高压旋喷灌浆生产性试验研究

刘晓钟，朱元文

(1.浙江省第一水电建设集团股份有限公司，浙江杭州 310052;2.浙江省围海建设集团股份有限公司，浙江宁波 315040)

0 引言

高压喷射灌浆是一种采用高压水或高压浆液形成高速喷射流束，冲击、切割、破碎地层土体，并以水泥基质浆液充填、掺混其中，形成桩柱或板墙状的凝结体，用以提高地基防渗或承载能力的施工技术.作为一种新型技术，已广泛应用于水库除险加固、围堰防渗处理等工程项目，是一种工效很高的防渗工艺.

百色某水库除险加固工程采用高压旋喷灌浆与基岩帷幕灌浆结合处理形成防渗墙.本工程采用HT－60高喷台车，施工工艺为三管法.根据规范[1－2］以及设计要求，为保证高喷灌浆成墙效果，在高喷灌浆施工前根据所采用的施工机械设备进行现场生产性试验，以确定合适的施工参数:注浆压力、注浆速率、提升速度等.

1 试验过程

该工程高压旋喷生产试验先后进行了三次高压旋喷灌浆试验，第1次小于1.1 m，达不到设计要求，第2次和第3次有效桩径满足设计要求，3次共完成9个孔的高压旋喷灌浆试验.

1.1 第1次高压旋喷灌浆试验

本次试验根据设计拟定的参数和以往施工经验初拟参数进行高压旋喷灌浆.

第1组(按设计参数):孔号XS-1(桩号1+234.4)，孔号 XS －2(桩号1+235.15)，孔距:0.75 m，灌浆孔深10 m.参数见表1.

表1 高压旋喷灌浆设计参数表

开挖检查情况:机械开挖约3.5 m，XS－1旋喷桩Φ 在0.9～1.1 m 之间，XS －2 桩体直径0.75 ～1.0 m之间，两桩之间可以搭接.但桩柱出现明显螺旋状.

第2 组(施工经验参数[3－5］):孔号 XS －3(桩号1+237.15)，孔号 XS －4(桩号 1+237.9)，孔距:0.75 m，灌浆孔深10 m.参数见表2.

表2 高压旋喷灌浆施工经验参数表

开挖检查情况:机械开挖约3.5 m，XS－5旋喷桩 Φ 在0.77～0.85 m 之间，XS－4桩体 Φ 0.8～0.91之间，两桩之间可以搭接，但桩柱出现明显螺旋状.

第3组(施工经验参数):孔号XS－5(桩号1+232.4).参数见表3.

表3 高压旋喷灌浆施工经验参数表

开挖检查情况:机械开挖约3.5 m，XS－1旋喷桩Φ在0.9～1.1 m之间，但桩柱出现明显螺旋状.

本次试验检查桩体均出现不同程度的明显螺旋状，旋喷效果不很理想，分析原因:

(1)输浆管路过长(100 m)造成高压水压力损失;(2)管路有漏水现象;(3)高压水表经送检发现数值有少许偏差.(4)水压力须增大至38～40 kPa.因此，决定采取相应调整措施后重做试验.

1.2 第2次高压旋喷灌浆试验

本次试验主要为设计院等地勘专家检查机械设备.孔号XS－6(桩号1+139.4)，孔深3 m.参数见表4.

表4 高压旋喷灌浆试验参数表

开挖检查情况:本试验位置在坝中，所以仅人工开挖1.5 m，XS－6旋喷桩最小直径在1.15 m.本次试验桩径大小均匀，效果理想，但因为其是单孔，无法检查墙体搭接情况，且灌浆深度有限，不具代表性，但本次试验验证了所采用的施工机械设备适用于本工程，而最终施工参数待下次试验成功后确定.

1.3 第3次高压旋喷灌浆试验

试验前对高喷设备进行了检查调整，压力表经校检合格，灌浆管路长度为50 m、无漏水，且增大高压水嘴口径.

第1组(按设计参数):孔号XS－7(桩号0+475.0)，XS －8(桩号 0+475.75)，孔距:0.75 m，孔深7 m.参数见表5.

开挖检查情况:机械开挖，XS－10旋喷桩直径在1.2～1.3 m 之间，XS－11 桩体 Φ1.2 ～1.3之间，两孔有效桩径2.0～2.1 m，两桩之间搭接完好，有效搭接0.8～0.9 m.

第2组(按设计参数):孔号XS－9(桩号0+477.0)，孔深7 m.参数见表6.

开挖检查情况:机械开挖，XS－12旋喷桩Φ在1.25 ～1.3 m 之间.

从现场开挖情况看效果理想，完全达到设计要求.

2 试验结论

通过三次高喷灌浆试验，第2次和第3次实验桩体直径大小均匀，满足设计要求.特别是第3次经过压力表校正，且两个高压水嘴Φ由1.9 mm换成2.0 mm，高压水的排量达到80～85 L/min.高压泵转速增大到1 150～1 200 r/min.从而使试验成果满足设计要求，因此最终主坝高压旋喷灌浆参数见表7.

表5 高压旋喷灌浆试验设计参数表

表6 高压旋喷灌浆试验设计参数表

表7 高压旋喷灌浆试验参数成果表

3 结语

高压喷射灌浆施工技术虽已成熟应用，但目前一般工程仍仅依靠经验施工，并未进行有效生产性试验，容易产生灌浆效果不理想，施工质量难以达到设计要求.因此，笔者认为，施工前通过结合工程使用机械设备、工程实际地质条件，进行合理的生产性试验，以实际论证、确定恰当的施工技术参数，同时通过生产性试验，为施工积累经验，将提高我们高压喷射灌浆技术水平，确保工程施工质量.

[1]夏可风，孙 钊，查振衡，等.DL/T 5200－2004水电水利工程高压喷射灌浆技术规范[S］.北京:中国电力出版社，2005.

[2]夏可风，赵存厚，肖恩尚，等.DL/T 5148－2012水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S］.北京:中国电力出版社，2012.

[3]刘文清.水利水电防渗工程施工工艺与技术标准实用手册[M］.合肥:安徽文化音像出版社，2004.

[4]徐至钧，全科政.高压喷射注浆法处理地基[M］.北京:机械工业出版社，2004.

[5]邓林书.高压旋喷灌浆技术在大坝防渗处理中的应用[J］.技术与市场，2010，17(9):39 －41.