彌河橡膠壩工程排水方案及新技術(shù)

譚紅

摘要：彌河6號(hào)橡膠壩基礎(chǔ)處曾經(jīng)取砂，滲透水性很強(qiáng)，因此，工程施工排水成為重要環(huán)節(jié)，彌河橡膠壩排水方案重點(diǎn)是高噴灌漿截流設(shè)計(jì)，施工技術(shù)和高噴灌漿關(guān)鍵環(huán)節(jié)處理。

關(guān)鍵詞：施工排水;高噴;灌漿處理

一、工程基本情況

彌河，古稱巨洋水、朐水，為臨朐第一大河，發(fā)源于臨朐沂山西麓天齊灣，順坡蜿蜒西流，至臨朐九山附近折向東北流，經(jīng)過冶源水庫，又經(jīng)青州，于壽光廣陵鄉(xiāng)南半截河村，分為3股入渤海。其中東北流的一股，河槽較為寬廣，為彌河主河道，在壽光北宋嶺東，納丹河，至濰坊市寒亭區(qū)央子港入海。其余兩股為彌河入海岔流，均由南半截河村北流入海。彌河全長(zhǎng)206公里，流域面積3847.5平方公里，流經(jīng)12處鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），94個(gè)村莊，河身占地4.57萬畝。

彌河6號(hào)橡膠壩位于彌河臨朐縣城區(qū)段沂山大橋上游140米處，由橡膠壩兩節(jié)和東岸鑄鐵閘門兩孔組成，橡膠壩高2.6m，壩總長(zhǎng)215m，其中閘壩段長(zhǎng)度157.5m，橡膠壩每節(jié)凈長(zhǎng)73.9m，邊墩、中墩寬1.0m，調(diào)節(jié)閘沒孔凈寬2.0m。工程下游由漿砌石“八”字墻與沂山路跨河大橋兩岸邊墩相接，上游漿砌石“八”字墻與原建兩岸副河床相連。

二、施工排水方案

由于該橡膠壩基處曾經(jīng)取砂，壩址處的石層深度達(dá)水下6.0米，無法清理至老河床。雖然填沙，滲透水性仍很強(qiáng)，且與整體河道處于連通狀態(tài)，施工排水難度很大。在此情況下，單位委托臨朐縣建筑勘察設(shè)計(jì)院進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)勘察，后經(jīng)省、市有關(guān)專家現(xiàn)場(chǎng)研究后建議，采用高噴灌漿對(duì)透水性強(qiáng)的卵石層進(jìn)行截滲處理。為此進(jìn)行了高噴試驗(yàn)以驗(yàn)證高噴灌漿截滲方案的可行性和截滲效果，通過試驗(yàn)，達(dá)到了工程的截滲效果。因此，在橡膠壩閘底板上游10米處和閘底板下游51.7米處及兩側(cè)墻外4米的河卵石層構(gòu)筑一道封閉的高噴截滲墻。以保證橡膠壩建設(shè)進(jìn)行，又保證該工程建成后，減少壩基滲透，能夠正常存水。

1、施工原理

彌河6號(hào)橡膠壩工程施工排水使用高噴灌漿截滲方案，其加固機(jī)理是利用能量高度集中的水泥灰漿射流及其外環(huán)繞的壓縮空氣對(duì)需要處理的地層進(jìn)行沖切、破壞，將地層部分細(xì)顆粒升揚(yáng)換置出地面，并通過水泥漿摻攪、混合和滲透，充填河卵石的周圍空縫隙，隨著旋噴裝置的旋轉(zhuǎn)和提升，形成自下而上連續(xù)的、具有一定強(qiáng)度的柱體（旋噴樁），從而起到截滲效果。該施工工藝在處理大粒徑地層的類似工程中多次采用，截滲效果較好。

2、高噴灌漿截滲設(shè)計(jì)

（1）截滲高噴灌漿設(shè)計(jì)

在橡膠壩閘底板上游10米處和閘底板下游51.7米處及兩側(cè)墻外4米處的河卵石層構(gòu)筑一道封閉的高噴截滲墻，截滲墻采用旋噴樁套接連接形式，二管法施工工藝，孔距1.0m，旋噴樁樁頂高程為88.0m，樁底高程80.0m（嵌入卵石夾砂及粘性土層1.5m）。

高噴灌漿正式施工前，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)，通過試驗(yàn)對(duì)高噴灌漿參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，待制定出合理的施工參數(shù)和施工組織設(shè)計(jì)方案，方可用于施工。

（2）高噴截滲墻要求

一是凝結(jié)體滲透系數(shù)k≤i×10-6cm/s;

二是凝結(jié)體抗壓強(qiáng)度R28≥10 MPa

（3）高噴灌漿技術(shù)要求

一是鉆孔：鉆孔直徑大于120mm，鉆孔開孔位置偏離設(shè)計(jì)孔位小于30mm，鉆孔施工時(shí)應(yīng)采取預(yù)防孔斜手段，要求測(cè)量孔斜，孔斜率小于1%。

二是高噴灌漿：鉆孔深度經(jīng)驗(yàn)收后，方可進(jìn)行灌漿。高壓噴射灌漿采用二管法進(jìn)行施工。

三是施工材料：采用普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)32.5用于高噴灌漿的水泥必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，水泥不應(yīng)存放過久，出廠期不得超過三個(gè)月;灌漿拌漿水的溫度小于40℃。

三、關(guān)鍵點(diǎn)處理

通過施工發(fā)現(xiàn)一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)必須注意，否則會(huì)影響施工進(jìn)程，而且可能引起噴漿孔報(bào)廢不能用情況。關(guān)鍵環(huán)節(jié)主要是

1、孔斜、塌孔難題

孔斜決定著高噴成墻的連續(xù)性，對(duì)成墻非常重要。若孔斜超標(biāo)，會(huì)造成塔接不上或塔接錯(cuò)位等。為此，在鉆孔之前必須保證鉆機(jī)安裝牢固平穩(wěn)，底座要用長(zhǎng)方木鋪設(shè)，水平儀找平。其次對(duì)主動(dòng)鉆桿進(jìn)行垂直度檢查，保證鉆桿垂直，開孔鉆進(jìn)時(shí)鉆機(jī)操作必須輕慢，保正鉆孔垂直。當(dāng)鉆至一定深度時(shí)，改用大于5m的長(zhǎng)鉆具鉆進(jìn)。另外鉆進(jìn)過程中要經(jīng)常校正、勤測(cè)斜，保障孔斜不超過設(shè)計(jì)要求。在砂礫石地層中施工，塌孔現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，遇到這種地形現(xiàn)在采用的是潛孔鉆機(jī)跟管鉆進(jìn)下pv管的辦法，效率高并且速度快，能較好防止砂卵石地層孔壁坍塌。

2、漏漿

漏漿及孔口不冒漿，是地層中有較大的空隙，可采取的措施為在漿液中摻入適量的速凝劑，縮短固結(jié)時(shí)間，使?jié){液在一定土層范圍內(nèi)凝固;在空隙地段增大注漿量，填滿空隙后再繼續(xù)正常噴漿。在鉆孔過程中，經(jīng)常遇到泥漿漏失的問題，如果處理不當(dāng)不僅會(huì)影響鉆孔的進(jìn)度，而且也會(huì)影響噴孔的質(zhì)量。在遇到這種情況時(shí)，若漏失量不大，首先盡量讓其灌滿，以減少噴漿時(shí)的水泥漏失;若漏失量過大，就把砂、黏土和少量的水泥壓入孔內(nèi)漏漿處進(jìn)行封堵。

3、冒漿量過大

形成冒漿量過大的主要原因是有效噴射范圍與注漿量不適應(yīng)或管路故障，當(dāng)冒漿量超過進(jìn)漿量20%時(shí)，將會(huì)影響到墻質(zhì)量，因此需要采取一定的解決方法。遇到這種情況，首先要檢查噴漿管各接頭是否密封不良。減少冒漿量采取的措施為：①提高噴射的壓力②適當(dāng)縮小噴嘴的孔徑③加快提升和旋轉(zhuǎn)的速度。

4、容易堵嘴

堵嘴的形成主要有兩方面的原因，一方面是由于進(jìn)水，漿管中混入水泥結(jié)塊、小石塊等，導(dǎo)致管路的不通;另一方面是由于卸管時(shí)，水壓降低過快，致使管內(nèi)產(chǎn)生真空，把孔內(nèi)的一些砂子、石子等吸入管內(nèi)。出現(xiàn)以上事故，都必須起管檢查，同時(shí)用黏土漿把水泥漿置換出來，以免孔內(nèi)壁有一層水泥凝固體影響噴灌效果。清除故障后重噴搭接的長(zhǎng)度大于50cm。

5、噴射達(dá)不到設(shè)計(jì)高程

出現(xiàn)這種問題通常是由于回灌不及時(shí)或未回灌好，解決方法：一是延長(zhǎng)回灌時(shí)間并及時(shí)回灌，二是在噴射達(dá)到設(shè)計(jì)墻頂高程時(shí)，繼續(xù)提升0.2m，再停止噴射，以確保高噴有效墻體達(dá)到設(shè)計(jì)高程。

6、柱體截面抗壓強(qiáng)度不夠

形成的主要原因是水泥含量不夠，土沙含量太大，噴漿水量大，提升速度快等。應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際地質(zhì)的情況，相應(yīng)調(diào)整注漿工藝、改變施工參數(shù)。另外可以在制漿過程中采用調(diào)速電機(jī)控制水泥和水的加入，以使水泥漿液比重恒定。