土石壩防滲工程高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用

1、土石壩防滲工程高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用         摘要：高壓噴射灌漿技術(shù)具有可灌性好、機(jī)動(dòng)靈活；適應(yīng)地層廣、對(duì)施工場(chǎng)地要求不高等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，近年已將該技術(shù)廣泛用于承載地基改性處理和已建成的構(gòu)筑物下面的地基加固和透水層的防滲處理。本文基于筆者工作的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合案例對(duì)高壓噴射灌漿技術(shù)的防滲進(jìn)行了分析研究。 關(guān)鍵詞：高壓噴射灌漿；土石壩；防滲體 1.技術(shù)簡(jiǎn)介 高壓噴射灌槳技術(shù)(High pressure Jet Grouting)是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿鉆進(jìn)至土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或水成為20MPa左右

2、的高壓流從噴嘴中噴射出來，沖擊破壞土體。同時(shí)鉆桿以一定速度漸漸向上提升，將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合。漿液凝固后，在土中形成一個(gè)固結(jié)體(固結(jié)體的形狀和噴射流移動(dòng)方向有關(guān))，從而改變松散土層的力學(xué)性質(zhì)和滲透系數(shù)，達(dá)到加固質(zhì)量可靠。主要材料為水泥，成本較低。加固的形狀和質(zhì)量可根據(jù)工程需要控制，施工簡(jiǎn)便且進(jìn)度較快，適宜在狹小場(chǎng)地施工等優(yōu)點(diǎn)。還具有增加地基強(qiáng)度，提高地基承載力，止水防滲，減少支擋建筑土壓力，防止砂土液化和降低土的含水量等多種功能。既可用于工程修建前的地基加固，也可用于工程竣工之后的托換及加固處理，因而近年來在國(guó)內(nèi)外得到較快發(fā)展。 2、工程概況 某水庫(kù)樞紐建筑物有攔河壩、順河壩、泄洪閘、北干

3、渠首閘和南干渠首閘。其中，順河壩東起泄洪閘沿沙河右岸一級(jí)階地大致呈東西走向全長(zhǎng)16.2km，為均質(zhì)土石壩。順河壩壩基上部為重粉質(zhì)壤土和粉質(zhì)私土，厚度不等，一般為4m-10m；中部為礫質(zhì)粗砂和砂卵石層，屬?gòu)?qiáng)透水層，厚達(dá)17m-22m；下部為第三紀(jì)私土巖或石英砂巖。由于中部的強(qiáng)透水性，造成庫(kù)水沿此強(qiáng)透水層向外滲漏，與壩基階地天然地下水匯合，形成了壩基承壓水。近年來由于人為活動(dòng)影響和工程老化，原有降壓井的效果已不理想，順河壩個(gè)別壩段承壓水位明顯高于地面。為此，對(duì)問題比較嚴(yán)重的壩段，選用高壓噴射灌槳技術(shù)在壩基下建防滲墻，截?cái)酀B流，以解決該壩段突出的滲漏和安全問題。 3、技術(shù)方案 為了取得合理的設(shè)計(jì)參數(shù)

4、和施工方案，特在順河壩壩段后選擇工程地質(zhì)條件有代表性的場(chǎng)地進(jìn)行高壓擺噴圍井試驗(yàn)。在完成壩后河床內(nèi)高噴現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定具體設(shè)計(jì)及工藝技術(shù)參數(shù)如下。 3.1工程特性 由于104m-90m高程為重中粉質(zhì)壤土（壩體填筑和覆蓋層土），防滲墻從重中粉質(zhì)壤土頂板上1，5m開始灌槳至基巖以下1m，形成一個(gè)上接重中粉質(zhì)壤土，底部插入基巖的封閉式防滲墻體。要求墻體厚度達(dá)到20cm以上造孔的孔斜率要求小于0.8%0 3.2施工工藝參數(shù) 灌漿材料選用水泥貓土漿即強(qiáng)度等級(jí)為32.5的普通硅酸鹽水泥占70%，勃性土（膨潤(rùn)土）占30%，水、干料比為1：11.1。灌漿參數(shù)：水壓力：38MPa- 42MPa冰量：70L/

5、min；氣壓力：0.7MPa；氣量：1 m3/min；漿壓力：0.5MPa；漿量：80L/min；進(jìn)漿密度：1.53g/cm3；回槳密度：1.20g/cm3；擺動(dòng)速度：60°/s擺動(dòng)角度：30°；噴射角度（擺噴凝結(jié)體軸線與防滲墻軸線夾角）30°；提升速度：土層8cm/min-10cm/min，砂層10cm/min-13cm/min，卵石層7cm/min-10cm/min。 4、施工技術(shù) 4.1造孔 采用地質(zhì)鉆機(jī)造孔泥漿固壁?？咨钸_(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，提取巖芯，經(jīng)檢驗(yàn)認(rèn)可后方可終孔。終孔后要測(cè)斜驗(yàn)收，合格后搬遷孔位。病險(xiǎn)壩高噴鉆孔深度較大，必須控制好鉆孔的垂直度才能保證防

6、滲墻的有效連接。病險(xiǎn)壩高噴鉆孔一般要求孔斜率l%，對(duì)孔深大的重要工程鉆孔孔斜率要求可進(jìn)一步提高。 4.2制漿 制槳時(shí)，指派專人定時(shí)檢查并登記水泥耗最每隔一定的天數(shù)清查核對(duì)水泥出入庫(kù)和庫(kù)存量。定時(shí)測(cè)量漿液比重，保證漿液濃度符合設(shè)計(jì)值。自制備至用完時(shí)間不應(yīng)超過4h，否則作為廢漿處理。 4.3灌漿 提升速度。土層中提升速度可稍快，砂卵（礫）石層中應(yīng)放慢，含有較大塊石或塊石比較集中的地層應(yīng)更慢。先序孔提升速度可稍慢，后序孔可相對(duì)快些。施工中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)返漿量減少時(shí)應(yīng)放慢提升速度。 進(jìn)槳量控制。除在制漿過程中嚴(yán)格控制水泥用量、保證漿液濃度外，對(duì)進(jìn)水量同樣要嚴(yán)格控制，方可保證進(jìn)槳量。事故停噴。高噴灌槳應(yīng)連續(xù)作

7、業(yè)，不間斷施工，一次成型。噴射過程中因發(fā)生事故停噴超過1h-2h，即作為事故要做特殊處理方可繼續(xù)噴灌，恢復(fù)噴射時(shí)要求從停噴深度以下0.5m開始提升噴射。 終孔回灌?；毓嗖患皶r(shí)，孔口土體塌落將使已成樁體中出現(xiàn)漿體包裹的空洞。一般應(yīng)在終孔1h后進(jìn)行回灌河采用置換出的棄槳，以節(jié)約水泥用量。 5、質(zhì)量檢測(cè) 防滲墻的滲透性。灌漿施工結(jié)束待防滲墻體凝固30d后，將550m的灌漿壩段分為4個(gè)檢查段，在這4處設(shè)置防滲檢查試驗(yàn)圍井，用注水試驗(yàn)測(cè)定封閉圍井的滲透性來判斷防滲墻質(zhì)最。從試驗(yàn)結(jié)果看，防滲墻質(zhì)最均達(dá)到優(yōu)或良。防滲墻的連續(xù)性及厚度。施工結(jié)束30d后，采用地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)對(duì)防滲墻的連續(xù)性和厚度進(jìn)行檢測(cè)。設(shè)計(jì)要求

8、防滲墻體平均厚度20cm，地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)表明高噴防滲體形態(tài)為東西雙向齒形，平均厚度37cm最大厚度74cm，最小厚度16cm，防滲墻體東西方向上連續(xù)性好，垂向深度上較連續(xù)。防滲墻體結(jié)合體的強(qiáng)度。分別在檢查段之間防滲墻交叉接觸位置布置檢查孔，在檢查孔的中部取樣品做物理力學(xué)試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，防滲墻的抗壓強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。 6、施工中注意問題 6.1原材料質(zhì)量控制 原材料質(zhì)量是工程質(zhì)量的基礎(chǔ)，一般高噴灌漿宜采用具有早強(qiáng)特性的普通硅酸鹽水泥，病險(xiǎn)壩加固新增壩基防滲墻重要性高應(yīng)采用大廠免檢水泥，在水泥進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)取樣檢驗(yàn)合格后才能予以使用。 6.2中間質(zhì)量檢驗(yàn) 在進(jìn)行一部分高噴防滲墻施工后，應(yīng)及時(shí)對(duì)己完成的高噴

9、孔的質(zhì)量進(jìn)行質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)存在的問題，及時(shí)在未施工的高噴防滲墻進(jìn)行調(diào)整，解決存在的問題。該水庫(kù)大壩防滲墻第一排旋噴樁在施工過程中未及時(shí)安排進(jìn)行鉆孔取芯、壓水試驗(yàn)等中問質(zhì)量檢驗(yàn)，在第一排旋噴樁全部完成后再檢查發(fā)現(xiàn)效果不好，高噴灌漿時(shí)發(fā)生水泥漿在凝結(jié)前己流失的現(xiàn)象，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。 6.3設(shè)備檢修 病險(xiǎn)壩高噴防滲加固一般工程量較大，壩基大多為砂卵石層，對(duì)機(jī)械設(shè)備損耗磨損嚴(yán)重，在施工過程中對(duì)機(jī)械設(shè)備檢修一定要高度重視，必須備足易損件，不能因設(shè)備檢修造成高噴經(jīng)常停工，影響工效和工期。 7、加固效果檢查 高壓噴射灌漿工程為隱蔽工程，其施工及成品均不可見，因此工程施工過程和結(jié)束后，應(yīng)加強(qiáng)施工效果的質(zhì)量檢

10、驗(yàn)和檢測(cè)，以確保建筑物的安全。一般防滲工程的高噴注漿工程質(zhì)量檢查項(xiàng)目主要是墻體的滲透性，同時(shí)要求墻體體連續(xù)均勻，厚度符合要求。重要工程高噴板墻應(yīng)檢驗(yàn)其滲透穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全。通常采取的檢查方法有，開挖檢查、取樣試驗(yàn)、鉆孔取芯和壓水試驗(yàn)、圍井檢查、整體效果檢察等。對(duì)于高噴防滲板墻，檢查的重點(diǎn)宜為有代表性的加固區(qū)；通常應(yīng)布置在下列部位：有代表性的樁位；施工過程中出現(xiàn)異常情況的部位或地層復(fù)雜的，可能存在質(zhì)量缺陷的部位。 8、結(jié)束語(yǔ) 高壓噴射灌槳防滲墻屬于地下隱蔽工程，設(shè)計(jì)要求高，施工控制嚴(yán)，其施工質(zhì)量?jī)?yōu)劣的關(guān)鍵在于施工參數(shù)的選擇是否合理。因此施工前應(yīng)針對(duì)不同的地層情況做好施工前的試驗(yàn)性施工，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選擇合理的施工參數(shù)。由于高噴灌漿工藝復(fù)雜，技術(shù)要求高，因此，選擇一支施工經(jīng)驗(yàn)豐富質(zhì)量過硬、信譽(yù)度高的施工隊(duì)伍是保證高壓噴射灌漿防滲墻施工質(zhì)量的前提。高壓噴射灌漿凝結(jié)體系在地層中直接形成，不能直接觀察到凝結(jié)體的質(zhì)量，選用既科 學(xué)又切合實(shí)際的方法來檢測(cè)其防滲質(zhì)量效果，具有十分重要的工程意義。 參考文獻(xiàn)：