高壓旋噴工藝在卵石層圍堰防滲處理中的應用

■董蘇龍 ■江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六七大隊，江西 九江 332000

在一般基坑支護樁間止水或者船閘圍堰填料較好的地層采用普通的三管擺噴樁搭接形成防滲墻效果不錯，但是在本工地由于圍堰的填料較差，灌漿成樁難，透水性極強，基本與圍堰外水位相通，普通擺噴樁成樁效果差，由于水泥漿體初凝時間長極易被水流洗刷掉，為達到預期的圍堰防滲效果以利開挖，以往類似工程施工經(jīng)驗總結來看采用三管擺噴樁加水玻璃噴漿施工的工藝進行圍堰防滲處理。

1 擺噴技術分析

1.1 水玻璃添加

一般的情況下三管擺噴樁施工出現(xiàn)孔口不返漿，大致分以下幾種情況添加水玻璃;a.通過孔口直接往孔底加水玻璃來加速水泥漿體凝固的效果不好而且浪費極大，很可能出現(xiàn)把擺噴噴桿抱死的情況，從而導致噴管管路堵塞，處理起來極為麻煩浪費時間。更為嚴重的是有可能出現(xiàn)假返漿的現(xiàn)象，由于直接倒水玻璃到孔底，用量控制不好，倒多了直接把噴頭底部小范圍內(nèi)水泥漿體迅速凝固，水泥漿體迅速凝固有一定強度，導致繼續(xù)噴射樁體往四周擴散不了，形成死角。達不到設計的樁與樁間搭接形成防滲墻，失去防滲的目的。b.通過改裝設備噴桿，將三管變成四管(漿、水、氣、水玻璃)，但是改動設備的地方太多(噴桿、動力等、)，投入較多，經(jīng)濟效果不佳。c.往高壓水里面加合適比例(一般開始添加時用水和水玻璃體積比例為6:1，如果長時間用水玻璃還不返漿或者說效果不好，可以提高為4:1，根據(jù)施工的情況達到此比例都能成功返漿)的水玻璃，所用水玻璃濃度為35 到45 波美度之間比較好，此種比例的水玻璃加在高壓水中，對高壓水的壓力增加不大在應許范圍內(nèi)。這就是我們今天想講的一種施工效果比較好，比較經(jīng)濟的方法。在施工三管擺噴樁時往水箱中添加預先定好比例的水玻璃，高壓水泵將水玻璃和水一起通過水管路送到孔底，在孔底和水泥漿以及卵石顆粒充分攪拌，提高樁體的初凝時間，以防水泥被圍堰體內(nèi)動水帶走，出現(xiàn)樁體空洞或者斷樁。這種辦法能有效防止由于水玻璃加的過多導致噴桿抱死從而噴頭堵風及水泥漿的回吸噴桿內(nèi)管堵死。由于高壓水在孔底的充分切割攪拌，利于水玻璃和水泥的有效接觸，大大減少了水玻璃的浪費，設備無需改動施工方便，有效保證樁體的直徑及質(zhì)量，達到防滲的效果。

1.2 其它的防滲施工要點

擺噴有效成樁形成防滲墻除了在特殊情況下要有效添加水玻璃外，比如成孔垂直度，擺噴的角度、壓力及擺噴樁每米的水泥用量等都至關重要。我們會在以下結合工程實例講述到。

2 工程實例

2.1 工程概況

安仁鋪船閘圍堰位于衢州市衢江區(qū)高家鎮(zhèn)松旺村，圍堰段河床水位深度在4 米(上游發(fā)電站關閘門蓄水)到6 米(上游放水)，圍堰段填料主要是附近河邊所挖鵝卵石(5 -30cm)，級配差。圍堰體水下部分透水極強。設計圍堰采用單排樁，樁的擺角為45 度角，樁與樁對接搭接形成防滲墻止水。河床底部為強風化紅砂巖，擺噴樁樁底進入強風化紅砂巖1 米，平均樁長為9 米，開挖深度為11 米，樁與樁間距為1.3米，擺噴樁采用分序施工，形成擺噴墻體厚度不小于30cm，水泥用量每米500Kg.

2.2 擺噴工藝

本工程采用的三重管擺噴注漿法。所謂三重管擺噴注漿法是在預先成好的鉆孔中下入三重管噴桿，高壓泵以極高的壓力輸送高壓水射流(不返漿時參加合適比例水玻璃)噴射切割圍堰體;壓縮空氣以環(huán)狀環(huán)繞高壓水射流同軸噴射，不僅起到保護增強水射流的作用，更由于其升揚作用使高壓水切割能力增強;水泥漿液則是從噴桿底部流出，沿高壓水射流形成的強大負壓區(qū)拌和在砂礫石體中，形成水泥砂礫石固結體。噴桿邊提升邊按角度擺轉(zhuǎn)則形成扇柱狀固結體，從而起到砂礫石層中防滲的目的。

2.2.1 施工參數(shù)

2.2.2 跟管機鉆孔

跟管機設備性能好，動力強勁，在卵石層地層中施工效率高，對引孔方面垂直度也有好的控制。工作原理:由于砂礫石層松散且級配差(拋填石)，CH-150 型跟管機鉆進時，外套管，內(nèi)鉆桿同時回轉(zhuǎn)振動沖擊施工，動力為柴油機液壓傳動.外套管直徑為146mm，內(nèi)鉆桿鉆頭直徑122mm，鉆至設計深度后，取出內(nèi)鉆桿，再可下110PVC 管(防止鉆好的孔踏)，最后拔出外套管，在施工過程中有22KW 水泵高壓孔內(nèi)循環(huán)排雜。

鉆孔施工時，由孔口至卵石層頂部段，跟管機靠自身動力及水泵配合排雜沖到位，到卵石層，跟管機靠液壓動力及水泵壓力把大部份大卵石擠到外管周邊，小卵石得由外管與內(nèi)鉆桿間隙返出地面，鉆穿卵石層后，靠鉆機動力效應擊碎巖層到設計深度，取出內(nèi)鉆桿，下PVC 管到設計深度位置，拔出外管，移機到下一個孔位置。

2.2.3 漿液制備

采用PO42.5 普通硅酸鹽水泥，水泥應新鮮無結塊，通過0.08mm方孔篩的篩余量≤5%，每批次進場水泥必須具有產(chǎn)品合格證和出廠檢驗報告，進場后按規(guī)定進行抽檢。

制備水泥漿液時，按照漿液配比準確計量。水泥漿采用高速攪漿機制漿，攪拌時間不小于30s，水泥漿拌好后必須過篩放入儲漿桶，防止雜物進入漿管堵塞噴咀。為使水泥漿不發(fā)生離析，儲漿桶內(nèi)設慢速攪拌裝置，且水泥漿液存放不超過4h，否則作為廢漿處理。

2.2.4 高噴作業(yè)

(1)高噴臺車就位:高噴管下入前，校正高噴臺車水平及高噴管垂直，控制好擺角，確保成樁的傾斜偏差在1/150 以內(nèi)。

(2)下噴射管:檢查高壓清水泥漿泵、水泥漿輸送泵、空壓機運行良好，檢查高壓管道暢通及完好，準備就緒后下入噴漿管。為防止下管過程中堵塞噴嘴，可將噴嘴包扎或低壓力送漿下管。

(3)噴射提升:高噴管下至設計深度后，輸送高壓水、水泥漿和壓縮空氣，待水壓、漿壓和風壓升至設計規(guī)定值并孔口返漿后，按已定提升速度、旋擺轉(zhuǎn)速度等參數(shù)進行噴灌作業(yè)，直至達到孔口孔口返漿率20%～30%以此判別成樁強度。在接卸管時，速度要快，以防止埋管。

(4)回灌:噴漿結束后，如遇到孔口漿面下沉，應及時進行回填灌漿，可利用相隔孔噴灌作業(yè)返漿，直到漿面不再下沉為止，以確保旋擺噴樁樁頂高程。

(5)每根樁噴漿完畢后，移開噴漿管，用清水把泥漿泵和管路內(nèi)的殘留漿液全部排出，沖洗干凈。

(6)復噴處理:施工過程中，因機械故障、孔內(nèi)事故、卸接管等原因中斷，恢復噴射時均須進行復噴，復噴搭接長度不小于0.5m。

2.2.5 特殊情況處理

(1)高噴灌漿過程中，當孔口冒漿超過注漿量的20%或完全不冒漿時，立即查明原因并采取相應的處理措施:冒漿量太大，采取提高噴射壓力、適當加快提升和旋轉(zhuǎn)速度等措施;孔口完全不冒漿則減慢提升速度采取摻加合適比例水玻璃，達到更快凝固水泥，以不至于水泥流走.或者拋填級配料等措施，待冒漿正常后恢復噴射提升。(2)高噴灌漿過程中，遇噴漿孔與鉆孔串漿時，采取暫時停止鉆孔作業(yè)，待噴漿結束后，再掃孔鉆進。(3)噴灌時重點要注意孔口返漿的觀測，只有孔口有漿返出才能允許噴桿提升。(4)噴漿結束后，孔口漿面會快速下沉，應在孔口立即回填灌漿，直到漿面不再下沉為止，以確保高噴灌漿后有效樁長達設計要求，以防止樁與樁出現(xiàn)搭接不上，出現(xiàn)空洞。

3 工程施工效果

根據(jù)船閘圍堰的開挖情況看，防滲墻的防滲效果很好，沒有出現(xiàn)大的漏水點，只有極個別滲水點。能很好的滿足開挖施工要求，也達到了很好的經(jīng)濟效益。

4 總結

要保證好防滲工程的質(zhì)量，不僅需要認真對待學習規(guī)范和設計，原材料的選用以及施工人員的素質(zhì)培養(yǎng)，更需要我們管理人員在實踐工作中不斷總結經(jīng)驗，只有這樣才能使我們施工的工作更加完善，從而更好發(fā)揮工程的作用。