淺談振動射沖防滲墻+高噴灌漿施工技術與質量控制

方 艷 歷維維

（1、黑龍江省蘿北縣寶泉嶺農場水務局，黑龍江 蘿北 154211；2、黑龍江省蘿北縣寶泉嶺農場，黑龍江 蘿北 154211）

1 工程概況

黑龍江省引嫩擴建骨干一期工程新建北引渠首泄洪閘位于現進水口下游約400m處,樁號為2+473.5～2+697，泄洪閘為12孔，每孔凈寬16m。

大江截流后，江水由導流明渠輸送到下游，泄洪閘在圍堰圍成的基坑內進行，圍堰頂高程為179.80m，圍堰頂寬7.0m，坡比為1:2.0，圍堰材料選用就地取材的砂礫料填筑。為確保施工的順利進行，沿圍堰軸線設置一道防滲墻，截滲墻底高程156.00m，防滲墻底高程直接深入粘土層以下0.5m，墻深23.80m，使整個基坑形成封閉，保證基坑內施工。

2 振動射沖防滲墻+高噴灌漿方案

振動射沖防滲墻施工工藝，是最近研究開發的一種新型地下連續墻施工新工法，是專利技術。主要適用于江河、水庫、湖泊的堤壩垂直防滲加固工程。在此之前已在山東、河北、陜西的二十多座水庫大壩的防滲中得到應用，效果良好。

采用“振動射沖防滲墻+高噴灌漿方案”綜合方案是基于以下原因：北引渠首泄洪閘處有拋石等地下不確定因素的影響，單純采用振動射沖防滲墻很難單獨完成；卵礫較為集中的地段振動射沖工效較低，適用性差。采用綜合方案可發揮技術各自的優勢。2008年“振動射沖防滲墻+高噴灌漿方案”曾在山東峽山水庫泄洪閘320m長的圍堰防滲中得到應用，基坑開挖后基本不用外排水。本方案設計墻體指標如下：彈性模量1000-5000MPa，抗壓強度1-5MPa，滲透系數小于1×10-6cm/s，最小墻厚0.3m，比降不小于50。

施工程序為：測量放線→開挖導溝→泥漿系統準備→開槽施工→槽孔澆筑。

材料配比：為適應堰體變形，采用低標號的塑性墻體，因此墻體材料采用水泥、粉煤灰、粘土為主材，墻體指標達到設計指標要求。新拌混合漿液失去流動性的時間不宜小于8h，固化時間不宜大于16h。

主要設備數量及工期：鉆噴一體高噴設備2臺套，每套動力160千瓦，振動射沖設備2臺套，每套動力80千瓦，合計動力480千瓦。工期2個月。

優缺點：①優點：施工質量可以滿足臨時圍堰防滲的需要；振動射沖施工速度快，防滲墻整體防滲性能好，鉆噴一體鉆機可解決復雜地層的防滲施工，可以滿足工期要求；可較好解決高噴水泥漿的浪費問題，減少水泥用量，同時節省電力；臨建工程量小，工程造價最低。②缺點：需要兩種方案的配合，增加一道施工工序；防滲性能低于方案1但高于方案2。

經以上綜合比較認為，方案3經濟實用，可滿足工期及質量的要求。

3 圍井實驗

通過圍井試驗來驗證振動射沖+高壓旋噴防滲墻施工工法在本地層條件下成墻的可行性，測試所形成防滲墻的防滲性能及其它墻體指標是否滿足設計要求。并通過現場試驗施工，得出單套設備的施工工效，為滿足工期強度所需設備臺套的測算提供依據。通過圍井試驗測得各種施工參數（例如泥漿比重等）。

泄洪閘工程施工通過對圍井的抽水及注水試驗，施工方案3形成的防滲墻的滲透系數為2.2-8.3×10-7cm/s，滿足設計要求，考慮施工現場地質條件，采用振動射沖防滲墻+旋噴相結合的施工方案是合理可行的。建議在施工中根據先導孔的情況，保證截滲墻深入到高液限粘土層1.0m。

4 截滲墻施工具體措施

4.1 概述

根據本工程的工程地質條件，在169.01m-172.18m頂高程有4.95m-9.80 m厚連續分布、中密的級配良好細礫，且擬建泄洪閘處有拋石等地下不確定因素的影響，遇到該層采用振動射沖無法進行，通過現場截滲施工試驗和導流明渠開挖也充分證明了這一點。參考類似工程經驗并經進一步與建設、設計、監理等共同研究，以及圍井實驗結果，決定采取振動射沖與高壓旋噴相結合綜合方案施工。采用綜合方案可發揮技術各自的優勢，形成互補。

基本原理是：在動力系統的驅動下，成槽裝置進行豎向的快速往復運動，帶動切刀對原始地層進行擠壓、破碎，并將部分（或全部）地層顆粒置換出地面，形成槽孔，成槽的自凝灰漿形成連續防滲墻。振動射沖連續墻施工技術目前已在國內十幾項工程中得到廣泛應用，完成防滲面積8萬余平方。墻體厚度從12～50cm,施工最大深度超過22m。

4.2 組合施工工法各自的施工范圍

依據現有的試驗資料，自堰頂高程179.8以下11m范圍內可以較為容易的建造振動射沖防滲墻，其下12.8m深度需采用鉆噴一體旋噴樁與上部防滲墻連接成整體，兩種工法所完成的工程量比例約為1：1。

4.3 施工工法流程

組合施工工法將振動射沖防滲墻和高噴灌漿作為綜合施工技術的兩道工序，首先進行振動射沖防滲墻施工，在漿液未達到終凝之前完成其下的高噴灌漿施工，高噴灌漿采用鉆噴一體不分序施工技術，可將防滲體混合成一個整體，從而提高防滲性能，工法流程見試驗段布置示意圖。

4.4 施工工藝

（1）振動射沖施工工藝

振動射沖施工工法為槽孔連續開槽灌注，大大提高防滲墻的連續性，具體的施工方法是：先采用振動射沖工藝形成厚度不小于0.3-0.5m的連續墻體，然后利用鉆噴一體化的旋噴設備解決局部復雜地段深度不夠的問題，確保防滲墻體進入粘土隔水層的深度，起到良好的防滲效果。

（2）兩管法高噴灌漿

擬定在局部采用鉆噴一體旋噴樁套接接墻工藝。

1）設計標準與技術指標

高噴孔孔距0.8m，旋噴樁套接，防滲墻底部插入粘土層1.0m，注漿壓力36～38MPa,不分序連續施工，提升速度控制在8cm/min，施工時可根據實際情況適當調整上述參數，以達到最佳效果。

2）施工工藝流程

施工工藝流程圖

5 墻體質量控制與檢查

防滲墻的質量水平取決于對其施工過程中各個工序質量的控制的檢查，這些工序檢查時一般可按現行標準執行。墻體質量檢查后在成墻一個月后進行，檢查方法有開挖試坑對墻項直觀檢查和對墻體鉆孔取芯檢查。檢查所得的試樣或芯樣，可對其物理力學性能進行檢測，并在所形成的鉆孔內進行注水試驗和其他無損檢測如超聲波法和地震透射層析成像(cT)法。

[1]水電水利工程高壓噴射灌漿技術規范[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2]SL303-2004水利水電工程施工組織設計規范[S].