往復式高壓旋噴技術在水庫除險加固工程中的應用

往復式高壓旋噴技術在水庫除險加固工程中的引進及應用示范

1.立項背景2003年對紅山水庫大壩進行安全鑒定,定為3類壩,是一座需要除險加固的水庫.除險工程有大壩加固.東壩肩繞滲處理.新建放水涵洞.對于東壩肩繞滲處理設計方案為高壓旋噴灌漿,東壩肩繞滲處理采用往復式高壓旋噴灌漿施工工藝,是新技術的引進及應用示范.2.任務要求設計主要內(nèi)容為對樁號0-077～0+150采用高壓噴射灌漿壩段進行防滲加固，孔距0.8m，沿壩頂軸線布設，高壓灌漿軸線總長228m，286個孔形成柱狀型連接。設計的工程量為高壓懸噴漿進尺1943.75米,粘土層鉆孔進尺2456.25米,巖石層鉆孔進尺281.25米,砂礫石層鉆孔進尺865米,要求2005年10月15日,完成合同工程量.通過施工處理,解決東壩肩繞滲問題.往復式高壓噴射灌漿地基防滲加固新技術是一種新型造墻方法，主要適用于砂、砂性土、淤泥質(zhì)土、砂礫石層的堤防和基礎防滲加固處理。該技術具有機理明確、工藝簡單、質(zhì)量可靠、工效高、造價低、改善施工環(huán)境的顯著優(yōu)點?？蓮V泛用于江河、湖泊、水庫堤壩建造垂直防滲墻工程以及橋梁基礎、路基加固、基坑止水等防滲加固工程。3.往復式高噴成墻原理往復式高噴在鉆頭上加高壓噴嘴，鉆噴一體機在自上而下鉆進時利用高壓水噴射切割鉆頭周圍的地層形成擴大的鉆孔。鉆至設計深度，然后自下而上高噴水泥漿成墻（旋噴提升時成樁）。4.技術特點(1)鉆孔擴孔(2)提高鉆孔垂直度(3)解決了成孔難的問題(4)提高防滲效果(5)降低成本(6)提高工效(7)鉆桿提升靈活，機具穩(wěn)定性好(8)減少環(huán)境污染5.施工設備

6.試驗方案設計

本試驗段在防滲墻施工軸線上布設16個試驗孔，其中9個旋噴孔，7個擺噴孔。鉆孔深度按加密勘探孔的深度，旋噴樁底高程按加密勘探的底高程，此段基巖高程719.728m，壩頂高程731.428m，噴頂高程728.000m。7.試驗成果8.采用高壓旋噴灌漿施工工藝參數(shù)

項目單位參數(shù)孔距m0.8提升速度cm/min11高壓水泥漿壓力MPa36流量L/min75壓縮氣壓力MPa0.5～0.7流量m3/min6鉆進時高壓水壓力MPa15～25流量L/min75漿液比重g/cm31.48～1.509.工程完成的質(zhì)量情況

根據(jù)實際施工情況,高壓旋噴灌漿段長度238米,鉆孔298個,完成的工程量為高壓懸噴漿進尺1917.86米,粘土層鉆孔進尺2938.332米,巖石層鉆孔進尺298米,砂礫石層鉆孔進尺512.932米,質(zhì)量合格的孔2個,優(yōu)良孔296個,優(yōu)良率99.32%。10.創(chuàng)新點

往復式高噴在鉆頭上加高壓噴嘴，鉆噴一體機在自上而下鉆進時利用高壓水噴射切割鉆頭周圍的地層形成擴大的鉆孔。與常規(guī)的高壓旋噴方法相比，往復式高壓噴射采用了鉆進時擴孔的原理，鉆桿鉆進時就會在擴大孔內(nèi)沿鉛直方向自動糾偏，能很好解決塌孔、埋鉆桿和下不去噴漿管的問題，鉆噴一體機，減少機械設備數(shù)量，減少施工人員數(shù)量，因在鉆孔時,高壓水流切割地層,形成松散狀,旋噴灌漿時,成墻厚度厚，施工速度快，能降低工程造價1/3～1/4。

往復式高壓噴射灌漿方法,簡化了傳統(tǒng)高噴灌漿施工中復雜的工序，集造孔與高壓噴射為一體，解決了擺噴時噴嘴處墻體過薄、旋噴時水泥浪費，以及在砂、砂礫石層、淤泥層中成孔困難的問題，經(jīng)過在呼圖壁縣紅山水庫除險加固工程中的應用,通過開挖直觀檢查和實驗檢測,滲透系數(shù)指標高于設計標準(106)(實驗數(shù)據(jù)10