高压喷射灌浆施工技术课件

高压喷射灌浆施工技术软基处理施工技术主要内容概述喷射形式及分类高喷墙的结构形式施工工艺安全措施工程实例一、概述定义：高压喷射灌浆技术是用钻机在地层中造孔，将带有喷头的喷射管下至孔内预定位置，用高压泵形成的高压水或高压浆液形成高速喷射流束，冲击、切割、破碎地层土体，并以水泥基质浆液充填、掺混其中，改变原地层的结构和组成，形成桩柱或板墙状的凝结体，用以提高地基防渗或承载能力的一种技术措施。根据工程需要和坏同地质条件，可采用不同的喷射方式，可分为：旋喷、摆喷和定摆三种。每种方式可采用：单管法、双管法、三管法、多管法等。二、高压喷射灌浆的形式及分类旋喷：使喷射管做旋转、提升运动，在地层中形成圆柱形桩体的高喷灌浆方法。摆喷：使喷射管做一定角度的摆动和提升运动，在地层中形成扇形断面的桩柱体的高喷灌浆方法。定喷：使喷射管向某一方向定向喷射，同时提升，在地层中形成一道薄板墙的高喷灌浆方法。双管法：喷射管为二重管或二列管，喷射介质为水泥基质浆液和压缩空气，或水和水泥基质浆液的高喷灌浆方法。二列管二重管气浆单管法：喷射管为单一管路，喷射介质仅为水泥基质浆液的高喷灌浆方法。两管法喷射装置三管法：喷射管为三重管或三列管，喷射介质为水、水泥质浆液和压缩空气的高喷灌浆方法。三列管三重管浆气水三管法喷射装置新三管法：由我公司在三峡二期围堰施工中首创，与普通三管法相比，新三管法高压旋喷工艺增加了一套高压泵，形成“水、浆双高”喷射系统，从而实现了对地层的二次切割，增加了高喷墙体的厚度。而后者是将浆液通过低压灌入地层。复合三管法：与新三管法相比，将高压水换成了高压浆，形成双高浆液系统，实现了对地层的二次切割，增加了高喷墙体的厚度。适用地层：高喷灌浆技术于20世纪70年代引进我国，80年代在水利水电工程中推广应用。该项技术主要适用于粒径在50mm以下的软土、砂层及砂砾石地层，具有施工速度快、造价低的特点。在粒径在50～200mm的砂卵石地层可通过采用特殊工艺（预注浆、灌膏浆）来达到效果，但一般投入成本大（湘航三期）。

在水利水电建设中，高喷灌浆广泛应用于坝基及堤基防渗、围堰及基坝防冲等工程中。对含有较多粒径200mm以上的漂石或块石的地层或无充填物的架空地层中使用时，由于从喷嘴喷出的高压喷射流无法对地层产生切割和搅动，无法改变地层结构，因而仅相当于静压灌浆。同时浆液在架空层中也无附着物，难以立足，尤其在水流较快的块石架空层集中的部位使用时，往往造成浆液大量（几乎全部）流失而无法取得预期效果。三、高喷墙的结构形式及适用地层旋喷墙形式（套接）：凝结体为柱体状（旋喷桩）摆喷墙形式，凝固体似哑铃状，亦称板墙（对接）：摆喷墙形式（折接）：定喷墙形式（薄板墙）（折接）：各种高喷墙形式的适用地层：四、施工工艺1、施工准备工作：先导孔：探明地质情况、基岩面。一般是利用部分高喷孔。选择施工设备：钻机、高压水泵、灌浆泵、空压机等现场布置：水、电、制浆系统，排浆沟、其它临建设施3、施工顺序：4、钻孔（1）目前较多采用的钻孔方法为跟管钻进。即冲击器配偏心钻头、套管跟进钻进。孔径一般不小于110mm。（2）或采用地质钻机回转钻进，泥浆护壁。（3）旋转振动钻进（4）射水法钻进（5）钻喷一体机钻孔质量控制要点孔位（非常关键）孔斜（非常关键）孔深（非常关键）5、下喷杆（1）采用套管跟管钻进时，主要有两种方法：一是终孔后取出钻杆，下入喷杆后拔出套管二是终孔后取出钻杆，向孔内注入护壁泥浆或下入PVC管护壁。（2）采用泥浆护壁钻孔的终孔后直接下入喷杆。（3）旋转振动钻进和射水法钻进时直接利用钻杆作为喷杆。（4）下喷管前，进行地面试喷，检查机械及管路运行情况，并调准喷射方式和摆动角度。（5）一般利用卷扬机提起喷杆，使喷头通过井口对准孔位中心，将喷杆放入孔内直至孔底。为防止下杆过程中泥砂砾堵塞喷嘴，采用胶带包扎的方法将喷嘴贴住。6、喷射（质量控制关键工序）喷射管下到设计深度后，先送高压水，再送水泥浆和压缩空气，气静喷1至3分钟，等灌入浆液冒出后，按预先定好的提升、旋喷或摆动角度，自下而上进行喷射作业。喷射过程中必须时刻注意检查流量、压力、气量以及旋转、摆动、提升速度等参数是否符合要求，并及时做好记录。参数及条件单管法双管法三管法水压力MPa35～40流量L/min70～80气压力MPa0.6～0.80.6～0.8流量m3/min0.8～1.20.8～1.2浆压力MPa25～4025～400.2～1.0流量L/min70～10070～10060～80密度g/cm31.4～1.51.41.51.5～1.7孔口回浆密度g/cm3不小于1.3不小于1.3不小于1.2旋转速度r/min6～8摆角粉土、砂土层：15°～30°；砾石、卵碎石：30°～90°提升速度（cm/min）（依据规范及技术要求）：

粉土层：10～20

砂土层：10～25

砾石层：8～15

卵（碎）石层：5～10

根据选取的工艺和地层的不同，提升速度会差异较大，在现场一般以回浆在20%左右控制。7、冲洗管路当喷射管提升到设计标高后，喷射完毕，及时将各管路冲洗干净，机内、管内不得残存水泥浆，以防堵塞。通常的方法是喷射完毕后，把浆换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵及喷管内的浆液全部排出，直至出现清水为止。8、孔口回灌（质量控制关键工序）喷射结束后，由于高喷体内浆液会进一步扩散进入周边地层中，以及浆液凝固析水的影响，高喷凝固体顶部会出现凹陷，应随即在喷射孔内进行充填灌浆，直至孔口浆液不再下沉。9、特殊情况处理（质量控制关键工序）（1）钻孔过程中，若遇有大块石集中带或漏水量大的地段，在喷射灌浆之前，先回填有级配的砾石、砂、粘土，使该地层的大孔隙减少，在灌注稳定性浆液或水泥砂浆至不吸浆后，再进行水泥浆喷射。（2）喷射中断在喷射过程中，因故中断，中断时间超过30分钟，准确记录中断位置，复喷时，将喷杆下入中断处以下30～50cm复喷搭接，如喷杆下不到位，采取扫孔再喷射的措施。喷射过程中，发现喷嘴被堵等现象时，立即取出喷具，处理畅通后，将喷具插入已喷段内30～50cm进行重新喷射。停机超过3h，对泵体输浆管路进行清洗后方可继续施工。（3）若冒浆过大，采取提高喷射压力，加快提升速度，但应经现场监理工程师批准，同时对冒出地面的浆液进行过滤、沉淀除去杂质，再予以回收利用。（4）因孔内事故，须重新钻孔喷射时，重钻孔开孔前通知监理工程师确定新孔位，保证相临喷孔搭接良好。（5）在地层交界处和大块石、漂石的上下方停止提升，静喷2～3min，并根据返浆情况对提升速度做适当调整。（6）在块石、漂石等架空地层中喷射灌浆时采取以下措施：1）下喷具前对PVC花管护壁的钻孔进行预注浆。2）喷具停止提升，静压注浆，使架空地层全部充填密实，孔口返浆符合要求后才能恢复喷具提升。3）降低喷射水压和风压，加浓浆液，增大供浆量，孔口掺砂、掺加速凝剂等措施。五、目前围堰防渗高喷灌浆施工中的几个问题1、受前期工期延误的影响，无限压缩高喷灌浆工期2、防渗轴线范围的填筑料和填筑工艺不要求实施，认为反正还要进行高喷灌浆，可以马虎一些。或受工期或受施工条件影响，填筑不合要求，造成高喷灌浆施工难度增大、成本增加，甚至被迫改变工艺。彭水围堰大块石架空严重长沙枢纽三期围堰未经压实的堆