1、堤防堤基防渗高压喷射灌浆施工技术及质量控制摘要:高压喷射灌浆是一种有效的防渗处理工艺，具有可控性好、地层适应面广、造价较低、施工便捷等优点。近年来，该技术在水利堤防防渗处理中得到了广泛应用。本文结合堤防堤基防渗工程实例，阐述了该技术的主要施工技术要点、质量控制以及施工过程中应对特殊情况的处理措施，为该技术的应用提供参考范例。 关键词:堤防；高压喷射灌浆；防渗；施工技术；质量控制 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 城市堤防工程在防御洪水灾害和保障城市经济建设发挥了重要作用。但是由于使用的时间及水库的老化及本身施工质量不理想等原因，堤防堤基渗漏问题日益突出。为了避免漏水的加剧和危及
2、堤防安全、延长堤防的使用寿命，必须对堤防堤基进行防渗处理。高压喷射灌浆具有施工量小,工程投资少,成墙工效较高。在渗透和结构方面有着独特的稳定性。高压喷射灌浆形成的防渗体弹性模量较低,有较强的变形适应性，在适应地基的变形方面举有明显的优越性。近年来，该技术在堤防堤基防渗处理中的应用也逐渐增多。 1 工程概况 根据已有地质资料，工程所在地地表(堤基以下)为全新统河床湖沼相沉积的软塑状粉质粘土、流塑状淤泥质粉质粘土、松散稍密状粉、细砂，局部夹圆砾土透镜体，厚度不均且较大，为透水堤基。 堤基的防渗长度按堤外最高水位 l0.3m(校核洪水位 9.8m 加 0.5m 潮位影响)计算，堤内地下水位 3.0m
3、，取渗径系数 C=1O，则所需防渗长度L=(10.3-3.0)10=73(m)，堤防设计断面中，堤基水平防渗长度约 65m，不能满足要求。 为延长渗径，确保安全，堤基防渗需采取措施，拟在堤基0+0000+538(老堤包括堤身)中采用垂直防渗帷幕满足防渗长度要求，垂直防渗帷幕的形成采用高压喷射注浆法。喷射方式采用单管双喷嘴夹角单墙连接，单排两序布孔，夹角 120。 ，孔距 0.8m，成墙有效墙体厚度不小于 12cm，有效墙体渗透系数不大于 110-6cmsec。 2 高压喷射灌浆施工范围和目的 高压喷射灌浆施工主要用于右岸新筑堤段，堤顶高程为 46m，底部高程为-8m。目的是在堤基内形成高喷防渗
4、墙，完成对堤基砂性土层的防渗处理。 3 施工准备 3.1 测量放线 根据长江委勘测局提供的 GPS 控制点，进行复核并布设施工测量控制网。复核所提供的 GPS 点，布设两条二级复合导线，共设控制点 10 个(A4A13)；水准高程控制按四等水准测量，做两条复合路线和一条闭合路线。施工放样测量利用二级导线点的测量成果和 GPS 点。根据图纸提供的防渗墙起点、终点及摆喷、旋喷分界点的坐标，施放到实地位置；确保位置准确无误以便施工。 3.2 先导孔施工 为探明施工区域内地质情况，确定防渗墙底线深度，并为施工高喷防渗墙作好准备，沿防渗轴线每 50m 布置一个先导孔。施工先导孔主要技术要求如下： a.根
5、据布置的先导孔孔位，测量其地面高程，并根据防渗轴线纵剖面图所示防渗墙底线深度，以孔深大于防渗墙设计深度 5m 并进入相对不透水层 5m 的原则确定先导孔孔深。 b.采用地质钻机施工先导孔，钻孔取出的芯样按照取样顺序存放于岩芯箱内，现场描述地层情况，并拍照记录。 c.先导孔施工完毕后，采用粘土球进行封填。主要工序为：确定孔位一钻孔一取芯一地质描述一封孔。 根据钻孔取芯所反映的地质情况，绘制钻孔柱状图及地质剖面图，分析设计高喷防渗墙底线处地质情况，以满足防渗墙底线进入相对不透水层不小于 2.0m 的设计要求。 4 高压喷射灌浆施工技术 4.1 施工参数的确定 为保证施工质量达到设计要求，在高喷防渗
6、施工前，根据设计的参数，选择具有代表性地段进行防渗测试，并进行开挖检验，选取适合的施工参数，即达到渗透系数小于 110-6cmsec，板墙厚度不小于12cm。采用 425#早强型普通硅酸盐水泥。通过试验确定的主要施工参数为：孔口注浆压力 520MPa，提升速度 1l15cm/s，浆液密度1.51.6kgm。 4.2 高喷灌浆施工工艺流程 高压喷射灌浆施工主要工艺流程如下： 测量放线钻孔施工终孔验收喷机就位地面试喷定向下喷管喷射提升结束移机孔口补浆墙体质量检查 因水泥浆液在水下的初凝时间和终凝时间较长，为避免高压喷射施工时水泥浆串入临近的钻孔。该工程高压喷射灌浆施工分二序进行，间隔成孔，间隔高压
7、喷射，具体施工工艺如下。 4.2.1 布孔放样 按照设计图纸要求，放出高压喷射防渗墙施工轴线，并在轴线拐点处设置固定桩，间隔 25m 左右布设控制桩，按设计孔距放出每个高喷孔孔位，并打人编号的木桩。 4.2.2 钻孔 高喷作业采用两台 XP-30 型高喷桩机直接成孔，钻孔作业分左右两个工作面分两序进行。钻孔进人堤基深度桩基垂直度符合设计和规范要求，逐孔进行垂直度检测，保证成孔质量。 4.2.3 制浆 高喷灌浆所用水泥为 425#早强型普通硅酸盐水泥，制浆采用内河水。各机组均配备婆美式比重计，制浆过程中随时进行浆液密度检测。 4.2.4 高喷灌浆 高喷作业采用两台 XP-30 型高喷台车分左右两
8、个工作面分两序施工。(1)下喷射管 钻孔验收、高喷台车就位并对准孔口后，为了直观检查高压系统的完好性，首先进行地面试喷。同时，通过调整液压转盘的角度，使高压喷射流对准设计轴线方向，经过质检员的校核，各项工艺参数均达到要求后，再下喷射管。喷射管下到设计深度后，开始喷射施工。 (2)喷射提升 喷射管下到设计深度后，拌制符合要求的水泥浆液开喷。待各压力参数和流量参数均达到要求，且孔口已返出密度达到要求的浆液时，开始按照既定的提升速度进行喷射灌浆。喷射过程中根据该孔钻孔地层情况进行提升速度调节，台车操作手随时检查提升速度，技术人员和监理不定时进行抽检，以确保按照要求速度喷射提升，并且回浆密度、进浆密度
9、及“三量三压”等技术参数均符合设计要求。喷射提升至设计终喷高程后，经质检员和现场监理认可后终止喷射。 (3)回灌 喷射结束后，立刻在孔口进行静压注浆至浆面不再下降，而后再采用下一孔喷射时的孔口回浆进行自流回灌充填，非连续施工时则采用新鲜浆液进行回灌，安排专人对每个高喷孔及时进行回灌。 5 高喷防渗墙施工 本工程施工高压摆喷长度为 2625m，高压旋喷长度为 1055m，防渗墙施工总面积约 48600m，其中摆喷防渗墙工作量为 25500m，旋喷墙工作量为 23200m。防渗墙顶部做 C20 盖帽混凝土，内侧压浸台至防洪墙回填粘土，并用土工合成材料与防洪墙相接，上部做粗砂和碎石垫层后铺设混凝土预
10、制块，与沿堤防洪墙连接，形成完整的防渗体系，详见图 1、图2。 图 1 垂直截渗墙与防洪墙连接大样图(单位：cm) 图 2 混凝土强制块大样图(单位：cm) 根据标段内地层构成情况以及上述场地施工条件，本标段高喷防渗墙采用三重管高压喷射注浆法施工摆喷防渗墙，双管高压喷射注浆法双管旋喷防渗墙，部分闸口、高压线堤段采用单管旋喷小型设备施工旋喷防渗墙。 6 特殊情况的处理 在高喷防渗墙施工中，因停电、浆管破裂或机械故障引起作业中断时，首先尽快排除故障，恢复作业，且恢复灌浆时，均按照规范要求复喷 0.5m 以上以保证高喷防渗墙的连续性；对处理时间过长(作业时间超过 4h)的，考虑到制浆站和孔内浆液停置
11、时间过长，可能造成浆液质量发生变化，胶结凝固性能变差，影响高喷防渗墙成墙质量，故对制浆站浆液作废弃处理，高喷孔则作待凝后扫孔重喷处理。 对施工过程中发生的坝体冒浆等现象，采用加浓浆液、降低提升速度、低压浓浆减速喷灌等方法进行处理。 7 质量检验及成果 为直观检查高喷防渗墙成墙质量，在高喷防渗墙施工结束后，由工程质量检测人员采取随机抽检的方法在现场开挖 4 处。经检测，高喷防渗成墙厚度在 1218em，板墙试块抗压强度试验代表值为 2.60MPa，板墙渗透系数检测值为 2.410-7cms5.110-7cms。检测结果达到设计和规范要求。 8 施工中的主要质量控制措施 8.1 钻孔质量控制 8.
12、1.1 施工轴线控制 根据提供的测量控制点，由专业测量人员会同监理工程师一起测出高喷防渗墙轴线，每隔 25m 左右布设一个控制桩，在轴线拐点处布设固定桩。 8.1.2 孔位控制 根据设计确定的孔距布孔放样，所有的孔位均经过质检员复核，孔位布点误差均控制在 1em 内。 8.1.3 孔斜控制 采用高喷台车直接成孔，每孔开钻前均由现场技术人员和质检员用水平尺校核检测机座和立轴，符合要求后方允许开钻，钻进过程中质检员随时抽检，发现钻孔超偏，立即纠正。成孔过程中采用角度控制值检测孔斜率。经检测，该工程钻孔孔斜率均小于规范要求(1.5)。 8.1.4 孔深控制 施工中测量每孔的孔口高程，根据设计成墙底部
13、高程，计算出每孔所需要的钻杆长度。 8.2 灌浆质量控制 各机组制浆站均配备婆美式比重计，制浆过程中随时检测浆液密度，确保浆液密度达到设计要求。 8.3 喷射施工过程控制 根据设计要求，单排孔两序施工，相邻孔高喷灌浆间隔时间不少于24h。钻孑 L 经验收合格后，才进行高喷灌浆。喷射管下至设计深度后，首先进行喷射方向和角度调整，经检验合格后送入符合要求的浆液进行静喷，待孔口返浆达到标准且其它情况正常后，开始按照规定速度喷射提升。 8.4 喷射后回灌的控制 喷射结束后，立刻进行静压注浆回灌，非连续作业时采用新鲜浆液进行回灌。 9 结语 综上所述，高压喷射灌浆技术具有成本较低、施工速度较快、可靠性高等优点，采用该技术后，堤防堤基防渗效果明显，渗漏状况基本消除，堤防安全运行有了保障。文章结合笔者实际经验总结出了相关施工技术要点及质量控制方法，具有很强的参考性，可以为相关工程提供借鉴。 参考文献 1 庞毕辉.高压喷射灌浆法在坝基防渗处理中的应用J.广西城镇建设,2011 年 07 期 2 孙妍.浅谈水利水电工程施工中高压喷射灌浆技术J.科技与企业.2012 年 20 期
