高压旋喷技术在红旗水库闸基加固中的应用

(沈阳利鑫土木工程有限责任公司， 辽宁 沈阳 110179)

高压旋喷技术在红旗水库闸基加固中的应用

王春娟

(沈阳利鑫土木工程有限责任公司， 辽宁 沈阳 110179)

本文依据盘锦红旗水库除险加固闸底板旋喷桩基础处理施工过程，阐述了旋喷桩的施工工艺、选用的主要施工设备、采用的施工参数，提出了施工中的注意事项和易出现的质量问题，为类似地基基础处理提供借鉴。

旋喷桩；红旗水库；闸基；加固

1 概 述

1.1 工程概况

红旗水库位于辽宁省盘山县境内，工程等别为Ⅱ等，红旗水库的挡水土坝为均质土坝，总长1630m，坝顶高程8.20m，坝顶宽6.0m，迎水坡比1∶2.5，背水坡比1∶3.5。泄洪闸的新建闸位于主河槽段，为35孔平板钢闸门泄洪闸，闸门尺寸6.0m×2.0m(宽×高)，闸底板高程2.70m。工程于1992年建成。泄洪闸之间由土坝连接。

1.2 应用背景

红旗水库除险加固主要内容有：挡水土坝加固维修、重建浅孔闸、35孔新建闸及深孔闸加固维修等。35孔闸场地内判定液化地层为粉土③层、④层，根据《水利水电地质勘察规程》(GB 50287—1999)中附录N的规定，采用标准贯入锤击数法，闸基上在15m深度内第③层粉土、第④层细砂不液化。但第27～32孔闸底板持力层在库区一侧下方存在软弱下卧层，由沉降不均造成27～32孔闸段沉降。所以设计采用旋喷桩进行地基加固处理，以确保其稳定。

2 旋喷桩施工

2.1 闸室基础处理要求

处理范围为第27～第32孔底板，旋喷桩钻孔直径为130mm，成桩直径为1.5m，孔中心间距为2.4m，钻孔中心距底板上游端部1.0m，钻孔深度达到底板下部2m，采用三管法施工。在正式旋喷施工前，先在现场附近选择类似地质条件进行2～3根试验桩试验，根据施工工艺及旋喷效果确定施工参数[1]。

2.2 旋喷桩施工

2.2.1 施工准备

a. 制浆采用固定式集中制浆站(规模为15m3/h)。集中制浆站占地面积100m2，主要设备包括水泥罐、喂料计量器、高速浆液搅拌机、贮浆桶、输浆泵和输浆管路等。集中制浆站制备1∶1～1∶1.5的水泥浆，由输浆泵通过输浆管路直送或转送灌浆作业面。

b. 制浆站、钻灌用水取自深水井，单独设立φ50mm输水管路供水。施工用电取自右岸100kVA施工变电站，用专用电缆引线设立独立电源，设置若干个配电箱，再分至集中制浆站和各钻灌机组。

c. 钻孔、灌浆在混凝土面上施工产生的废水、废浆，经常用压力水冲洗，保持作业面清洁，废水、废浆经排浆沟自排或抽排至坝外沉浆池，以免污染施工场地。

2.2.2 浆液材料

a. 浆液在旋喷施工前进行室内浆液配合比试验，试验内容为不同比级浆液的搅拌时间、比重、黏滞度、析水率、凝结时间和水泥结石抗压强度等。旋喷桩水泥采用普通硅酸盐袋装水泥,强度等级为42.5MPa。

b. 浆液搅拌用水符合拌制混凝土用水要求，拌制浆液时水温控制在30℃内。根据试验浆液条件，如果需要掺加外加剂，其质量标准满足设计及相应规范标准要求，其最优掺加量由室内试验和现场旋喷试验确定，能溶于水的外加剂以水溶液状态加入。

2.2.3 主要机具设备

主要机具设备见右上表。

主要机具设备规格表

2.2.4 现场旋喷试验

a. 该工程中采取三管法高压旋喷施工方法，进行旋喷桩施工时，钻孔、灌浆采用打一跳一法，待相邻桩体强度符合设计要求后再进行施工，即先1、3、5……，后2、4、6……。钻孔按设计参数严格控制，钻孔深度可通过钻杆长度量取或将钻杆提出后用测绳测量，并检查垂直度，钻进中对钻孔所发生的正常和异常情况及时进行记录并勾绘草图。灌浆孔压水采用“简易压水”。制浆材料使用前进行称量，称量误差控制在5%以内。纯水泥浆使用高速搅拌机拌制，搅拌时间不少于2min，浆液使用前过筛，从制备至用完的时间不超过4h。集中制浆站制备1∶1～1∶1.5纯水泥浆，先加水，后加水泥。浆液经过滤器，并通过输浆管路输送至高喷台车施灌。当因机械故障、设备损坏、停水停电、地质方面等原因引起灌浆中断，且在30min内无法恢复灌浆时，则冲洗钻孔等待复灌，若冲洗无效则重新扫孔补灌。

b. 施工工艺流程如下页图所示。

旋喷桩施工工艺流程图

c. 主要施工参数：三重旋喷管直径9cm，喷水嘴直径1.8mm，喷浆嘴直径6.0mm；送水压力30MPa，流量80L/min；送风压力0.7MPa，流量800～900L/min；喷浆压力0.9～1.0MPa，流量80～100L/min；提升速度15～25cm/min，旋转速度20～35r/min；回浆比重≥1.2。

3 质量保证措施

a. 钻孔控制，施工前对孔位进行测量放样，施工时复测，开孔位置在任何方向偏差不大于10cm；孔径要保证设计要求的最小孔径，选择满足设计要求的钻头、钻具施工；孔深要满足设计要求；严格控制钻孔倾角在允许范围内；孔序要严格按设计分序施工，不得随意安排。

b. 旋喷控制，原材料进场后要进行检测，合格后才能使用；严格按监理人批准的施工技术参数施工，先在地面进行浆、气试喷，严格控制各道工序压力；按设计水灰比施灌，浆液拌制经两道过滤网过滤，插管过程中边射水、边插管，水压力不超过1MPa，防止喷嘴发生堵塞，严格按规范要求变换浆液；旋喷灌浆保持全孔连续一次作业，拆卸或安装注浆管动作要快，供水、供浆要保证连续，以防发生埋钻、埋塞和喷浆中断等质量事故，封孔要密实，防止人为造成渗浆通道；在注浆过程中经常检测进浆、回浆比重。

c. 施工记录要确保真实可靠，钻孔记录真实反映孔内情况，包括旋喷压力、旋喷速度、提升速度、浆液配比、喷射流量等技术参数，对照地质条件、加固补强要求，从有利于提高成桩效果和桩体质量的角度出发，进行详细记录，必要时进行绘图[2]。

d. 桩体质量检测，旋喷桩成桩后要进行桩体直径、完整性等性能检测，检测数量不少于总桩数的2%，并不得少于3根。

4 影响成桩质量主要因素及预防处理措施

a. 喷射管分段提升时，接头处搭接长度不够，甚至没有搭接造成断桩，要配备熟练的技术工人操作，定岗、定责，严格奖惩制度，施工时控制好旋喷的标高，保证搭接长度不小于0.1～0.2m。

b. 地质条件变化造成缩颈，土层密度增大，喷射压力偏小，提升速度过快，喷射过程出现故障等，都会出现类似情况。高压旋喷是利用高压流喷射成桩，参数设置与土质种类、密实度密切相关，要准确掌握地质分层资料，根据不同土质随时调整参数，动态管理，通过试验选择合理的参数和控制措施，确保成桩质量。

5 结 语

高压旋喷桩施工时，根据不同的土层地质条件，确定合理的施工工艺和施工技术参数至关重要；配备熟练的技术工人和良好的设备是成桩质量的保障。红旗水库第27～第32孔新建闸底板通过精心组织和施工，旋喷桩达到了设计要求的加固补强效果，再没有出现沉降等现象，运行效果良好，类似工程可借鉴参考。

[1] 周敏. 盘锦市红旗水库除险加固设计[J]. 水与水技术，2011(5)：308-311.

[2] 蒋学武. 高压旋喷技术在穿黄导流围堰工程中的应用[J]. 海河水利,2010(3)：42-44.

Applicationofhigh-pressurespinningtechniqueinthereinforcementofHongqiReservoirgatebase

WANG Chunjuan

(ShenyangLixinCivilEngineeringCo.,Ltd.,Shenyang110179,China)

In the paper, the construction technology, main selected construction equipment and adopted construction parameters of jet grouting piles are described according to the treatment construction process of risk removal reinforcement sluice board jet grouting pile foundation treatment in Panjin Hongqi Reservoir. Precautions in construction and possible quality problems are proposed, thereby providing reference for treating similar foundations.

jet grouting pile; Hongqi Reservoir; gate base; reinforcement

TV554

：B

：1005-4774(2017)09-0006-03

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.09.002