虹吸；圍堰高壓擺噴防滲墻；圍堰施工；防滲施工；南水北調 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV543 文章編號：1009-2374（2015）11-0049-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.025

1 工程概況

淝河倒虹吸是南水北調中線項目的一項控制性工程，管身橫斷面為2孔一聯共4孔箱形鋼筋混凝土結構，單孔孔口凈尺寸為4.0m×4.0m（寬×高），總長404m，倒虹吸設計流量320m3/s，加大流量380m3/s。根據原設計要求，在建筑物施工前，首先進行淝河上下游圍堰填筑，在上下游圍堰頂部施做高壓擺噴進行防滲。結合現場實際水位情況，如只對上下游圍堰進行防滲處理，淝河倒虹吸基坑四周防滲沒有形成封閉，河道兩岸地下水將會匯集至開挖工作面，無法進行正常施工。為確保淝河倒虹吸基坑開挖及后期混凝土施工順利進行，采取沿基坑開口線周圍4m范圍內設置單排高壓擺噴灌漿進行防滲。

2 生產性試驗

2.1 試驗目的及內容

試驗在土石圍堰填筑體及砂礫石地層中，采用不同壓力、提速等參數條件下的高壓擺噴防滲墻的合理孔距、成墻厚度及防滲連接狀況，論證其作為導流圍堰防滲的可靠性提供合理的現場施工參數。

試驗采用圍井法，試驗場地具體位置現場確定。根據試驗參數布置兩塊試驗區，圍井尺寸分別為3.75m×3.75m和4.0m×4.0m，其布設圖如圖1所示：

2.2 試驗成果分析

試驗圍井共布置兩處，一處孔間距為1.25m，一處孔間距為1m。灌漿完成后，進行注水試驗檢測。通過檢測，試驗參數為穩定流量Q為0.025m3/d，對高噴防滲墻周邊開挖，檢查墻體最厚為0.56m，最薄為0.12m，平均厚度t為0.31m，圍井周邊高噴墻軸線長度為15m，圍井內試驗水位至井底深度H為23m，地下水位至井底深度h0為14.3m，通過公式計算，滲透系數為：K=4.5×10-6cm/s≤

5×10-6cm/s，滿足相關規范要求。

2.3 施工工藝

工藝順序。高壓擺噴施工采用XY-2型鉆機進行鉆孔施工，先施工I序孔，后施工II序孔。

射方向→送水，送氣，噴水泥漿液→高噴臺車退出→注漿回灌→封孔。

2.3.1 測量放線。在高噴平臺形成后，用測量儀器確定出每一個孔位，埋設孔口標記以確保孔位正確。

2.3.2 鉆孔。將鉆機移到正確的孔位上，使鉆頭對準孔位的中心，鉆機放好后要做水平校正，讓鉆桿軸線垂直瞄準鉆孔中心的位置。高噴試驗鉆孔采用的是一臺XY-2型鉆機成孔，鉆進過程中每鉆進5～10m孔深，檢測一次孔斜。發現超斜，及時糾正，鉆桿垂直度要求不得大于1.0%。在鉆進時需要作業人員記錄下孔深和孔位及地層變化等的情況，鉆進待停時或者終孔待噴，孔口需要加蓋保護。

2.3.3 高噴臺車就位。高噴試驗采用GP-1800-2型注漿臺車進行灌漿作業，在注漿臺車就位以后，要對機架調整放平，對噴桿垂直的角度需要用水平尺和吊錘法進行調校，保證噴桿的垂直度。

2.3.4 拌制水泥漿。漿液采用水灰比為1∶1的水泥漿液，水泥漿用制漿機拌制，攪拌要均勻，攪拌時間不小于2min。水泥漿通過灌漿泵前過篩，防止水泥顆粒吸入灌漿泵或輸漿管造成堵塞。同時水泥漿隨配隨用，停放時間不宜過長，以防水泥漿離析影響灌漿質量，并定期檢查水泥漿比重。

2.3.5 下噴射管。鉆機移開高噴臺車就位后，檢查機械運行情況及管路暢通情況，并在要測試噴射方位和深度。在三重管下放時用塑料袋包裹噴頭，沿孔壁慢慢下放，嚴禁快速下放損壞孔壁。如遇分層段縮徑或跨孔，開高壓水2～5MPa，緩慢噴射，同時噴稀水泥漿疏通孔段。

2.3.6 擺噴的提升。在噴射管放下到設計的深度之后，要測試噴射的方位，防滲墻的軸線和擺角的中心線的夾角是40°，提升噴射管至停漿標高（停止提升鉆頭數秒再下沉），由下而上進行噴射注漿，直到可以達到設計高程應該立即停止噴射。在噴射的過程當中技術人員需要時刻注意檢查漿液的初凝的時間和注漿流量、壓力、旋轉提升的速度等各參數是否符合試驗的要求，并且要做好記錄。

2.3.7 回灌。為防止水泥漿液干縮，在噴射注漿結束后，根據漿液的回落情況，利用孔口的回漿技術進行回灌，直到不會下沉為止。

2.3.8 沖洗。在所有的噴漿孔都施完工以后，要用清水把管路和泥漿泵內留下來的漿液全部清理干凈，鉆具和其他的設備也需要用低壓水沖洗干凈，要架起高噴管離地層放存。

2.3.9 漿液的回收利用。冒漿中的水泥的分離回收采取過濾、沉淀，回收調整濃度后再利用。

2.3.10 廢漿的處理措施。在施工過程當中需要對廢漿進行妥善處理，不可在場地隨意排放，要用泥漿泵把廢漿的漿液抽到沉淀池里，固體顆粒和漿液中的水要進行沉淀和分離，把沉淀固體廢漿采用混凝土攪拌車運到渣場。

3 在施工中質量的控制

3.1 偏斜率和孔位的控制

在高壓噴射鉆孔的施工當中，采用水平尺校正立軸垂直和鉆機機身水平，要保證成孔垂直度。高噴臺車放好后對機架進行調平，要準確噴桿的垂直度，孔位誤差要求<5cm，振管的垂直度要求<3°。

3.2 漿液作業當中的控制

作業過程要嚴格準照審批的水灰比配置，水泥漿液需要嚴格過濾，在儲漿桶和攪拌罐之間的輸漿管的管尾要安置過濾網。作業的過程中要定期采用比重計量測漿液的比重，要保證水灰比不可低于設計的標準。

3.3 作業中噴漿的控制

供漿和供風及供水是必須連續的，在施工的過程一旦中斷，那么噴管會下沉至停供點以下0.5m，要等待恢復正常之后再做噴漿提升，保證上下連續性。要對已經結束的孔段安排作業人員進行補漿，確保孔內的漿面在未凝之前的壓實和穩定性，直至漿面不會再下降為止。

3.3.1 作業過程中對返漿處理方式。在注漿的施工過程中，當返漿量小于注漿數量的20%時這屬于正常情況，若返漿量超過注漿數量的20%，可適當提升噴射壓力或者縮小噴嘴的直徑，提高提升的速度以減少返漿量。要是在返漿比較少或者基本不返漿情況下，可能是因為地層存在很大的裂隙所導致，可以適當增加此段的注漿量，當空隙填滿之后可以繼續噴射作業。要是經上述方法灌注仍然不返漿的，即可能是存在滲漏通道，在周邊仔細查找并進行封堵，同時用稠漿間歇性灌注，待返漿正常后再提升噴射灌漿。

3.3.2 折線轉點處理。對于防滲墻轉彎部位，為保證轉折點處墻體的良好搭接，轉折點兩側的孔必須經現場技術員現場調整噴射方向，并加大噴射壓力，降低提升速度，必要時進行復噴，以確保高噴墻體的連續性。

3.3.3 作業過程中突發事故的處理。在作業過程當中，也有可能因突發事故導致供水和供風的中斷，將噴管下沉到停供點以下0.5m，等待恢復正常之后再噴漿提升，保證上下的連續性。因故停機超過3h時，應該立即對輸漿管和泵體進行清潔。

4 結語

高壓擺噴灌漿防滲技術在南水北調淝河倒虹吸圍堰防滲施工中的成功應用，再次證明了高壓擺噴灌漿防滲技術的造價適中、防滲效果良好的優越性。隨著這項防滲技術的逐步成熟，必將在更多的領域中發揮更大的作用。

參考文獻

[1] 水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規范（SL 174-1996）[S].

作者簡介：胡晉隴（1967-），男，山西人，供職于中國水利水電第二工程局有限公司。

（責任編輯：秦遜玉）