高压旋喷止水技术在围堤防渗施工中的应用

巩 静

(葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概况

围堤填筑施工时，增设1#堤临时道路和2#围堤临时道路，临时施工道路与围堤结合部位采用爆破挤淤块石置换形成，与围堤联通，落底深，两条临时道路所在部位均存在通过块石体渗水情况，由于块石体的通水性较强，导致潮汐涨落影响厂区的正常施工。

此部位按常规土方闭气无法满足设计要求，确定拟采用闭气土连续墙与围堤闭气土连接形成整体处理方法，阻止大量海水渗入影响厂区施工。闭气土连续墙为单墙体，采用冲击锤贯槽处理，1#堤贯槽深度22.67m，2#堤贯槽深度22.07m，槽宽大于1.6m，每段各60m长，槽内填入土方作为闭气。由于降雨，厂区内的积水渗入及软基处理采用排水板堆载预压法固结排出的水，使地下水位不断提高，潮涨、潮落压差增大，槽身闭气土强度无法满足止水要求，局部被冲刷，出现严重漏水，不能达到正常的止水要求。针对以上情况，采用二重管高压旋喷桩进行加固处理。

2 加固原理及主要技术参数

高压喷射注浆法是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进水下淤泥的预定位置后，用高压脉冲泵将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置，向四周以高速水平喷入土体，同时钻杆以一定的速度逐步提升和旋转，浆液形成高压喷出后具有很大的动能，产生高速、高压的喷射流，借助高压喷射流能大量置换软弱层和挤密桩周土，能让粘土和水泥浆充分混合、胶结、硬化和固结成一个整体，以达到加固地基或止水防渗的目的。

本项目采用二重管法即浆液气体喷射法，是用二重注浆管同时将高压水泥浆和空气两种介质喷射流横向喷出，冲击破坏土体。在高压浆液和它外圈环绕的气流共同作用下，破坏土体的能量显著加大，最后在土中形成较大的固结体。

1#堤贯槽深度22.67m，2#堤贯槽深度22.07m，槽宽1.60m，每段加固处理长度为60.00m，共计120.00m。采用桩径900mm二重管高压旋喷桩，桩长22.00m，横向间距900@100双排布置，纵向900@200水泥采用PO.32.5，掺入量22%，掺入适量的化灌早强材料，加快固结。

本项目主要工程量高压旋喷成孔6600m，喷浆4197m3，槽内土方回填约1000m3。其施工流程为:放样定孔位→清障→钻机就位→旋转钻孔→搅拌水泥浆→旋转提喷→回灌→清洗设备→移位。

3 施工方法

3.1 桩位放样

根据设计桩位，经测量定出桩位中心，插上竹棒标记，根据基准点测量各孔口地面现状高程用以测出深度。

3.2 钻机就位

将旋喷钻机移至已经测量放出的桩位上，使钻杆头对准桩位中心，垫实、校正水平，使钻杆与孔位成一铅垂线，检查管路和喷嘴是否畅通。

3.3 旋转钻进提喷

启动旋喷钻机，旋转下沉，钻进至设计孔深。

在钻进到设计孔深前，配好部分水泥浆，按要求开启灰浆泵，10s后旋转提喷，保持旋喷至桩顶标高。旋喷结束后，将多余灰浆回灌桩顶或相邻桩顶。

3.4 清洗机具设备

旋喷结束后，提喷头出地面，把泥浆泵、钻杆等机具设备清洗干净，管内、机内不得残留有水泥浆。之后把钻机等机具设备移到下一孔位上待用。

3.5 灌浆施工参数

高压浆液压力。20MPa～25MPa，泵流量75L/min，泥浆压力1MPa～2MPa，空气压力0.6MPa～0.7MPa，浆液水灰比1∶1，提喷速度(130～200)mm/min，旋转速度(15～20)r/min，水泥掺入量450kg。

4 施工常见问题处理

4.1 相关压力无法达到设计要求

主要原因:(1)安全阀和管路接头处密封不严，有泄露现象;(2)泵阀损坏，油管破裂;(3)安全阀压力过低，或吸浆管内留有空气或密封圈泄露;(4)油泵调压不够。

主要处理办法:停机检查，经检查后压力自然上升，并以清水进行调压试验，以达到要求压力为止。

4.2 压力骤然上升

主要原因:(1)喷嘴堵塞;(2)高压管路清洗不干净，浆液沉淀或其他杂物堵塞管路;(3)泵体或出浆管路有堵塞。

主要处理办法:停机检查，先卸压，用针疏通，对堵塞管路进行疏通，正常后恢复施工。

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4.3 不冒浆或冒浆过大

主要原因有:(1)土层中有较大空隙，使浆液漏失，引起不冒浆;(2)喷射压力不够，旋转速度过慢，有效喷射范围与注浆量不相适应造成冒浆过大。

主要处理办法:适当调整施工参数，并查明现场地层的实际情况，必要时在水泥浆液中加入一定比例的早凝剂。

5 安全质量保证措施

5.1 安全施工质量保证措施

5.1.1 根据注浆作业的施工特点，按照国家《劳动保护法》发放相应的劳保用品，如安全帽、工作服、防护眼镜、橡胶手套、防尘口罩等。在岗前对员工进行安全知识教育培训，并持证上岗。

5.1.2 施工现场措施。加强对安全生产的管理，对职工进行安全生产教育，工地设置专职安全检查员，及时发现、处理安全隐患。制定各工种安全生产规章制度，严格施工程序，加强对桩机操作员的管理。施工机械由专人持证上岗，严禁串岗作业，严禁违规操作，不得违章指挥。

5.1.3 机械操作安全技术要点

高压泥浆泵内不得留有残渣和铁屑，各类密封圈套必须完整良好，无泄漏现象。安全阀中的安全销要进行试压检验，必须确保在规定达到最高压力时能断销卸压，决不可安装未经试压检验的或自制的安全销。指定专人司泵，压力表应定期检修，保证正常使用。

钻机操作人员应具有熟练的操作技能，并了解旋喷注浆的全过程和钻机旋喷注浆的作用。钻孔位置需经现场技术负责人确认，人与喷嘴距离应不小于600mm，防止喷出浆液伤人。

高压胶管使用时不得超过容许压力范围，胶管弯曲使用时不应小于规定的最小弯曲半径。

5.2 施工质量保证措施

5.2.1 放注浆管前，先在地表进行射水实验，待气、浆压正常后，才能下注浆管施工。

5.2.2 高喷施工时隔两孔施工，防止相邻高喷孔施工时串浆。相邻的旋喷桩施工时间间隔不少于48h。

5.2.3 采用32.5普通硅酸盐水泥作加固材料，每批水泥进场必须出具合格证明，并按每批次现场抽样外检，合格后才能投入使用。施工中所有计量工具均应进行鉴定，水泥进场后应垫高水泥台，覆防雨彩布，防止水泥受潮结块。

5.2.4 浆液水灰比、浆液比重、每米桩体掺入水泥重量等参数，均以现场试桩情况为准。施工现场配备比重计，每天量测浆液比重，严格控制水泥用量。运灰小车及搅拌桶均做明显标记，以确保浆液配比的正确性。灰浆搅拌应均匀，并进行过滤。喷浆过程中浆液应连续搅动，防止水泥沉淀。

5.2.5 严格控制喷浆提升速度在0.14m/min以下，喷浆过程应连续均匀。若喷浆过程中压力骤然上升或下降，出现大量冒浆、串浆等异常情况时，应及时提钻出地表排除故障，复喷接桩时应加深0.4m，防止出现断桩。

5.2.6 因地下孔隙等原因造成返浆不正常时，应停止提升，用水泥浆灌注，直至返浆正常后才能提升。

5.2.7 根据地质条件的变化情况及时调整施工工艺参数，确保桩的施工质量。

6 结语

高压旋喷止水施工，具有设备简单、施工方便、料源广阔、耐久性长且价格低廉、噪声和污染小等特点，在本工程防渗施工中得到了很好的应用。施工完毕后，经检测，浆液与围堤原闭气土结合紧密，加固和防渗效果十分理想，因此高压旋喷止水是一项值得推广的施工技术。

〔1〕史佩栋．适用桩基工程手册．北京:中国建筑工业出版社，1999.5．

〔2〕赵明华．土力学与基础工程．武汉:武汉理工大学出版社，2003．

〔3〕阎明力．地基处理技术．北京:中国环境科学出版社，2006．