1、高压摆喷灌浆防渗墙施工技术的应用摘要：松花江大顶子山航电枢纽工程采用高压摆喷灌浆技术，成功解决了防渗墙方案防渗问题。本文主要介绍了施工参数、钻孔、孔距、浆液材料、灌浆施工及其质量控制和检验方法。高压摆喷灌浆技术具有效果好、速度快、质量好、经济适宜等特点，与其它工法相比，具有明显的技术经济优势。 关键词：施工参数；钻孔；浆液材料；高压摆喷灌浆；防渗墙 Abstract: the songhua river big DingZi ShanHang electric key project using high pressure pendulum jet grouting technology, s
2、uccessfully resolved the impervious wall seepage scheme. This paper mainly introduces the construction parameters, drilling, hole spacing, grout materials, grouting construction and quality control and inspection method. High pressure pendulum jet grouting technology has good effect, high speed, goo
3、d quality, economic appropriate etc., and other methods, compared with obvious technical and economic advantages. Keywords: construction parameters; Boring; Serous materials; High pressure pendulum jet grouting; cut-off 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 1.概述 松花江大顶子山航电枢纽是一座以航运、发电和改善哈尔滨市水环境为主，同时
4、具有交通、水产养殖和旅游等综合利用功能的低水头航电枢纽工程。枢纽建筑物有船闸、泄洪闸及混凝土过渡坝段、河床式水电站、土坝、闸（坝）上公路（桥）等。水库正常蓄水位 116.00m，总库容19.97108m3，装机容量 66MW，最大下泄流量 22704m3/s。 2.高压摆喷设计 大顶子山航电枢纽工程土建 A 标右岸一期围堰坝基为松散的级配不良的细、中、粗砂，厚度约 10.00m，坝基防渗采用混凝土防渗墙，墙厚0.40m，防渗墙底高程深入泥岩强风化带下限 1.0m，上部深入粘土2.0m。防渗墙布置于围堰轴线上，围堰轴线全长 1967.99m，上游堰顶高程 119.46m，墙体深度 17.46m，
5、下游堰顶高程 116.96m，墙体深度14.96m，均深入岩石 0.5m。其工程量：围堰轴线长度 1967.99m，高喷灌浆 285710.00m，钻孔进尺 285710.00m。摆喷防渗墙施工平台高程119.46116.96m。 3.高压摆喷灌浆防渗墙 高压摆喷灌浆技术是使浆液在很高的压力下通过注浆管，从喷嘴高压射出注入地基，在射流的冲击、切削、搅拌作用下，浆液与原地基混为一体，对地基产生挤压、渗透作用，提高摆喷桩及其周围土体的密实度和承载能力。通过把带有特殊喷嘴的注浆管钻入预定深度后,再用高压喷射流冲击破碎周围土体并喷射水泥浆与其混和的同时,喷射流在一定角度内（2530）来回摆动，不断向上
6、提升注浆管,待混和物凝结固化后,就形成固结体呈薄的扇形,多个扇形固结体连接就成防渗墙。 4.施工方法 本工程高压摆喷防渗墙，孔深 17.4614.96m，采用潜孔钻机造孔并跟入套管，强风清孔，终孔验收合格后注入泥浆护壁起拔套管，并列三重管法自下而上喷射成墙。 4.1 主要施工参数 水：压力30MPa，流量 80120L/min，喷嘴孔径 23mm； 压缩空气：气压 0.7MPa、排量 0.41.8m3/min，喷嘴孔径12mm； 浆液：压力 13MPa，流量 100150L/min，喷嘴孔径 1014mm； 进浆比重： 1.371.5g/cm3、排量 60160L/min； 注浆管外径：75m
7、m 提升速度：818cm/min； 摆动角度：2530； 搭接厚度30cm。 4.2 防渗墙的连接 采用切割式连接，即先喷孔形成的固结体强度尚不高时，后期喷射流可以将它冲切开，形成插入式连接。连接处最小厚度不小于 0.6m。 4.3 孔距 摆喷防渗墙每根桩都要互相紧密接触才能达到防渗目的，因此在布孔时要使其在底部仍能互相接触而不会错开成“裤衩”状，布置成单排孔，分二序施工，先施工序孔，后施工序孔，相邻次序孔施工时间间隔不少于 48 小时。 4.4 主要浆液材料 水泥：32.5#普通硅酸盐水泥 膨润土：200 目 水: 松花江河水 纯碱:工业用纯碱 外加剂:AC(速凝、早强、高效减水剂) 水玻璃
8、：波美度 40Be，模数 3.13.4 5.施工工艺 5.1 施工工艺流程 灌浆平台搭设测量放线钻孔钻机移位和高喷台车就位地面试喷高喷注浆管下入孔底高喷注浆（同时提升、摆动）回浆、终喷压浆、提出注浆管管路冲洗高喷台车移出人工回填封口。 5.2 施工程序 5.2.1 搭设平台 为方便钻机和高喷台车移位，在高程 119.46116.96m 处搭设防渗墙施工平台，平台面用 10cm 厚木板铺平。 5.2.2 测量放线 在防渗墙轴线上，将高喷也一次性测量放样，利用木桩和红油漆做好标记，钻孔进行统一编号，孔位偏差均小于 5cm，且满足设计要求。 5.2.3 钻孔 钻机就位后按设计要求钻孔，采用 SM-4
9、00 型潜孔钻机，造孔并跟入套管，钻孔直径 110140mm，孔深 110.00m，钻孔时使主轴垂直，以保证钻孔垂直度，钻孔终孔后采用浮标式测斜仪测量钻孔孔斜率不大于1.5%。终孔验收合格后注入泥浆护壁，防止孔壁坍塌，起拔套管。护壁泥浆性能指标：比重：1.1-1.2 (g/cm3)；粘度：18-25（S） ；含砂量5（%） ；胶体率96（%） ；PH 值 7-9。 5.2.4 高喷台车、注浆管检查 重点调试和检查高喷台车提升、制动、油路、电路、摆动、换向等系统是否正常。在地面将三通注浆管逐根送水、气试喷（送浆通道可送气试嘴） ，检查整个管路的密封情况是否正常，喷嘴是否畅通。 5.2.5 下注浆
10、管 将检查和试喷符合要求的注浆管逐根下入到孔内，并确保其下入到设计深度；为防止孔内护孔泥浆进入或堵死水、气喷嘴，下孔前用胶布将喷嘴封住，开始喷灌时高压水可将胶布带冲开。 5.2.6 高喷注浆 采用三重管并列自下而上喷射，设备启动顺序：气-水-浆，边喷边摆动提升，一次提升喷射完毕，以保证防渗连续性和完整性。喷射注浆的水灰比为 1111.5。此时应注意检测水压、水量、浆液压力和流量、摆动角度和提升速度等参数是否符合设计要求，并要做好施工记录。5.2.7 冲洗 当喷管提升到预定高程（通常高出设计高程 0.31.0m）后,高喷即告结束；此时应把灌浆管等机具冲洗干净，管内机内不得残留水泥浆液。通常的做法
11、是以水换浆，在地面上喷射以便把灌浆泵和输浆软管内的水泥浆全部排出。 5.2.8 回填及封孔 为防止出现孔口“空凹”或“空洞”现象，在高喷结束后，须由专人向孔内进行孔口静压充填灌浆 3-5 次，直到浆液凝固后的高程满足设计要求为止。 6.技术要点 高喷前应检查高压设备和管路系统，其压力和流量必须满足设计要求；灌浆管内和喷嘴内不得有任何杂物，软管接头的密封必须良好。 垂直孔施工，钻孔偏斜率一般应不大于 1.5%。终孔深度应入基岩0.5m。 在插管和高喷过程中，要注意防止喷嘴被堵，浆的压力和流量必须符合设计要求，否则要将喷管拔出清洗进行调整后，再行插管和高喷作业；使用双喷嘴时，若发现一个喷嘴被堵，则
12、可重新下管再喷一次（复喷） 。 喷管的摆动和提升必须连续不中断地进行；在拆卸或安装浆管时动作要快，继续高喷作业时，应使新旧固结体至少有 0.1m 的搭接。 深层高喷作业时，应先喷浆后摆动和提升，以免浆管被扭断。 搅拌水泥时，不得随意更改水灰比，在储存、输送和喷射过程中应防止水泥沉淀；禁止使用受潮或过期水泥。 高喷作业时，要做好压力、流量和冒浆量的量测工作，按要求做好各项记录。 7.质量控制和检测方法 高喷质量检验和控制可分为施工过程中和完工后两个阶段来进行。 7.1 施工过程中的质量控制和检验 7.1.1 室内试验 进行浆液配比选择试验以及它们的物理力学和水力学试验以及耐久性试验等。 7.1.
13、2 现场试验 根据室内试验提供的有关数据，在施工现场选一适当地点，进行试验性高喷施工，并配合开挖、钻取岩芯等试验手段，来检验施工配合比和各项施工参数是否满足要求，经调整修正后作为施工时的技术参数。 7.1.3 施工过程中的质量控制和检验 在施工过程中，应对钻孔和灌浆两道工序进行检验和控制，主要有以下几个方面： 钻孔 要经常检查钻孔孔位有无偏差，及时予以纠正。 检查孔斜，一般要求钻孔孔斜小于 1.5%的孔深。 检测喷浆管的摆动角度和提升速度，通常摆动角度为 2530，提升速度为 810cm/min。 灌浆 检查灌浆浆液的比重和流动度指标以及灌浆压力和流量等指标是否满足要求。 通过灌浆自动记录仪随
14、时核算灌入浆液总量是否满足要求。 观察和检测冒浆。在高喷施工过程中，往往有一定数量的土粒随着一部分浆液冒出地面。通过对冒浆现象的观察，可以及时了解地层变化情况、喷射灌浆效果以及各项施工参数是否合理等，以便适当加以调整。 7.2 完工后质量检验 质量检验时间：高喷工作结束 28 天。检查孔布置在防渗墙轴线上，检查孔数量为成孔数量的 2%5%。 7.2.1 检验的主要内容 固结体的整体性和均匀性 固结体的几何特性，包括有效直径、深度和偏斜度 固结体的力学和水力学特性，包括轴向压力和抗剪强度、变形模量、渗透系数和水力坡降等 固结体的耐久性评价（溶蚀、抗冻、抗化学侵蚀等） 7.2.2 检验的主要部位
15、承受荷载大的部位 防渗帷幕中心线 施工中出现异常情况 地质情况复杂可能对高喷施工产生影响 7.2.3 检验的主要方法 注水试验检查 高喷防渗墙施工完成 28d 后，在防渗墙轴线上钻检查孔，孔径91mm，由监理人布设质量检查孔进行注水检查，透水率应满足规范规定3.0Lu。 开挖检查 高喷防渗墙施工完成后，在监理人指定部位开挖后，由业主、设计单位、监理、施工单位组成联检小组对开挖后防渗墙质量进行评定。 8.结束语 高压摆喷灌浆施工技术应用于大顶子山航电枢纽工程防渗处理中，取得了较好的效果，摆喷灌浆工作场地小，尤其在工期紧、施工干扰大的情况下，具有不需开挖的优势，大大降低了施工难度。摆喷灌浆施工设备先进，摆喷机采用三重管法，使用小直径的双喷嘴，在压缩空气的保护下，浆液直接喷射到地层中。摆喷灌浆浆液压力高、流量大、摆喷半径大，可在较大粒径的地层中施工，并可采用较高的提升速度，加快施工进度。摆喷灌浆工作采用现场试验确定参数和工艺，作为施工控制的依据。质量控制严格，确保了施工质量，可为类似工程借鉴，具有较高的指导意义。 【参考文献】水利水电工程混凝土防渗墙施工规范（DL/T5199-2004） 中国电力
