简述高压摆喷防渗墙的施工工艺

孙 晖

(山东省临沂市兰山区水务局， 山东 兰山 276003)

简述高压摆喷防渗墙的施工工艺

孙 晖

(山东省临沂市兰山区水务局， 山东 兰山 276003)

本文以临沂市施庄水库工程为例，详细介绍了高压摆喷防渗墙的技术原理、施工流程、施工方法和施工注意事项等施工工艺措施，为类似工程防渗墙的施工提供参考。

水库防渗； 高压摆喷； 工艺措施； 施庄水库

施庄水库位于山东省临沂市兰山区，是一座承担泄水防洪、农田灌溉、居民供水多重作用的中型水库。为减少水库水量渗漏，在北堤采取施打0.3m厚三重管双高压摆喷防渗墙进行堤堰防渗。摆喷桩长24m，顶高程7.00m，底平均高程-17.00m，加固体积2789.06m3,桩机宽4m，每幅摆喷之间搭接长度不少于300mm，设计孔距1600mm，地质勘查得知地层部分为砂层。

1 工艺原理

三重管高压摆喷是通过三重注浆管路分别输送水、水泥浆、空气，利用泵和空压机等设备产生30MPa高压的水射流对土体进行切割，然后利用不低于25MPa的水泥浆对土体再次切割，同时注入压力0.8MPa的圆筒状气流，在高压水、高压水泥浆和圆筒状气流同轴切割土体时形成搅拌混合物，随着钻杆的提升和喷嘴摆动，在地下体层中形成扇状水泥土凝固体，从而达到防渗作用。

2 高喷灌浆试验技术参数

在高压喷射注浆作业初期，先选择地质条件具有代表性的区段进行高压摆喷注浆试验，以对布孔方式、孔距以及喷射流量、压力、摆速和提升速度等工艺参数进行调整和完善。试验结束后，对防渗墙体均匀性、整体性和渗透性进行检验，确定高压喷射灌浆施工技术参数见下页表。

高压喷射灌浆施工技术参数表

3 工艺流程

高压摆喷桩施工工艺流程图如下图所示。

高压摆喷桩施工工艺流程图

4 施工方法

4.1 场地清理及平整

施工前，利用推土机、挖掘机将地上的障碍物清除干净，并将施工作业场地修理平整，以便钻机就位施工和前进作业。

4.2 测量放线

根据施工设计图纸对施工场地测量放线，确定高程桩、定位桩等位置，并用混凝土块做好标记，误差控制在2cm范围内，放样完成自检无误后由监理人员进行复测确认。由于高压摆喷桩的桩距为1600mm，搭接长度为300mm，桩中心就是每一排桩的起始点之间的中心，两桩中心之间的距离均为1600mm，因此放样时，用定位线标识出桩中心，确保每根高压摆喷桩的位置准确无误。

4.3 开挖沟槽

高压摆喷桩正式作业前需要用小型挖掘机进行导流槽开挖，并清除槽中余土，导流槽深0.5～0.7m，宽1.2m。

4.4 定位线与高压摆喷桩孔位定位

沿堤坝平行方向确定定位线，相邻定位点之间不超过20m，根据摆喷桩的1200mm水平间距，在平行定位线上进行划分标记确定高压摆喷桩的孔位定位。

4.5 桩机就位及校正

将桩机移动到施工指定位置，移位时做到平稳可靠，就位后对其定位线和桩位进行复测，定位误差控制在2cm以内，并利用机械自身的水平装置对其垂直方向和水平方向进行调节，确保满足作业安全和施工保证的要求。

4.6 桩长控制标记

根据地形和防渗要求的不同，高压摆喷桩防渗墙的深度是变化的，因此要根据设计图纸的深度要求在钻杆上做好标记，确保高压摆喷桩满足设计桩长要求。

4.7 水泥浆液拌制

灌浆采用42.5级普通硅酸盐水泥，且通过4900孔/cm2筛的筛余量不大于5%,水灰比为0.9～1.0，使用电子计量秤分别控制水和水泥的重量，在桩机附件配备一只储量55t左右的水泥罐，利用机械拌浆方式拌制水泥浆[1]。

4.8 高压摆喷桩钻杆下沉

通常在钻杆下沉过程中高压水和高压浆均不需要开启，但是由于工程防渗墙摆喷桩的桩距较长，桩墙较深，需要在钻杆下沉过程中开启高压水，压力不小于10MPa，这样一是有利于钻杆下沉比较顺利，二是有利于钻杆下沉过程中形成较大的桩径，满足设计要求。

4.9 钻杆提升、喷浆

当钻杆钻至桩底设计标高时，控制好摆喷和喷嘴的方向，通过限位器将旋转运动方式改为摆动方式后依次启动水、浆、空气的泵和空压机，按照高压喷射灌浆施工技术参数进行摆喷，当浆液返出孔口后向上提升摆动，这时控制钻杆每分钟提升20cm左右，摆动速度为每分钟10次左右，摆角30°，当钻头提至距桩顶设计标高1.0m左右时放慢提升速度，到达桩顶后静喷0.5min。在喷嘴结束喷浆后，将喷射器取出，用清水将喷头和机具冲洗干净，防止管路被泥浆堵塞。

4.10 清除残渣余土

喷浆过程中不可避免的有一些少量泥浆被置换到沟槽内，应用人工或小型挖掘机将泥浆清理出来，防止泥浆发生硬化，影响后续施工。

5 施工注意事项

a.水泥浆液要进行过滤处理，根据喷嘴直径要求分别在水泥浆液搅拌罐和泥浆泵吸浆管入口以及泥浆泵吸浆管尾部各设一道过滤网。

b.在高压喷射注浆作业过程中，对水泥浆的进浆比重和回浆比重应不定时测量，确保水灰比偏差不超过0.1，若超过则停止供浆，待重新调制的水泥浆比重满足要求时再恢复作业，水泥浆的搅拌在注浆作业时不能停止[2]，随用随配，一次搅拌量宜为1.0m3。

c.喷射作业应分两序施工，先喷射一序孔，后喷射二序孔，两序孔喷射间隔应大于24h，相同序孔的摆角相同。如果在喷射注浆作业时对喷射管进行拆卸或调整，重新喷射时相互之间的搭接长度需超过0.2m。

d.施工过程中水、浆、气应连续不中断。若由于特殊原因中断时，迅速将高压喷杆下沉到停止供应位置以下0.4m左右，直到供应恢复正常后再边喷浆边提升，如果停止供应超过2.5h时，则用清水对输浆管路和供应泵进行清洗，防止发生堵塞[3]。

e.注浆摆喷完成后，会有浆液不时冒出地面，这时应将冒出的浆液重新灌入喷浆孔内，直到浆孔内的浆液不再发生下降。当喷浆孔作业完成后，用清水将管路内的剩余浆液全部排尽，清洗钻杆等钻具设备，将喷杆架起。

6 结 语

实践证明，采用高压摆喷防渗墙进行水库防渗，技术较成熟，受周围环境制约小，成本低，质量可靠，防渗效果明显，是一项在水库防渗工程中值得推广的水利工艺方法。

[1] 卢正雷，孙德震，刘恩胜.高喷截渗墙在泵站工程基坑开挖中的应用[J].水利建设与管理,2011,31(2):30-32.

[2] 张碧峰.高压旋喷灌浆施工技术的应用[J].甘肃水利水电技术,2004,40(2):160-161.

[3] 成雷.水泥土搅拌桩截渗墙在明渠工程中的应用[J].东北水利水电,2016,34(8):19-21.

On construction technology of high pressure jet-grouted cutoff wall

SUN Hui

(Shandong Linyi Lanshan District Water Bureau, Lanshan 276003, China)

In the paper, Linyi Shizhuang Reservoir project is adopted as an example for introducing technical principles, construction flows, construction methods, construction precautions and other construction technology measures of high pressure jet-grouted cutoff wall are introduced in detail, thereby providing reference for the construction of cut-off walls in similar projects.

reservoir cut-off; high pressure jet-grouted; technology measures; Shizhuang Reservoir

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.08.003

TV543+.8

B

1005-4774(2017)08- 0008- 03