高压摆喷灌浆在高喷防渗墙中的应用

高压摆喷灌浆在高喷防渗墙中的应用

1砂质砂坝驳岸马龙县松溪水库水库高20米，水库长360米，水库宽6.5米。坝体为均质土坝,含少量砂砾质。河槽为冲洪积层,厚0.5～3.0m,主要是砂砾石。底部基岩为砂页岩,上部风化强烈,厚0～0.5m。由于大坝渗漏,拟对大坝进行防渗处理。根据设计要求和施工条件,现场试验场地选择在大坝桩号K0+70.5～K0+80.5位置。2高压喷雾工程试验2.1喷孔及摆喷试验孔布置选择四边形围井试验平台,对大坝具有代表性。围井试验孔平面布置见图1。在试验场地上布置5个喷射孔,5个孔围成一个四边形围井。5个摆喷试验孔按设计孔距、喷射压力、提升速度等进行组合,分三序进行摆喷试验。摆喷试验结束14天后挖井检查。图中,S1和S2为Ⅰ序孔,S3和S4为Ⅱ序孔,S5为Ⅲ序孔。2.2表1显示了测试参数的测试参数2.3s1和s1孔S1孔孔深13.5m,入岩深度1.0m,选用参数:摆角20°,提升速度12cm/min,摆速10次/min;浆压0.6MPa,浆液流量65L/min,进浆密度1.55g/cm3,回浆密度1.22g/cm3;水压力35MPa,水流量70L/min;空气压力0.7MPa,流量1.0m3/min。从开挖情况看,形成连续的防渗墙,且搭接较好,充填密实,喷射长度为75～90cm,有效长度为80cm。S2孔深13.0m,入岩深度1.5m。选用参数:摆角20°,提升速度14cm/min,摆速12次/min;浆压0.7MPa,浆液流量75L/min,进浆密度1.55g/cm3,回浆密度1.25g/cm3;水压力38MPa,水流量80L/min;空气压力0.8MPa,流量1.2m3/min。从开挖情况看,形成连续的防渗墙,且搭接较好,充填密实,喷射长度为75～80cm,有效长度为75cm。S3和S4孔,孔深分别为16.5m和17.0m。选用参数相同:摆角20°,提升速度10cm/min,摆速8次/min;浆压0.5MPa,浆液流量60L/min,进浆密度1.54g/cm3,回浆密度1.23g/cm3;水压力33MPa,水流量65L/min;空气压力0.6MPa,流量0.8m3/min。从开挖情况看,形成连续的防渗墙,且搭接较好,充填密实,喷射长度为75～85cm,有效长度为75cm。S5孔孔深16.0m,选用参数与S2相同,从开挖情况看,效果基本与S2孔相同。水泥耗量:S1为444kg/m,另外4孔为450～471kg/m。2.4施工质量及提升速度通过四边形围井试验的成果可以看出,S1孔的防渗效果更好,质量更能保证,节约投资,达到设计意图,满足设计要求的不大于1×10-6cm/s的渗透系数。选择S1孔试验成果作为施工生产参数。a.大坝高喷防渗孔距按1.5m,分两序孔施工。b.水压:35MPa,水量:70L/min。c.气压:0.7MPa,气量:1000L/min。d.浆压:0.6MPa,浆量:65L/min,浆液浓度1.55g/cm3,回浆浓度1.22g/cm3。e.提升速度:坝土:12cm/min,砂砾石层:10cm/min;摆喷角度:20°;摆动速度:8～10次/min。3高压喷射施工3.1施工过程高压摆喷灌浆分两序施工,先Ⅰ序孔,后Ⅱ序孔,其工艺流程见图2。3.2砂卵层钻孔高压摆喷灌浆帷幕线位于坝轴线,孔距按1.5m钻孔,孔径110mm,钻孔需要穿越砂卵石层以下3m,选择XU—150型钻机,孔位偏差小于2cm,钻孔孔斜率不大于1.0%。3.3采用摆喷防渗墙坝土与河床基岩之间的连接、分段施工时先后施工墙体的有效连接、水压力、提升速度、浆液浓度等施工参数,将影响防渗墙的有效连接,是控制工程质量的关键因素。只有严格控制上述连接部位和施工参数,才能确保墙体有效连接。对于因分段施工而造成的先后相邻的一个后序高喷孔,可采用适当提高喷射水压力、降低提升速度、复喷等措施,使前后不同时期的高喷凝结体形成“焊接式”连接。对于防渗墙上与黏土心墙、下与基岩面的结合,采取下列措施:在这些部位降低摆喷提升速度;提高喷射水压力;复喷。上述措施可采用其中之一或联合采用。由于摆喷防渗墙是采用折线连接相邻两个孔的喷射方向,这就决定了防渗墙的整体连续效果。因此每个孔在高喷作业前的插管工序前,在地面上应首先对准好喷射方向,并控制在摆幅范围内,使开始对孔的喷射方向居中,这样可保证高喷切割地层方向正确,墙体连接可靠。3.4提高封孔质量高喷结束后若不认真封填好钻孔,将给大坝留下隐患,为此,封孔质量尤为重要。为解决有浆液析水而出现的浆体收缩现象,以及拔出喷杆体孔内浆液面下降的问题,当喷射结束后,应在喷射孔内进行静压充填灌浆,直至孔口液面不下降为止。3.5复喷、扫孔在高喷灌浆施工中因停电、浆管破裂或机械故障引起作业中断时,首先应尽快排除故障,恢复作业,且恢复灌浆时,均按照规范要求复喷0.5m以上,以保证高喷防渗墙的连续性;如果处理时间过长(作业时间超过4h),考虑到制浆站和孔内浆液停置时间过长,可能造成浆液质量发生变化,胶结凝固性能变差,影响高喷防渗墙成墙质量,故对制浆站浆液作废弃处理,高喷孔则作待凝后扫孔重喷处理。对施工过程中发生的坝体冒浆等现象,采用加浓浆液、降低提升速度、低压浓浆减速喷灌等方法进行处理。4综合渗透系数k高喷防渗墙成墙后,采用围井开挖检查、围井注水试验检查和土层搭接部位钻孔取芯等方法进行检查。从现场检查孔看:防渗墙的综合渗透系数K值为6.2×10-7cm/s,说明防渗墙整体防渗效果满足设计要求的渗透