三列管高壓噴射灌漿法在哈爾濱城市防洪工程中的應(yīng)用

三列管高壓噴射灌漿法在哈爾濱城市防洪工程中的應(yīng)用

1基礎(chǔ)滲漏問(wèn)題表現(xiàn)哈爾濱市位于松嶺平原東南部，松花江支流中心。歷史上哈爾濱松花江段曾多次發(fā)生洪水,尤其是在1998年發(fā)生特大洪水期間,多處暴露出來(lái)堤防工程險(xiǎn)工險(xiǎn)患及薄弱環(huán)節(jié),基礎(chǔ)滲漏問(wèn)題就是其中之一。自1999年以來(lái),在城區(qū)沿江一線采用三列管高壓噴射灌漿技術(shù)對(duì)堤防進(jìn)行加固截滲,形成地下水泥質(zhì)連續(xù)截滲墻。2高壓水、氣、漿三管?chē)娚淞鞴苤恋貙?三管高壓擺噴是以高壓水作為噴射動(dòng)力,通過(guò)一定形狀的噴嘴,產(chǎn)生一束能量大、高度集中的連續(xù)脈沖運(yùn)動(dòng)的高壓射流,切削、沖擊、破壞土體結(jié)構(gòu),使水泥漿與土顆粒、攪拌、混合,因水泥本身的水化作用而凝結(jié),在土層中形成固結(jié)體。為了增加成墻半徑保證墻體有效連接,防止水射流衰減過(guò)快,增加有效射程,在高壓水射流的噴射孔周?chē)?加上圓筒狀的空氣噴流,形成高壓水與壓縮空氣同軸噴射,低壓水泥漿依賴(lài)高壓水、氣噴射流的作用灌入地層,形成一道連續(xù)的水泥漿介質(zhì)墻體。根據(jù)水、氣、漿三種介質(zhì)輸送方式的不同,三管?chē)娚涔酀{法分為三重管法和三列管法。在三重管法中,水、氣、漿是通過(guò)三根同心的圓管輸送到噴頭進(jìn)行噴射,管與管之間采用“O”形圈密封,絲扣連接。而在三列管法中,水、氣、漿是通過(guò)三根并列的管路輸送到噴頭進(jìn)行噴射,管與管之間靠螺栓壓緊連接密封。與三重管法相比,三列管?chē)娚溲b置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工容易,使用壽命長(zhǎng),管與管之間通過(guò)螺栓連接定向較容易,更適合于在砂礫層中進(jìn)行定、擺噴施工,解決了三重管在定、擺噴施工中存在的定向困難、易脫扣等問(wèn)題,而且減少了阻力,有效改善了水、氣、漿介質(zhì)的輸送條件。3地層巖性情況根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)資料,地貌單元屬松花江右岸漫灘區(qū),堤身填土以雜填土為主,堤基土為第四系洪積物組成。地層巖性情況見(jiàn)表1。地下靜水水位位于地表以下4m處左右,地下水化學(xué)類(lèi)型為HCO3-Ca·Na型水,對(duì)混凝土無(wú)腐蝕性。4施工設(shè)備主要施工設(shè)備見(jiàn)表2。5試驗(yàn)方法和試驗(yàn)設(shè)計(jì)正式施工前選擇類(lèi)似地質(zhì)條件進(jìn)行擺噴試驗(yàn),確定合理的施工參數(shù),檢驗(yàn)成墻質(zhì)量,對(duì)存在的問(wèn)題制定出相應(yīng)措施,以便指導(dǎo)施工。本次工前試驗(yàn)內(nèi)容包括三列管高壓擺噴灌漿法成墻試驗(yàn)和圍井檢測(cè)試驗(yàn)。成墻試驗(yàn)采取折線搭接型式,布置6個(gè)Φ130mm擺噴孔,見(jiàn)圖1。圍井試驗(yàn)布置5個(gè)Φ130mm擺噴孔,見(jiàn)圖2。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,綜合考慮各種因素確定的優(yōu)化施工參數(shù),見(jiàn)表3。6施工工藝(1)成墻搭接孔位設(shè)置利用經(jīng)緯儀進(jìn)行軸線及轉(zhuǎn)角測(cè)量,每隔50m確定一固定標(biāo)志,所得測(cè)量誤差在50m之內(nèi)核實(shí);軸線和孔位均以鋼釘配合紅色油漆固定標(biāo)志標(biāo)明,反復(fù)核定孔距(2.0m),標(biāo)上孔號(hào),確定Ⅰ、Ⅱ序孔。做好轉(zhuǎn)角處的角度測(cè)量,合理布置孔位,確保成墻搭接有效連續(xù)。用水準(zhǔn)儀測(cè)量每孔處高程并作好記錄。鉆孔施工應(yīng)分序進(jìn)行,先施工Ⅰ序孔(1、3、5),后施工Ⅱ序孔(2、4、6),相鄰孔噴漿時(shí)間間隔大于24h。(2)鉆孔傾斜情況鉆機(jī)就位后校正好鉆桿水平度及垂直度,為有利于成孔應(yīng)采用ρ≥1.2kg/cm3的泥漿護(hù)壁,并隨時(shí)檢查鉆孔偏斜情況。終鉆深度應(yīng)略大于設(shè)計(jì)深度并應(yīng)預(yù)留0.5m噴頭尺寸,以保證沉淀后噴射管能夠下放到設(shè)計(jì)深度。鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后停止鉆進(jìn),選用優(yōu)質(zhì)泥漿清洗成孔,然后提鉆。提鉆后將測(cè)斜儀下入井中進(jìn)行測(cè)斜,每間隔5m測(cè)斜1次,測(cè)得終孔孔斜率應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。若達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,應(yīng)重新掃孔處理,直到滿(mǎn)足要求為止。(3)噴射方向的確定和灌漿管的安裝高噴臺(tái)車(chē)就位、校正后首先應(yīng)進(jìn)行地面試噴,直觀檢查高噴系統(tǒng)的完好性。校核水、氣、漿三量是否合格,然后將噴管下入指定深度,校核好噴射方向。開(kāi)動(dòng)高壓泵、空壓機(jī)、泥漿泵進(jìn)行噴射灌漿作業(yè),隨時(shí)做好各項(xiàng)參數(shù)檢查、記錄,直至達(dá)到設(shè)計(jì)噴灌要求。噴灌滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求后,應(yīng)繼續(xù)提升50～70cm,然后先停止高壓泵、空壓機(jī),繼續(xù)灌入5～10min濃度漿液;灌漿管提出后,采用人工觀察間接灌漿的方法,直到孔內(nèi)漿面高度不再下沉穩(wěn)定后方可終止灌漿。最后進(jìn)行高噴臺(tái)車(chē)及管路沖洗,并作好廢漿液處理。7試驗(yàn)試驗(yàn)及開(kāi)挖檢驗(yàn)施工完成后,在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi),由監(jiān)理工程師任意指定位置做圍井試驗(yàn)(抽水試驗(yàn)、注水試驗(yàn)、開(kāi)