高压摆喷灌浆防渗墙施工技术的应用

吕春伟

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, successfully 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, good 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19.97×108m3，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，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119.46～116.96m。

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（25°～30°）来回摆动，不断向上提升注浆管,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17.46～14.96m，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80～120L/min，喷嘴孔径2～3mm；

压缩空气：气压 0.7MPa、排量0.4～1.8m3/min，喷嘴孔径1～2mm；

浆液：压力1～3MPa，流量100～150L/min，喷嘴孔径10～14mm；

进浆比重： 1.37～1.5g/cm3、排量60～160L/min；

注浆管外径：75mm

提升速度：8～18cm/min；

摆动角度：25～30°；

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Ⅰ序孔，后施工Ⅱ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：波美度40°Be′，模数3.1～3.4

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119.46～116.96m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-400型潜孔钻机，造孔并跟入套管，钻孔直径ф110～140mm，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1∶1～1∶1.5。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。