高压喷射灌浆防渗墙技术

1、高压喷射灌浆防渗墙技术高压喷射灌浆防渗墙技术在抚东大堤除险加固工程中的应用 1工程概况江西省鄱阳湖区二期防洪工程抚东大堤除险加固工程位于江西 省进贤县西南部、抚河下游东岸，与抚西大堤、中洲联圩隔河相 望，圩堤南起柴埠口，经焦石、李家渡、温家圳、梁家渡、北止 架桥乡谭家村北；堤线全长51.68km，圩堤保护耕地12.53x104 亩，保护人口 15.78x104人，圩区内还有浙赣铁路复线、316和 320国道、温家圳国家粮库等重要设施。圩堤加固前，局部堤段堤基渗漏严重，历年汛期堤内均发生翻砂 涌水等严重险情，直接威胁到大堤安全。针对堤基渗漏险情，根 据地形、地质条件、水头等情况；对地质条件复杂、

2、压浸拆迁占 地大的堤段，则采用高压喷射灌浆防渗墙的垂直防渗处理方案， 其中桩号27+97028+560堤段，堤基上部粘土缺失，堤身填土 直接座落在砾砂层上，砾砂层在堤内地表出露，堤基砾砂层厚 9.3m，下伏基岩为第三系粉砂岩。此堤段高压喷射灌浆防渗墙 处理长度590m，本工程由江西省水利规划设计院设计，江西省 南昌市水利建筑公司施工承建。设计时根据桩号 27+97028+560堤段无滩地的实际情况，高压喷射灌浆孔轴线 布置距堤顶外边线内侧2.0m,钻孔孔距2.0m，防渗墙顶部伸入 堤身壤土层不小于1.0m，底部插入基岩深度不小于1.0m。 高压喷射灌浆采用三重管喷射工艺。分两序施工，两序喷灌间

3、隔 时间为7d,经过对部分开挖连接墙段的观察和分析，当第1序墙 体的强度不够而切割时，由于墙体固有的不均匀和第2序喷射时 穿透能力以及灌填饱和程度的限制，将附近第1序墙体冲散而第 2序灌填不饱满等原因形成防渗的弱点，甚至空洞，当第1序墙 体有足够的强度（1序喷灌7d后），在进行2序喷灌连接时，这 样连接防渗效果好。高压喷射灌浆的施工机具由高压发生装置、钻机、特种钻杆和高 压管路四部分组成。主要包括：钻机、高压泵、空气压缩机、注 浆管、喷嘴、流量计、输浆机、制浆机。施工时在本工程设计桩号内，先确定施工轴线，将整个堤段分为 两段，同时进行施工，按单排孔布置，并按设计的孔距将孔位先 定好，施工艺流程

4、见附图所示，步骤说明如下：（1）进行场地平整，挖好排浆沟，做好钻机定位，要求安放水 平，钻杆保持垂直，且确保钻孔倾斜率不超过0.3%。（2）钻孔定位后，利用特种钻杆在设计孔位钻孔利用原浆固壁 止设计高程，设计孔位与实施孔位的偏差应小于5cm。（3）下三重管喷射，在地面上进行水、气试喷后下管止设计深 度，调整喷射轴线方向呈折线型（折线的轴线与高喷灌浆钻孔的 轴线的夹角为15）。（4）高压喷射灌浆前的准备，主要确保水泥浆充分搅拌和控制好 浆液比重、水灰比等。（5）高压喷射灌浆：严格按施工技术要求来操作，用虹技术 参数来控制灌浆质量。（6）拔套管，高压喷射灌浆结束后，拔出套管。（7）回灌，喷射完毕后

5、，由于水泥浆固结收缩，出现孔口下沉， 对已喷孔进行静压灌浆，直到浆面不下沉为止。（8）再进行下一孔的施工。施工前进行室内配方和现场试验，室内试验确定浆液的配比和喷 射注浆后固结体的强度，现场试验确定施工工艺参数、注浆固结 体强度和墙体抗渗指标等。施工钻孔过程中，要注意到各层的地 质变化情况，及时调整高喷灌浆施工技术参数。3防渗墙墙体质量控制3.1使用的材料的技术参数本工程的高压喷射注浆的主要材料是水泥，设计要求采用普通硅 酸盐水泥或硅酸盐水泥，水泥强度等级不低于32.5,灌浆所用 的水泥应保持新鲜无受潮结块，其细度为0.080mm方孔筛余量 不大于5%，水泥出库使用前应对其质量作鉴定，合格后方

6、可使 用。搅拌水泥浆所水，应符合混凝土拌合用水标准JGJ63-89 的规定。水泥浆由制浆机搅拌而成，水灰比1.01.5,搅拌时间 不小于2min,超过4h的水泥浆作为废料处理，不得用于高喷灌 浆。3.2主要施工技术参数 高压喷射灌浆施工参数的确定是防渗墙成墙质量的重要环节，严 格按照规范操作和高喷灌浆施工技术参数进行施工，是确保施工 施工的关键，施工主要技术参数由室内配方和现场试验决定，本 工程施工主要技术参数如下：（1）高喷灌浆的孔距为2.0m,高喷灌浆的成墙厚度不小于10cm;（2）防渗墙钻孔为垂直孔，其偏斜应小于0.3%；（3）高喷灌浆孔位与设计孔位偏差应小于5cm;（4）高喷灌浆的形式

7、为摆喷，摆角15；（5）提升速度：提升速度的快慢直接影响浆液用量，提升速度 过快，则墙后不稳定、易产生空洞，且切割半径不符合要求，会 造成防渗墙 搭接处产生薄弱环节。提升速度太慢，则冒浆量过 大，造成水泥浪费，因此需根据灌浆试验确定不同土层的提升速 度。本工程基岩层的提升速度为8cm/min，砾砂层的提升速度为 6cm/min，壤土层的提升速度为12cm/min。（6）高喷灌浆的水压为2535MPa,流量为80L/min;空气压力为 0.50.7MPa，风量为 1.12.0m3/min;水泥浆压力为 0.810Mpa, 流量为80L/min。（7）注浆水泥浆比重控制在1.61.7g/cm3,回

8、浆比重控制在 1.2g/cm3。3.3工程中异常情况的处理本工程地质情况复杂，钻进过程中，孔口不返浆；堤身孔二，高压定喷栽渗墙施工高压定喷截渗墙总茨度约180m：深度约8m,墙厚0. 2叭共计1432萨，根据 截渗墙施工特点及工程数量，本次施工采用一台高压灌浆车施工.1.施工准备(1 )场地整理及放线施工前对场地进行整平，用经纬仪测出截渗堵轴线，并在钻乳位置上 设置控制桩，经监理工程师复核无误后方能施工。确定最优定喷孔距及定喷系数施工前，在闸右岸滩地上布置7个钻孔试喷，形成不同间距的墙体，本工程初步选定施工参数如下：孔距：1.4-1.8m：高压水压力30。一320睫/cm%浆量75L/min;

9、压缩空气压力7-8Kg/cm3,流量为炒/h;输送浆液压力4Kg/cm2,浆量80L/ain,浆液的水灰比。,7,进浆比重1一6-1.8g/cm3,灰浆比重不小于1. 25g/cia3;提升速度lOcm/fflin;摆喷角度按30度掌握，即左右各摆15度，以上参数需根据实验情况进行修改。2 6.2.戒工设备根据本工程的工作量进度安排，计划配备一套施工设.备，详见下表序号设备名称规格及型号单位数量1.高压灌架台车液压台车台12高压水泵3DZ-S50台13空气压缩机P-Q. SPnia台14灌桨机WJG&O台15淮桨泵HB80台16钻机XY-2台11其它附属设备套12.6. 3.施工工艺及方法高压

10、摆喷成墙属于多种机械联合作业，各环节必须密切配合，才能保 证施工质量，其.L艺流程如F图：机身水平、主轴垂直，垫乎、垫牢机架，经验测后，方可开钻钻孔前测 量孔口高程并核对孔号和孔序：钻进过程中必须随时注意观察钻机的工作 情况，发现钻机倾斜，必须停钻调平后再钻。钻进过程中，必须保证钻孔的垂直度：利用测斜装置随时对钻孔进行倾 斜测量，以便及附发现，及时纠正，确保孔的倾斜度小于1%的要求. 钻孔过程中对石层厚度应有详细记录，并对所有地层变化、颗粒大小、硬 度等情况详细记录,钻孔结束后，由值班人员对造孔质量进行全面检查， 包括孔位、孔号、孔深、孔径.孔斜度，检查合格并经监理工程师验收后 ,方可移动钻机

11、进行下一孔的钻进工作。下喷射管：将喷设架移至成孔处，首先进行地面水气喷射，检验各项工艺参数符合设治要求后下管.为防止水、气喷嘴堵塞，可用胶布包 扎，桨嘴可边送栗边下管，待下管深度达到设计要求，经技术人员检查合 格后方可喷射施工，下管过程中如迂到特殊情况，如水压过高、喷嘴堵塞 等，应立即停止下管，将喷浆管提出地面，处理完毕后再工作.制桨：按选定的配比参数搅拌浆液，如制浆系统在喷射过程中出 现故障，应立即通知喷射人员停止喷浆.制浆过程中要随时测量浆液比重 ，如桨液比重偏低，应立即加大水泥用量，工作结束后要统计该孔的材料 用量，并核实是否达到设计要求。喷射提升：当喷射管下至设计深度时，开始送入符合要

12、求的水， 气、浆，待注入浆液冒出孔口后，按设蒲的提?h及摆动速度，由下而上 边喷射、边摆动、边提升，直到设计的终喷高度停喷，提出喷浆管.喷射 过程中，值班技术人员应随时检查上述各环节的运行状态，并根据具体情 况采取下列措施：接、却换管时要迅速，旅止塌孔和堵嘴，喷射过程中漏浆量过大或过小均属不正常，应及时分析原因，予以处理。若系地层中有较大空隙可灌 注粘土浆或加细砂，待填满空隙后,再继续正常喷射，冒浆量过大，通常 是有效喷射范围与注浆量不相适应有关，可通过提高喷射压力适当加快提 升速度等方法解决,喷射若因故中断，视情况而异采取以下措施：以如因机械故障，要尽力缩短中断时间，及早恢复灌浆”如如中断时间超过3。分钟，则应将孔内水泥浆清除出来，置还成粘土c、恢复啧射时，喷射管要多下50cm以上，保证凝结体的连续性。回灌：啧射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，回灌时 间不超过30分钟，直至浆液面不下沉为止.冲洗喷射完毕后，应及时将各种管路冲洗干净，不得留有残渣， 以防堵塞特别是桨系统要连续冲洗,直到管路中出现清水为止再移动喷 射架进行下孔的喷射。2.6. 4,质量检查裁渗墙为隐蔽工程，加强自检是保证工程质量的关键，本工程施工计划设 置三级