混凝土防渗墙在取水枢纽导流围堰施工中的应用

范丹丹

【摘 要】利用高压喷射技术，在软基中钻孔内喷射水泥浆与被搅动的砂砾土颗粒混合凝结硬化而建成的地下连续墙。在取水枢纽导流围堰施工中得到了普遍的应用。

【关键词】导流围堰；混凝土防渗墙；施工

0 工程概述

某取水枢纽导流围堰堰顶长度418m，顶宽7m，顶高程552.5m，内外坡比均为542m高程以下1：1.5、542m高程以上1：1.8，平均高度16.5m。围堰堰体为土石围堰，围堰迎水面采用1m厚钢筋笼块石护坡，顶冲段加厚为3m。为保证围堰堰体的稳定性，544m高程以下采用0.6m厚高压旋喷混凝土防渗墙截渗。

本工程旋喷防渗墙施工采用三重管工艺、分三序完成高压灌浆。先施工Ⅰ序孔，再施工Ⅱ序孔，最后施工Ⅲ序孔。围堰上各个旋喷桩按桩号依次编号，1、5、9……孔为Ⅰ序孔，3、7、11……孔为Ⅱ序孔，2、4、6……孔为Ⅲ序孔。

1 混凝土防渗墙施工

1.1 施工工艺流程

定位→成孔→制浆→喷射提升→回灌成桩→结束。

1.2 施工方法

（1）定位：根据桩位及施工图纸放出高压喷射注浆孔位置，钻机就位。

（2）成孔：采用液压全功能钻机HTYM808套管（外径146mm）护壁法钻进成孔，孔径150mm，深度确保进入基岩1m。在起拔套管前向孔内下入直径110mmPVC管，防止塌孔，然后用液压拔管机拔出钢套管，用30m钢尺测量孔深，用测斜仪测量成孔孔斜。施工前在地面做高压射流破坏PVC花管的试验，合格后使用。

（3）制浆：使用42.5号普通硅酸盐水泥，采用ZJ～800型高速搅拌机制浆，搅拌时间不少于30秒。水泥浆自制备至用完的时间不超过4h，浆液过筛后使用，定时检测其密度。浆液制备采用合格水源，确保浆液质量。

（4）喷射提升：采用高喷台车作业，TTB180/10A（55）曲轴变量注浆泵压浆，HPB-90EX高压注浆泵压水，20m3/min空压机送风。带有单喷嘴的旋喷三重管下至设计深度、开始送入符合要求的水、气、浆，待注入浆液冒出孔口后，按设计的提升、旋转、搅动速度，自下而上边转动喷射边提升，直至设计终喷高程停喷。

喷射过程中，施工技术人员随时检查各环节的运行情况，并根据具体情况采取下列措施：

①接、卸、换管要快，防止塌孔和堵嘴。

②喷射因故障中断应酌情处理，因机械故障要尽力缩短中断时间，及早恢复喷射灌浆，如中断时间超过一小时，要采取补救措施，恢复喷射时，喷灌要多下0.5～1.2m，保证凝结体的连续性。

（5）回灌：高喷注浆完成后，由于浆液的析水作用，一般固结体均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现下沉现象，故应在完成注浆之后，停滞一段时间，根据浆液回落情况及时回灌，直至浆面不再下沉为止，回灌浆液一般采用邻孔高喷冒浆自流充填。

2 施工要点

2.1 钻机按设计桩位准确定位，并必须作水平、垂直校正，钻杆头对准桩位，其偏差不应大于5cm。

2.2 成孔偏斜率不大于1%。

2.3 成孔后，先将PVC管置入成好的孔中，拔出钢套管后，再将旋喷台车中的旋喷三重管插入孔底，及时按分组拟定的水灰比制备好水泥浆液，并应按以下步骤进行操作：

①按设计转速原地旋转旋喷管。

②按设计旋喷方法，输入水、压缩空气、水泥浆液，待泵压、风压和浆压升至设计规定值。

③按设计的提升速度提升旋喷管，进行由下而上的旋喷注浆施工。

2.4 水泥浆液经过严格过滤，按喷嘴直径设置两道过滤装置。在制备水泥浆液搅拌罐和泥浆泵吸浆搅拌罐之间设一道过滤网，在泥浆泵吸浆管尾部设一过滤器。

2.5 在旋喷施工过程中，定时测试水泥浆液比重，当浆液比重与规定值的误差超过0.1时，立即停止旋喷施工，并重新调整浆液水灰比。水泥浆液随配随用，在旋喷施工过程中连续不停地搅拌。

2.6 旋喷注浆过程中，按拟定参数检查调整水压、风压、浆压、浆液流量、空压机风量、钻机旋转和提升速度以及实际的浆液水泥耗用量。

2.7 旋喷注浆试验过程中，当地层中有较大空隙引起不冒浆时，在浆液中掺加适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定的土层范围内凝固，也可在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续旋喷；或向孔中加入粘土、砂、锯沫等堵漏材料。

2.8 当冒浆量过大时，通过提高喷射压力或适当缩小喷嘴孔径，或加快旋转和提升速度，减少冒浆量。

2.9 当旋喷管提升接近桩顶时，从桩顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷至桩顶，旋喷数秒，再向上慢速提升一段桩体。

2.10 旋喷作业完成后，不间断地将冒出地面的浆液回灌到桩孔内，直到桩孔内的浆液面不再下沉为止。

3 特殊情况处理

3.1 漏浆处理

发生漏浆现象，说明围堰基础存在一定的集中渗流区，对基坑的施工安全十分不利。因此在发生漏浆时，视严重程度采取停止提升或放慢提升速度的办法，让漏浆地层充分灌满水泥浆，从而达到充分固结的目的。

3.2 孤石处理

围堰基础以砂砾石为主，若遇到个别大的孤石。在高压旋喷过程中，根据钻孔记录，在喷至孤石深度时，采取上、下50cm加大旋转速度、放慢提升速度的办法，充分将孤石用水泥浆包住，从而使柱体连续完整。

3.3 事故停喷

在高喷过程中发生停电、停喷事故时，均采取重新扫孔、复喷的办法，扫孔底至停喷段以下1.2m，解决因停喷造成的柱体连续性问题。

4 质量检查及参数确定

旋喷试验结束7天后，在旋喷连续防渗桩体一侧用反铲开挖3m深一道窄槽，检查成桩质量及桩体搭接情况，同时在各区段内按规范规定钻孔取芯，对芯样进行渗透和力学实验，根据成桩质量、桩体搭接情况及试验成果优选确定施工工艺参数。

全部施工结束7天后，选择一处采用围井常水头试验进行质量检测，评价高压旋喷灌浆效果。

5 结语

本文详细介绍了混凝土防渗墙在取水枢纽导流围堰施工中的应用，掌握其施工要点对保证防渗墙的施工质量及安全尤其重要，并具有重要的经济意义。

[责任编辑：汤静]