高喷防渗墙技术在泵站施工中的应用探究

李剑辉

摘要： 防渗墙就是修建在地下透水层的挡水建筑物用于防止地下水渗漏在水利工程、地铁站和房建等基础处理领域应用较为广泛，一般应用较广泛的有防渗墙、地连墙、灌浆、高喷等能起到很好的防渗效果但施工工艺要依着地层而定，本文从防渗墙施工工艺进行研究，对以后工作起指导意义。

关键词：高喷防渗墙；泵站；防渗；施工

中图分类号：TU74文献标识码： A

引言

近年来，随着国家对水利水电工程的重视，许多大型的水闸、泵站和其他水利水电设施的建设都在逐步的增加。水利水电工程建设中很重要的一点就是防渗，如果这个关键点不能达标，那么这个工程就是很失败的。高喷防渗墙技术的出现，使防渗问题得到了很好的解决，这项技术将是水利水电行业今后很长一段时间内的研究热点。

1 防渗墙原理

高喷防渗墙技术是指利用钻孔中喷出的高压喷射流，切割破坏土体，随着喷射流进来的还有混合泥浆，这些泥浆与切割的泥土混合到一起，随着钻孔喷嘴运动的方向，进行混合，按照设计的要求构筑成防渗的凝固体，达到防渗的效果。防渗墙技术由于成型比较快，防渗效果好，广泛的应用到各种土层，用来解决水利设施的防渗[1]。

2 高喷防渗墙施工要点

2.1 施工前控制要点

施工准备阶段，项目管理人员要编写完整的施工控制方案，对钻机要进行实地的测试，验证是否满足工程施工要求，做好场地的平整，完成测量放样，将钻孔的圆心和中心线标示出来，孔位和中心线的误差应该严格控制，误差范围应该在允许范围内。机械设备要进行严格的检查备案，确保原材料的质量，做好材料的检验和实验，并将检验数据备案。

2.2 施工过程中控制要点

施工过程中控制对于工程的质量非常重要，因为泵站施工完成后，隐蔽性比较强，不容易检查，所以在施工过程中要严格的控制。这里我们所考虑的施工过程中控制要点主要是钻孔和喷浆两方面。

2.2.1 钻孔过程控制

防渗墙施工时，钻孔是很关键的，这直接关系到泵站防渗性能，钻孔过程中我们要严格控制下面的要点：

 泥浆控制。泥浆在钻孔中的作用有两个，一个是润滑，另一个是清污。在钻孔的过程中，泥浆可以保护钻头，同时也为钻孔提供良好的护壁[2]。泥浆的主要成分为优质膨润土，辅料为粘土，比重应在1.2-1.3之间，粘度控制在17-20 s之间，胶体率大于90%，砂的含量不小于4%。

 钻机定位控制。钻机的位置应该严格控制，钻头应该正对孔位圆心，误差应控制在2 cm以内。钻机放置应该平稳，底盘四角的水平误差小于1 mm。钻杆放置应该垂直，用仪器检查，误差应该小于0.5 mm。

 钻机钻孔控制。钻机施工过程中，行进方式有两种：正向循环钻进和反向循环钻进[3]。实际施工时可以根据施工要求和地质情况来选择，钻进过程中这两种方式不能随意的切换，整个过程中只能采用一种方向钻进。钻进过程中要时时的对孔位和钻杆进行检查，一般来讲钻机每钻进5m，都要对钻孔的垂直度和钻杆的倾斜度进行一次检查，发现错误时及时的更正，确保误差在施工要求许可范围内。

2.2.2 喷浆作业控制

钻孔完成后要及时的进行喷浆作业，喷浆时我们要注意两个方面：

1）材料及制浆控制。这时的浆体与钻机钻进过程中的浆体不同，这个浆体的主要作用是凝固成形达到防渗的效果。浆体的主要成分是水泥，水泥浆要随用随配，严格的控制配合比，水泥使用前要过筛，筛孔大小要严格控制，使用高速搅拌机水泥浆搅拌时间大于30s，使用普通搅拌机水泥浆搅拌时间大于90秒。

2）喷浆过程控制。喷浆时要严格的控制施工顺序：

 钻孔经验收合格后，才能进行高喷灌浆。

 相邻钻孔进行高喷灌浆间隔时间不小于24 h。

 下喷管前，应进行现场测试。

 下喷射管时，应防止喷嘴堵塞。

 喷头到达设计深度后，应先按规定参数送浆、水、气进行静喷，待浆液返出孔口、情况正常后方可开始高喷灌浆。

 高喷灌浆应连续作业，每当拆卸喷射管后，应进行复喷，复喷深度不小于0.2m。

 灌浆过程中出现啊异常，应查明原因，及时处理。

 灌浆结束后，应利用孔口回浆或水泥浆液及时回灌，直至浆液面不下降为止。

 施工中如实记录高喷灌浆的各项参数、浆液材料用量、异常现象及处理情况等。

2.3 施工结束控制要点

施工结束时的控制要点主要是施工质量的检查，包含一下几个方面：

1）检查部位的确定。检查部位应该重点考虑布置在地层复杂、施工过程中漏浆严重或可能存在质量缺陷的部位。

2）开挖检查。完成喷浆后，应该进行开挖检查，如果发现墙体表面均匀连续平整，没有凸起和空隙，具有明显规则性，墙体搭接轮廓分明清晰，这样的墙体是合格的。

3）高喷墙围井检查。喷浆施工一个月后，墙体已经凝固完成，为了检查旋喷桩的搭接效果，在高喷连续墙轴线的下游两个角，每个角上放置一个围井进行质量检查。围井采用旋喷法完成下部封底和上部封顶，凝固完成后，然后进行了注水试验。

4）取芯检查。取芯检查是为了保证喷射柱内部合格，达到施工要求。由于喷射的浆液采用的是水泥浆，凝固后硬度较强，可以达到防渗的效果。施工结束后待水泥凝固完成后，进行开挖取芯，取芯时要取不同的部位，不同的桩，这样才能保证检查的准确性。如果取出的芯中的凝固体，发现水泥、砂和卵时紧密结合，成为一体，柱芯为圆柱状并且具有一定的强度，这样就说明水泥柱合格。

3 施工影响因素及质量控制措施

3.1 施工影响因素

防渗墙质量的影响因素有很多，施工时考虑的要全面，这样才能保证施工的质量。从整体上讲影响因素主要有工程的类型、成本、原材料质量和施工环境等等，具体到施工过程上来讲主要是泥浆和喷射浆的配置、喷射的压力、浆液的流量、喷嘴直径大小及数量、喷射管旋转速度、摆角及摆动频率、提升速度、孔距与板墙的布置形式等等，这些因素在施工时要特别注意，不能只重视其中一点，而不考虑全面。

3.2 钻孔质量保证措施

1）不可盲目追求钻孔进尺。钻进过程中要特别注意地质状况，由于不同的土层硬度也不同，钻机钻进的速度也不同，根据不同的土层情况，应该时时的调整钻机压力，控制钻机钻进速度，在砂卵石层时，钻进效率较高，这时不可盲目增加钻机压力达到快速钻孔的目的，应该密切关注空口返回岩屑，及时调整钻机参数，防止因岩屑产生过多来不及返出而造成人为卡钻事故，影响钻孔工效。

2）避免新旧套管混用。由于护壁套管使用比较频繁，损坏率也较高，部分旧套管的外壁及丝扣在使用过程中已受到不同程度的磨损，在钻机进行深孔钻进时，如果采用新旧套管混用，孔内发生脱丝和断管的概率也会增大，影响成孔效率[4]。

3）严格控制钻孔偏斜。高喷防渗墙施工过程中，钻孔偏斜会直接影响墙体是否可靠的搭接。施工时为了防止钻孔偏斜可采用如下措施：钻机就位后，及时调整钻机处于水平位置，钻杆保持垂直；开孔时应采用大一级钻头，在钻进到卵石层后要反复上下活动，避免土层中的砾石造成钻孔偏斜；下入跟进套管要反复校对垂直度，如偏斜超出允许度后，拔出套管，回填砂砾石料，重新在原处开孔。

4 结语

高喷防渗墙技术在水利水电领域应用已经很广，近年来越来越多的基坑和坝基都在采用高喷灌浆进行防渗加固处理。本文主要是针对泵站建设中高喷灌浆防渗墙的施工，结合笔者多年的施工经验，对施工中的要点进行说明，并给出一系列改进措施。

【参考文献】

[1] 李泽刚,孙阳.高喷防渗墙在莲湖泵站的运用[J].水力发电,2006,32(4):50-51.

[2] 朱小刚.高喷防渗墙施工技术与应用[J].铁道建筑,2004,(10):52-53.

[3] 秦世润.高喷灌浆在高喷防渗墙工程施工中的应用[J].科技情报开发与经济,2010,20(12):192-194.

[4] 严海波,陈咏梅.高喷技术在施工围堰中的防渗应用[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(3).