可控?cái)D入復(fù)合膏漿高壓脈動(dòng)灌漿技術(shù)在南水北調(diào)中線砂卵石地層地基防滲處理中的應(yīng)用

何競(jìng)學(xué)HE Jing-xue

（中國(guó)水利水電第五工程局有限公司，成都610066）（SINOHYDRO Bureau 5 Co.，Ltd.，Chengdu 610066，China）

0 引言

在施工期，南水北調(diào)中線某段的實(shí)測(cè)水位比渠道底板高程高4-4.6m，因此，施工期施工必須進(jìn)行降水。透水性很強(qiáng)是該渠道最明顯的特性，因此，施工期面臨強(qiáng)排降水量多以及降水難度大的困難。此外，降水還會(huì)對(duì)沿線村莊居民的生產(chǎn)生活用水產(chǎn)生一定的影響，因此，我們要采用帷幕防滲工藝對(duì)渠道基礎(chǔ)進(jìn)行處理。

1 可控?cái)D入復(fù)合膏漿高壓脈動(dòng)灌漿技術(shù)介紹

1.1 可控?cái)D入復(fù)合膏漿高壓脈動(dòng)灌漿技術(shù) 此技術(shù)采用全液壓無(wú)級(jí)調(diào)速高壓脈動(dòng)灌漿泵利用漿液的可控凝結(jié)及時(shí)變性并借助脈動(dòng)瞬間高壓將漿液擠入裂縫。此功法之所以能夠快速地在松散強(qiáng)透水的底層形成具有防滲效果較好的均勻連續(xù)幕體，那是由于其除了能夠有效控制漿液的擴(kuò)散范圍外，還能夠保證漿液能夠填滿鉆孔周?chē)目紫丁?/p>

1.2 灌漿機(jī)理 與其他灌漿方法相比，此工法之所以能夠促使被灌漿液形成一個(gè)完整的漿土混合堵水體或幕體，是因?yàn)槠湓?.5-5MPa 的壓力下將具有粘時(shí)變流體性質(zhì)的漿液擠入孔隙，從而將孔隙中的水或空氣置換出來(lái)。

2 可控?cái)D入復(fù)合膏漿高壓脈動(dòng)灌漿施工工藝

2.1 灌漿材料及制漿工藝 ①水泥：同力牌P.O 42.5普通硅酸鹽袋裝水泥。②粘土：根據(jù)實(shí)際情況本項(xiàng)目在制備粘土膏漿的時(shí)候采用粘土。由于檢測(cè)發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)微酸性的漿液會(huì)影響漿液性能，為了改善性能從而在配置過(guò)程中加入少量的氫氧化鈉。③水：經(jīng)水質(zhì)檢查，地下水就符合灌漿用水的要求。④外加劑：由于冬季施工粘土水泥漿的早期強(qiáng)度過(guò)低從而添加了早強(qiáng)型結(jié)構(gòu)劑以增加早期強(qiáng)度，同時(shí)加入早凝型結(jié)構(gòu)劑降低漿液的速度。⑤改性劑：為了使?jié){材基本不發(fā)生析水以及能夠控制漿材的凝固時(shí)間，必須降低漿材的流動(dòng)度，因此，需要添加改性劑。

表1 漿材配比表

2.2 灌漿設(shè)備 所采用的主要灌漿設(shè)備如表2 所示。

表2 灌漿設(shè)備表

2.3 施工方案布置 此方案為雙排兩序施工，排距1.0m 以及孔距2.5m，成梅花型錯(cuò)位布置。其施工原則為：帷幕灌漿采用分排分序依次加密的原則進(jìn)行，未開(kāi)挖渠道雙排孔先施工外側(cè)排再施工內(nèi)側(cè)排；已開(kāi)挖基本成型渠道雙排孔先施工內(nèi)側(cè)排再施工外側(cè)排。每排分兩序，先施工I序，再施工II 序。

孔深控制深入巖層（泥灰?guī)r或粘土巖）內(nèi)0.5m；灌漿頂部進(jìn)入壤土層內(nèi)1.0m，底部深入巖層（泥灰?guī)r或粘土巖）0.5m。

2.4 施工工藝

2.4.1 施工程序 施工總程序：施工準(zhǔn)備→場(chǎng)地平整→鉆孔放樣→帷幕先導(dǎo)孔施工→先灌排I、II 序孔→后灌排I、II 序孔→帷幕質(zhì)量檢查（檢查孔注水試驗(yàn)檢查與渠道開(kāi)挖滲流觀測(cè)）→資料整理→單元工程質(zhì)量評(píng)定。

單孔施工工藝流程：鉆孔定位→固定機(jī)具→非灌段跟管鉆進(jìn)→灌漿段鉆進(jìn)成孔→孔口管埋設(shè)→注漿管安裝→孔口管注漿管待凝→自下而上分段灌漿至頂板高程→終孔段灌漿結(jié)束→封孔→單孔資料整理。

2.4.2 鉆孔 ①鉆孔控制：鉆孔終孔深度深入粘土巖（泥灰?guī)r）內(nèi)0.5m；②鉆孔孔徑：開(kāi)孔Φ130mm，終孔不低于Φ75mm；③鉆孔深度深入第⑥層卵石層以下泥灰?guī)r(粘土巖)內(nèi)不小于1.0m，鉆孔的實(shí)際孔深與設(shè)計(jì)深度偏差不得大于20cm。

2.4.3 制漿漿液配制方法 ①按照粘土：水（1000kg：1000kg）且采用集中制漿的方式配置成比重為1.31～1.35g/cm3的粘土原漿；②將一定量的成品泥漿抽至膏漿制漿機(jī)內(nèi)，按比例加入早凝結(jié)構(gòu)劑和改性劑攪拌；③在高速制漿機(jī)中加入600kg：800kg 比例的水和水泥，然后加入一定比例的早強(qiáng)劑進(jìn)行攪拌，最后將攪拌好的水泥漿液抽到膏漿制漿機(jī)內(nèi)混合攪拌制成膏漿。

2.4.4 控制標(biāo)準(zhǔn) 灌漿壓力即孔口壓力表脈沖壓力根據(jù)設(shè)計(jì)文件和采用的復(fù)合膏漿漿材的特點(diǎn)如表3。

表3 孔口壓力表脈沖壓力

2.4.5 結(jié)束標(biāo)準(zhǔn) 注入量控制標(biāo)準(zhǔn)：平均單位注入量為600L/m；控制提升標(biāo)準(zhǔn)：達(dá)到以下條件之一，可結(jié)束本段提升灌漿管灌注上一段。①達(dá)到設(shè)計(jì)壓力下限，注入量達(dá)到設(shè)定控制標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)束本段灌漿上提；②達(dá)到設(shè)計(jì)壓力上限，注入率＜5L/min，結(jié)束本段灌漿上提；③吸漿量較大的段，注入率達(dá)到擬定控制注入量無(wú)法提升至設(shè)計(jì)壓力下限者，加大注入量至設(shè)計(jì)的1.5 倍時(shí)，可結(jié)束本段灌漿。

2.4.6 灌漿 當(dāng)鉆孔達(dá)到要求的深度后將灌漿管下到孔底，將黃油涂抹于孔口2m 左右的灌漿管處，然后回填砂石至頂部土層內(nèi)1m 處，采用水泥拌砂封孔且待凝8h。開(kāi)灌時(shí)，灌漿泵先用小流量沖程（2 次/min 左右）慢速壓入2 桶漿（400L 左右）后，恢復(fù)4—7 次/min 泵速灌漿，按灌漿達(dá)到結(jié)束要求時(shí)30-50cm 逐步拔灌漿管，直到整孔灌漿結(jié)束。

2.5 施工完成情況 從2011 年10 月到2013 年5 月，累計(jì)施工完成灌漿孔數(shù)2640 個(gè)，砂卵石層灌漿21225m，累計(jì)灌入漿量12755m3。

3 結(jié)論

在卵石層防滲帷幕中應(yīng)用此工藝不僅取得了良好的效果，并且很好的解決了常規(guī)灌漿工藝鉆成孔困難、漿液擴(kuò)散不均一以及難以形成有效防滲帷幕和材料消耗大等一系列難題。

[1]張貴金，許毓才，陳安重，彭春雷，楊松林.一種適合松軟地層高效控制灌漿的新工法——自下而上、漿體封閉、高壓脈動(dòng)灌漿[J].水利水電技術(shù)，2012（03）.

[2]丁劍波，謝杰飛，孟旗幟.復(fù)合膏漿高壓脈動(dòng)灌漿技術(shù)在南水北調(diào)砂卵石地層防滲處理中的應(yīng)用[J].2013 水利水電地基與基礎(chǔ)工程技術(shù)——中國(guó)水利學(xué)會(huì)地基與基礎(chǔ)工程專(zhuān)業(yè)委員會(huì)第12次全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2013（09）.

[3]張世寶，郭艷利，郭建邦，王帥杰.南水北調(diào)中線干渠卵石透水地基帷幕灌漿試驗(yàn)研究[J].混凝土，2012（12）.