摘要： 廠區(qū)圍堰高壓旋噴防滲墻施工過程中遇到的問題及解決方法

關(guān)鍵詞：圍堰；高噴；防滲墻

1 概述

1.1工程概述

廠區(qū)圍堰采用高壓旋噴樁套接成墻，高壓旋噴防滲墻布置于護(hù)岸擋墻軸線上（軸線長度208m），噴射孔間距采用0.9m，共228個(gè)孔，單排孔布置，深度22~24.5m（深入基巖0.5m）選用“三重管法”旋噴注漿。鉆孔灌漿分Ⅰ、Ⅱ序進(jìn)行施工�？偣こ塘繛�5400m。平均每米單耗為458.42kg/m，防滲墻面積為4860㎡。

基本地層為：上部為人工回填粘土夾層厚約４～５m；下部為河床沖積層，含的塊石與漂石，厚度約為（5~7m），分布廣，粒徑不等，集中體現(xiàn)在2單元（46~58#孔，樁號(hào)為：0+062~0+074）；3單元（65~77#孔，樁號(hào)為：0+114~0+126）且部分地段含粒砂層，層厚2~3m；底部為灰紫色砂巖。

１.2設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)

（1）高噴防滲墻標(biāo)準(zhǔn)：有效墻厚0.8~1.0m,墻體連接處最小厚度不小于0.6m。

（2）防滲墻深度：要求墻下部深入基巖不小于0.5m。

（3）防滲墻排數(shù)及孔距：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用三重管法旋噴套接，防滲墻為單排，孔距0.9m，為保證墻體完整和連續(xù)性而需進(jìn)行生產(chǎn)性高噴試驗(yàn)，以保證高噴墻質(zhì)量和選用合理技術(shù)參數(shù)。

2施工參數(shù)確定及施工布置

2.1施工參數(shù)確定

根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行生產(chǎn)性試樁，采用參數(shù)為：空氣壓力為0.7Mpa，排量0.4～1.8m3/min，漿壓：18～22Mpa，水灰比1：1～1.5：1，進(jìn)漿比重：1.37～1.5g/cm3，排量60～160L/min，回漿比重應(yīng)大于：1.2～1.3g/cm3，提升速度：8～18cm/min，旋轉(zhuǎn)速度：7～10r/min，分次卸管注漿，搭接厚度≥30cm。試驗(yàn)施工高壓旋噴孔5個(gè)，累計(jì)鉆孔進(jìn)尺119.15m、旋噴119.15延米；開挖檢查30m³。旋噴水泥用量總計(jì)79.80噸，PVC管（鉆孔護(hù)壁）用量125m，水玻璃用量50kg，平均水泥用量669.7kg/m。

通過試驗(yàn)段試樁開挖檢驗(yàn)，樁體連接不好，成墻效果差。（原因?yàn)殚_挖檢查過早，水泥與砂石未能有效粘合，強(qiáng)度太低）。為保證墻體連續(xù)性采用后續(xù)補(bǔ)孔措施進(jìn)行補(bǔ)救，并將后續(xù)施工參數(shù)調(diào)整為：空氣壓力為0.6~0.8Mpa，排量0.8～1.2 m3/min，漿壓：18～22Mpa，水灰比1：1～1.5：1，進(jìn)漿比重：1.37～1.5g/cm3，排量60～160L/min，回漿比重應(yīng)大于：1.2～1.3g/cm3，提升速度：Ⅰ序（6~8）Ⅱ序（10~12）cm/min，旋轉(zhuǎn)速度：0.8~1.0V（V：提升速度）r/min，分次卸管注漿，搭接厚度≥30cm。

2.2施工布置

2.2.1水泥制漿站

高壓噴射灌漿施工采用集中制漿站供漿，根據(jù)地形條件，在黑水河上游右岸河邊適當(dāng)位置設(shè)置一個(gè)集中制漿站，制漿站面積約40m2。制漿站由水泥堆放平臺(tái)和高速攪拌機(jī)平臺(tái)組成，送入灌漿現(xiàn)場的低速攪拌機(jī)內(nèi)后采用SGB6-10型輸漿泵泵送入至噴射管內(nèi)進(jìn)行噴漿作業(yè)。管路采用Φ25CM鋼管。

2.2.2施工用風(fēng)、水、電

高壓噴射灌漿施工用風(fēng)采用移動(dòng)式電動(dòng)空壓機(jī)供風(fēng),供風(fēng)量約為20m3/h；

施工用水根據(jù)需要使用潛水泵直接從河道內(nèi)抽取，用水量約35m3/h；

施工用電，高峰期同時(shí)用電負(fù)荷約為382.5kvA（取0.8同時(shí)系數(shù)）。

1#變壓器： 容量1000kvA，負(fù)責(zé)供應(yīng)空壓機(jī)站180KW空壓機(jī)一臺(tái)、漿液制輸站、高噴灌漿工作面、泵站抽水及輔助作業(yè)等用電。

柴油發(fā)電機(jī)：容量400kvA，供應(yīng)空壓機(jī)站一臺(tái)200KW空壓機(jī)用電。

備注：當(dāng)主供電系統(tǒng)電壓過低或者電壓不穩(wěn)時(shí)，采用柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行臨時(shí)供電，以保證工程的連續(xù)性及工程質(zhì)量、進(jìn)度。

3機(jī)械設(shè)備及漿液材料

3.1機(jī)械設(shè)備

GYP-50型高噴機(jī)1臺(tái)，XPB-10高壓水泵1臺(tái)，SGY-80巖心鉆機(jī)2臺(tái)，6PQ潛水泵1臺(tái)，XPB-90E高壓水泵1臺(tái)，SGB6-10中壓灌漿泵1臺(tái)，20m3空壓機(jī)1臺(tái)，MZ-200履帶液壓潛孔鉆機(jī)1臺(tái)。

3.2漿液材料

（1）制漿：水泥采用標(biāo)號(hào)不低于32.5號(hào)硅酸鹽水泥，并符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》（GB175-1999）的規(guī)定，采用ZJ-400型高速攪拌機(jī)制漿。

（2）高噴灌漿漿液的水灰比1~1.5,為提高防滲性根據(jù)需要在孔口對(duì)正在進(jìn)行灌注的孔內(nèi)加入水玻璃。

（3）制漿材料的稱量采用質(zhì)量或體積計(jì)量法，其誤差不大于5%。

4施工工藝

4.1施工工序

（1）高噴防滲強(qiáng)施工采用分段作業(yè)，依次成墻。

（2）高噴防滲強(qiáng)各旋噴孔分序施工，套接成墻，自下游再上游，先Ⅰ序后Ⅱ序。分段包干，平行作業(yè)。

（3）單孔噴灌施工程序?yàn)椋悍艠?rarr;造孔→下噴具→噴射→提升→回灌→成樁→結(jié)束。

4.2施工方法

4.2.1鉆孔

（1）測量放樣：防滲墻施工平臺(tái)形成后，由測量人員準(zhǔn)確放樣，并在適當(dāng)位置布置控制點(diǎn)，進(jìn)行施工期的檢測校核，孔位中心允許偏差不大于5cm。

（2）鉆孔時(shí)先移機(jī)就位，用水平尺校準(zhǔn)機(jī)身，控制孔位偏差不大于5 cm，確保鉆孔偏斜率不大于1%。

（3）由于工程地質(zhì)條件復(fù)雜，采用MZ-200履帶液壓潛孔鉆機(jī)以及MGY-80鉆機(jī)鉆孔潛孔偏心錘跟管鉆進(jìn)造孔，孔徑150mm，下￠146mm套管跟進(jìn)，在孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)下入特制PVC管護(hù)壁直至孔底，（PVC管要求脆性較好）然后起拔套管。

4.2.2噴漿

（1）鉆孔結(jié)束后，將噴射機(jī)移至成孔處，先進(jìn)行地面試噴，檢查各項(xiàng)工藝參數(shù)符合要求后下管，待現(xiàn)場技術(shù)人員認(rèn)可后方可噴射施工，噴射過程中如遇到特殊情況，如噴嘴堵塞等，應(yīng)將管提出地面進(jìn)行處理后再進(jìn)行施工。

（2）制漿：水泥采用標(biāo)號(hào)不低于32.5號(hào)硅酸鹽水泥，采用ZJ-400型高速攪拌機(jī)制漿，如需摻加外加劑時(shí)，漿液配比將通過試驗(yàn)后確定。

制漿過程中應(yīng)隨時(shí)測量漿液密度，工作結(jié)束后，統(tǒng)計(jì)該孔的材料用量，漿液制備采用無受蝕水源，確保漿液質(zhì)量。

（3）噴射提升：噴射管下至設(shè)計(jì)深度，開始送入符合要求的氣、漿，待注入漿液冒出孔口后，按設(shè)計(jì)的提升、旋轉(zhuǎn)、攪動(dòng)速度，自下而上邊轉(zhuǎn)動(dòng)噴射邊提升，直至設(shè)計(jì)終噴高程停噴。

噴射過程中，技術(shù)人員應(yīng)隨時(shí)檢查各環(huán)節(jié)的運(yùn)行情況，并根據(jù)具體情況采取下列措施：

①接、卸、換管要快，防止塌孔和堵咀。

②噴射因故障中斷應(yīng)酌情處理，因機(jī)械故障要盡力縮短中斷時(shí)間，及早恢復(fù)噴射灌漿，如中斷時(shí)間超過1小時(shí)，要采取補(bǔ)救措施，恢復(fù)噴射時(shí)，噴管要多下0.5～1.0m，保證凝結(jié)體的連續(xù)性。

（4）回灌：高噴注漿完成后，由于漿液的析水作用，一般固結(jié)體均有不同程度的收縮，使固結(jié)體頂部出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，故應(yīng)在完成注漿后，停滯一定時(shí)間，根據(jù)漿液回落情況直至漿面不再下沉為止，回灌漿液一般采用鄰孔高噴冒漿自流充填。

4.2.3高噴灌漿施工要點(diǎn)

高壓噴射灌漿施工時(shí)應(yīng)注意如下情況：

（1）圍堰填筑的高度和寬度，填筑材料的級(jí)配和壓實(shí)度均應(yīng)認(rèn)真規(guī)劃，以滿足灌漿施工的客觀要求。

（2）管路、旋轉(zhuǎn)活接頭和噴嘴等必須擰緊，達(dá)到安全密封；水泥漿液、高壓水和壓縮空氣各管路系統(tǒng)均應(yīng)不堵不漏不串。設(shè)備系統(tǒng)安裝后，必須經(jīng)過運(yùn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力要達(dá)到工作壓力的 1.5～2.0 倍。

（3）臺(tái)車安放應(yīng)保持水平，噴管的允許斜度不得大于 1.5%。

（4）噴管進(jìn)入預(yù)定深度后應(yīng)先進(jìn)行試噴，待達(dá)到預(yù)定壓力、流量后，再提升擺噴。中途發(fā)生故障，應(yīng)立即停止提升和噴射，以防止樁體中斷。同時(shí)進(jìn)行檢查，盡快排除故障恢復(fù)注漿并做好詳細(xì)記錄。高噴灌漿因故中斷恢復(fù)施工時(shí)，要將噴射管頭下入中斷處以下 30cm，采取重疊搭接噴射處理后，方可繼續(xù)向上提升噴射注漿，停機(jī)時(shí)間超過 3h時(shí)，要對(duì)泵體及輸漿管路進(jìn)行清洗后方可繼續(xù)施工。

（5）高噴水泥漿液必須嚴(yán)格過濾，防止水泥結(jié)塊和雜物堵塞噴嘴及管路。

（6）高噴結(jié)束后要連續(xù)將冒漿回灌至孔內(nèi)，直到漿液面穩(wěn)定為止，在黏土層或淤泥層內(nèi)進(jìn)行噴射時(shí)，不得將冒漿回灌至孔內(nèi)。每次施工完畢后，必須立即用清水沖洗噴射機(jī)具和管路，檢查磨損情況，如有損壞零部件應(yīng)及時(shí)更換。

（7）高壓噴射作業(yè)過程中，應(yīng)經(jīng)常測試水泥漿液密度。漿液水灰比為 1：1時(shí)，其相應(yīng)漿液密度為 1.5g/cm3 ，當(dāng)施工中漿液密度超出上述指標(biāo)時(shí)，應(yīng)立即停止噴注，并調(diào)整至上述正常范圍后，方可繼續(xù)噴射。

（8）噴射過程中，按設(shè)計(jì)文件要求或監(jiān)理人指示經(jīng)常檢查、調(diào)整高壓水泵或低壓灌漿泵的壓力，漿液流量、空壓機(jī)風(fēng)壓和風(fēng)量，旋轉(zhuǎn)和提升速度以及實(shí)際的漿液耗用量。當(dāng)冒漿量超過 20%或完全不冒漿時(shí)，則在漿液中加入速凝劑，縮短固結(jié)時(shí)間，使?jié){液在一定地層范圍內(nèi)凝固，同時(shí)增大注漿量，減慢提升速度或進(jìn)行靜噴，直至正常為止。

（9）若冒漿過大，采取提高噴射壓力，加快提升速度，但應(yīng)經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理人批準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)冒出地面的漿液進(jìn)行過濾，沉淀去雜質(zhì)，再回收利用。

4.2.4特殊情況處理措施

（1）在噴射過程中，因停電或噴嘴堵塞等分原因造成的噴灌中斷，盡快排除故障，并復(fù)噴0.3~0.5cm。

（2）孔內(nèi)嚴(yán)重漏漿需降低噴管提升速度或停止提升靜噴30min，摻加速凝劑，加大漿液密度或灌注水泥砂漿、水泥粘土漿，向孔口沖填砂、土料，如上述方法無效，則報(bào)告監(jiān)理人采用間歇處理。

（3）在噴射過程中，噴射流遇大塊石層或大卵石層，在正常旋噴的情況下，并在塊體另一端的兩側(cè)（或一側(cè)，依鉆孔情況而定）補(bǔ)增噴灌孔以確保搭接，或者調(diào)整鄰孔孔距以及相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行處理。

5施工中遇到的主要問題

5.1鉆孔

（1）遇有塊石后漂石時(shí)，集中體現(xiàn)在2單元（46~58#孔，樁號(hào)為：0+062~0+074）；3單元（65~77#孔，樁號(hào)為：0+114~0+126）鉆進(jìn)十分困難，平均進(jìn)尺為1.2m/d，且消耗材料多，采用直捶鉆進(jìn)，偏心錘掃孔鉆進(jìn)速度稍有提高。

（2）在砂卵石層中經(jīng)常出現(xiàn)卡錘的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)偏心錘回返不出就必須連同套管一起拔出，重新造孔，造成大量重復(fù)工作。通過更換管靴和偏心錘此問題才得以緩解。

5.2噴漿

（1）孔口返漿反常，返漿量小于進(jìn)漿量的20%或者不返漿，或反漿密度小于1.2g/cm3，密度過小或者不返漿，慢速提升或加入水玻璃。過大可采用提高噴射壓力，適當(dāng)加快提升。

（2）為防止噴嘴堵塞，采用下管低壓噴水或者氣的方式，也可用膠布纏住噴嘴下管。

6結(jié)語

（1）工程完工后檢測墻體0.8~1.1m，抗壓強(qiáng)度達(dá)到6mpa,,抗壓強(qiáng)度達(dá)到75kn，達(dá)到了質(zhì)量要求。后期開挖樁體搭接好，防滲效果很好，使后續(xù)工程得以順利進(jìn)行。