高壓擺噴截滲墻在某水閘的應用

吳其保

高壓擺噴截滲墻在某水閘的應用

吳其保

高壓擺噴截滲墻，即根據實際情況利用一定的物理壓力和可以轉動的噴頭，把已經調和好的水灰漿通過噴嘴噴向巖石體或墻體形成一道防滲幕體。利用高壓噴頭一定高度的抬升或者一定角度的轉動，對一些不穩固的土地層進行水泥基質的噴射，高速噴射流形成空氣漩渦對所噴射的介質進行攪拌達到均勻的效果，提高防滲能力。

一、主要設計參數

設計對閘室閘上側底板下采用32.5級或以上普通硅酸鹽水泥的高壓擺噴截滲墻進行截滲處理，截滲墻長150.0m，墻體深11.5～18.0m，采用分序施工，墻板結構為折接式，擺噴角30°，初擬孔距1.0m。成墻后，要求墻體抗壓強度不小于3.0MPa，滲透系數K≤i×10-6cm/s。

二、施工工藝

1.鉆孔

（1）高壓噴射注漿擬采用杭州探礦機械廠生產的地質鉆機，每臺鉆機配一臺BW200/4型雙作用柱塞泵鉆孔。

（2）鉆孔前，測量人員根據施工圖紙標注的位置確定防滲墻的施工軸線，沿施工軸線方向埋設軸線位置及高程控制木樁。

（3）鉆進時，應詳細記錄孔位、孔深、地層變化和漏漿、掉鉆等情況，便于高噴時對不同地層采取相應的技術措施。鉆孔的有效深度應超過設計墻底深度至少0.5m。

（4）施工時，每隔3個I序孔設一先導孔，采取芯樣、劃分地層，確定孔深。

（5）基本要求：孔徑與噴射管外徑相適應，較噴射管外徑大20～40mm；終孔深度以達到設計要求為準；孔斜合格標準為偏斜率≤0.5%；根據施工圖紙規定的樁位進行放樣定位，孔位偏差不大于20mm。

2.高噴灌漿

（1）采用一臺CYP-50型高噴臺車（組裝高噴震動錘，頻率800HZ，沖擊功5.3kN）、一臺3D2-SZ型高壓清水泵、一臺空壓機和一臺灌漿泵組裝成一套高噴設備進行施工。

（2）擺噴樁施工采用預先成孔而后下入高噴管的方法進行注漿，采用三管法實施。

（3）通過試驗選定高壓噴射注漿工藝參數：水壓35～40MPa，流量70～80L/min；氣壓 0.7～0.8MPa，風量1～1.5m3/s；漿壓 0.5～1MPa，漿量80～85L/min；噴射管提升速度6cm/min；噴射管擺角30°。

（4）試噴后將噴射裝置移到灌漿孔位，將噴射管下放到孔中設計深度，按漿、水、氣順序依次送入，各種參數達到設計要求和孔口返漿正常后，再按要求進行正常提升噴射。

（5）高噴灌漿結束后，粘土地層孔內應用粘土球回填封孔，每填一定高度后，下入粗徑鉆具搗實，使灌漿孔封填密實。

3.異常情況處理

（1）塌孔：在鉆孔時，出現塌孔或不返水，應查明原因，詳細記錄層深。處理方法用粘土漿固壁，以順利成孔和保證孔壁穩定。

（2）噴漿中斷：在噴漿過程中，供漿必須連續，一旦中斷，應將噴漿管下沉到停漿點以下0.3m進行復噴，保證樁體的完整性。

（3）灌漿過程中遇孤石，應查明孤石位置和大小。在孤石上下各0.5m段，擺角加大10°～15°，提升速度降至80%左右。

（4）在噴漿過程中若出現孔口不返漿，應立即放慢提升速度或停止提升，直至孔口翻出水泥漿液。若孔內嚴重漏漿可采取下列方法進行處理：①降低噴漿壓力、流量，進行原地灌漿；②加大漿液濃度或灌注水泥砂漿、水泥粘土漿；③向孔內沖填砂、土等堵漏材料。若發生串漿，應填堵被串孔，待灌漿孔高噴灌漿結束后，應盡快進行被串孔的掃孔、灌漿。

（5）灌漿過程中發生串漿，應堵塞串漿孔。灌漿孔灌漿結束后，應盡快進行被串孔的掃孔、灌漿或繼續鉆進。

4.過程質量控制

（1）高壓噴射灌漿作業前質量檢查的內容包括：根據施工圖紙規定的樁位進行放樣定位，孔位偏差不大于20mm；所使用的材料和漿液配合比嚴格按照施工圖紙和規范的技術要求進行配置，并報送監理工程師批準后實施；孔斜合格標準為偏斜率≤0.5%。

（2）高壓噴射灌漿作業過程中進行質量檢查的內容包括：噴射插管插入深度不低于設計深度；嚴格控制水、氣、漿液的壓力和流量，確保成墻質量。

（3）高壓噴射灌漿結束后質量檢查內容為：高噴結束后，采取鉆孔取芯法檢查成墻質量，抗壓強度不小于3.0MPa；采取圍井法鉆孔灌水試驗，檢查滲透系數，保證不大于1×10-6cm/s。

三、質量檢測

運用電反射系數K剖面法、電位測深法，對截滲墻連續性和墻體有效深度進行檢測；鉆探取芯試驗法，檢測墻體滲透系數和抗壓強度。

1.墻體連續性

從截滲墻的電反射系數K斷面圖分析得知：在高壓擺噴截滲墻150.0m范圍，其閘左側27.4m，電反射系數K=-0.2～0.8；閘右側27.4m，電反射系數K=-0.2～0.4；閘中部長95.2m，電反射系數K=-0.4～0.4，電反射系數K等值線呈緩傾角或近似水平形態，并且分布均勻，沒有產生低值封閉圈異常，說明截滲墻墻體較均勻，連續性較好,符合設計要求。

2.有效深度

截滲墻的有效深度是根據工程截滲的要求及工程場地地質條件決定的，為此，在節制閘150.0m的截滲墻上，分別布置了3個電位測深點，檢測墻體有效深度，經檢測驗證，截滲墻墻體有效深度符合設計要求。

3.滲透系數和抗壓強度

為了論證截滲墻施工質量，根據電反射系數K剖面反映的墻體連續性情況，分別在河道最深處和電反射系數K值異常處布置三個鉆孔，全孔取芯，現場做注水試驗，檢測墻體滲透系數；取有代表性的芯樣做室內試驗，檢測墻體抗壓強度，鉆探取芯試驗結果見表1。

表1 水庫北庫庫區實測淤積量計算表

四、結語

根據地質情況，通過試驗確定合理的施工參數，施工中采取有效的措施，確保了成墻質量。經檢測表明，采用高壓擺噴截滲墻滿足設計要求，并取得了較好的截滲效果■

（作者單位：安徽省（水利部淮河水利委員會）水利科學研究院 233000）