土石壩防滲工程高壓噴射灌漿技術(shù)的應用

1、土石壩防滲工程高壓噴射灌漿技術(shù)的應用         摘要：高壓噴射灌漿技術(shù)具有可灌性好、機動靈活；適應地層廣、對施工場地要求不高等技術(shù)優(yōu)勢，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際經(jīng)驗，結(jié)合案例對高壓噴射灌漿技術(shù)的防滲進行了分析研究。 關(guān)鍵詞：高壓噴射灌漿；土石壩；防滲體 1.技術(shù)簡介 高壓噴射灌槳技術(shù)(High pressure Jet Grouting)是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿鉆進至土層的預定位置后，以高壓設備使?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。同時鉆桿以一定速度漸漸向上提升，將漿液與土粒強制攪拌混合。漿液凝固后，在土中形成一個固結(jié)體(固結(jié)體的形狀和噴射流移動方向有關(guān))，從而改變松散土層的力學性質(zhì)和滲透系數(shù)，達到加固質(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，施工簡便且進度較快，適宜在狹小場地施工等優(yōu)點。還具有增加地基強度，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，因而近年來在國內(nèi)外得到較快發(fā)展。 2、工程概況 某水庫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階地大致呈東西走向全長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，屬強透水層，厚達17m-22m；下部為第三紀私土巖或石英砂巖。由于中部的強透水性，造成庫水沿此強透水層向外滲漏，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影響和工程老化，原有降壓井的效果已不理想，順河壩個別壩段承壓水位明顯高于地面。為此，對問題比較嚴重的壩段，選用高壓噴射灌槳技術(shù)在壩基下建防滲墻，截斷滲流，以解決該壩段突出的滲漏和安全問題。 3、技術(shù)方案 為了取得合理的設計參數(shù)

4、和施工方案，特在順河壩壩段后選擇工程地質(zhì)條件有代表性的場地進行高壓擺噴圍井試驗。在完成壩后河床內(nèi)高噴現(xiàn)場試驗的基礎上，確定具體設計及工藝技術(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度等級為32.5的普通硅酸鹽水泥占70%，勃性土（膨潤土）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；進漿密度：1.53g/cm3；回槳密度：1.20g/cm3；擺動速度：60°/s擺動角度：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)鉆機造孔泥漿固壁?？咨钸_到設計深度時，提取巖芯，經(jīng)檢驗認可后方可終孔。終孔后要測斜驗收，合格后搬遷孔位。病險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。病險壩高噴鉆孔一般要求孔斜率l%，對孔深大的重要工程鉆孔孔斜率要求可進一步提高。 4.2制漿 制槳時，指派專人定時檢查并登記水泥耗最每隔一定的天數(shù)清查核對水泥出入庫和庫存量。定時測量漿液比重，保證漿液濃度符合設計值。自制備至用完時間不應超過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）石層中應放慢，含有較大塊石或塊石比較集中的地層應更慢。先序孔提升速度可稍慢，后序孔可相對快些。施工中，當發(fā)現(xiàn)返漿量減少時應放慢提升速度。 進槳量控制。除在制漿過程中嚴格控制水泥用量、保證漿液濃度外，對進水量同樣要嚴格控制，方可保證進槳量。事故停噴。高噴灌槳應連續(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，恢復噴射時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，孔口土體塌落將使已成樁體中出現(xiàn)漿體包裹的空洞。一般應在終孔1h后進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 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個檢查段，在這4處設置防滲檢查試驗圍井，用注水試驗測定封閉圍井的滲透性來判斷防滲墻質(zhì)最。從試驗結(jié)果看，防滲墻質(zhì)最均達到優(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)雷達技術(shù)對防滲墻的連續(xù)性和厚度進行檢測。設計要求

8、防滲墻體平均厚度20cm，地質(zhì)雷達檢測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試驗。試驗表明，防滲墻的抗壓強度符合設計要求。 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，一般高噴灌漿宜采用具有早強特性的普通硅酸鹽水泥，病險壩加固新增壩基防滲墻重要性高應采用大廠免檢水泥，在水泥進場后應取樣檢驗合格后才能予以使用。 6.2中間質(zhì)量檢驗 在進行一部分高噴防滲墻施工后，應及時對己完成的高噴

9、孔的質(zhì)量進行質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)存在的問題，及時在未施工的高噴防滲墻進行調(diào)整，解決存在的問題。該水庫大壩防滲墻第一排旋噴樁在施工過程中未及時安排進行鉆孔取芯、壓水試驗等中問質(zhì)量檢驗，在第一排旋噴樁全部完成后再檢查發(fā)現(xiàn)效果不好，高噴灌漿時發(fā)生水泥漿在凝結(jié)前己流失的現(xiàn)象，未能及時發(fā)現(xiàn)問題。 6.3設備檢修 病險壩高噴防滲加固一般工程量較大，壩基大多為砂卵石層，對機械設備損耗磨損嚴重，在施工過程中對機械設備檢修一定要高度重視，必須備足易損件，不能因設備檢修造成高噴經(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，應加強施工效果的質(zhì)量檢

10、驗和檢測，以確保建筑物的安全。一般防滲工程的高噴注漿工程質(zhì)量檢查項目主要是墻體的滲透性，同時要求墻體體連續(xù)均勻，厚度符合要求。重要工程高噴板墻應檢驗其滲透穩(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、鉆孔取芯和壓水試驗、圍井檢查、整體效果檢察等。對于高噴防滲板墻，檢查的重點宜為有代表性的加固區(qū)；通常應布置在下列部位：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雜的，可能存在質(zhì)量缺陷的部位。 8、結(jié)束語 高壓噴射灌槳防滲墻屬于地下隱蔽工程，設計要求高，施工控制嚴，其施工質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵在于施工參數(shù)的選擇是否合理。因此施工前應針對不同的地層情況做好施工前的試驗性施工，根據(jù)試驗結(jié)果選擇合理的施工參數(shù)。由于高噴灌漿工藝復雜，技術(shù)要求高，因此，選擇一支施工經(jīng)驗豐富質(zhì)量過硬、信譽度高的施工隊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 學又切合實際的方法來檢測其防滲質(zhì)量效果，具有十分重要的工程意義。 參考文獻：