高壓旋噴灌漿在秦咀水庫除險加固工程中的應用

丁 曄,張 兵,馬 健

（長江勘測規劃設計研究院長江巖土工程總公司（武漢）,武漢 430010）

高壓旋噴灌漿在秦咀水庫除險加固工程中的應用

丁 曄,張 兵,馬 健

（長江勘測規劃設計研究院長江巖土工程總公司（武漢）,武漢 430010）

以秦咀水庫除險加固工程為實例，介紹了高壓旋噴灌漿在土壩加固中的應用。

高壓旋噴；灌漿；除險加固

1 工程概況

秦咀水庫位于襄陽區東津鎮秦咀村，距襄樊市45km，攔截漢江流域淳河分支羊橋河。水庫原設計庫容4020萬立方米，興利庫容2045萬立方米，設計灌溉面積5萬畝，有效灌溉面積2.5萬畝，水庫養殖水面面積5500畝，是一座以灌溉為主，兼有養殖、防洪、旅游開發等綜合利用的中型水庫。

水庫大壩壩頂長1723.0m，壩頂寬5.0m，壩頂高程83.9m，最大壩高16.4m，防浪墻頂高程84.55m。因壩體、壩肩滲漏需進行除險加固，其中樁號0+000～0+070施工方案為高壓旋噴灌漿、靜壓灌漿和帷幕灌漿，三項灌漿任務同孔施工，上部為靜壓灌漿，中部為高壓旋噴灌漿，下部為帷幕灌漿。

2 設計技術指標

高壓旋噴灌漿的技術指標為：抗壓強度—R28≥4Mpa；墻體滲透系數K＜i×10-7cm/s（1＜i＜10）；允許滲透比降J＞60。

3 高壓旋噴灌漿施工

3.1 施工準備

（1）平整場地，清除地面、地下障礙。當場地低洼時，應回填粘性土料，但不得回填雜土；應采取防止施工機械失穩的措施。

（2）布置開挖冒漿排放溝和集漿坑。

（3）設置基線、水準基點等，復核測量并妥善保護。

（4）進行現場測量放樣，定出每一個鉆孔孔位，并作出明顯標志和妥善保護。

（5）建設現場施工用的臨時設施，如供水、供電、道路臨時房屋、工作臺以及材料庫等。

（6）設備準備：本工程施工選用SGP30-5型高噴臺車，高壓水由3D2-S型高壓水泵供應，JN-200型攪拌機制漿，SJH-1000型雙桶攪拌機儲漿，漿液采用BW-150和HB15/50型泥漿泵、LS-40型砂泵輸送，并用KLF-4型高壓噴射自動記錄監測儀，對氣、水、漿和旋轉速度/提升速度等，8種主要的技術參數進行實行自動記錄。

3.2 施工工藝流程

鉆機就位鉆孔安裝調試試噴下高噴噴管制漿高噴灌漿作業灌漿作業結束清洗器具移開機具回填灌漿冒噴噴射參數調整

施工工藝流程圖

3.3 主要工序施工方法

3.3.1 鉆機就位

（1）按要求形成施工平臺，施工平臺高程誤差控制在15cm范圍內。

（2）將鉆機放置在設計的孔位上，鉆桿軸線垂直對準鉆孔中心，鉆孔位置與設計位置偏差≤50mm。

3.3.2 鉆孔

（1）成孔方式采用XY-2PC型鉆機造孔，孔徑110mm。鉆孔施工的傾斜率不大于1％。孔深滿足設計要求。

（2）采用輕壓、慢轉、中等漿量鉆進，保持立軸垂直，以保證鉆孔垂直度，終孔后保護孔口，以防塌孔。

3.3.3 下灌漿管

成孔后，提出鉆具換上高噴噴管，并且將其插入鉆孔的孔底深度。孔的噴管嘴插入和偏斜度的深度，都是必須得到監理人驗證的。

3.3.4 制漿

（1）采用42.5級普通硅酸鹽水泥，根據噴射方式和設計要求，采取噴入漿液的水灰比為0.8：1～1.0：1.0當需要減緩水泥漿液沉淀的速度，以及要保持良好的可噴性時，可以在其中內加入3％膨潤土重量的碳酸鈉和3％水泥重量的膨潤土。而膨潤土的細度要為200目。但應在使用前應報監理人批準。

（2）所用的水泥及水泥漿液按要求取樣送檢。

3.3.5 噴射灌漿作業

（1）將高噴灌漿管貫入到預定深度后，即自下而上進行噴射作業。

（2）高噴作業技術要求

1）施工過程中，注意檢查漿液初凝時間、灌漿流量、旋轉提升速度等參數是否滿足設計要求，并做好記錄。若灌漿管不能一次提升完成，需分數次卸管，為保證固結體的完整性，卸管后噴射的搭接長度≥100mm。按設計轉速原地旋轉噴漿管。

2）水泥漿液進行要嚴格的過濾，并且按噴嘴的直徑，設置兩道過濾裝置；在泥漿泵吸漿攪拌罐和制備水泥漿液攪拌罐之間設置一道過濾網，泥漿吸漿管的尾部設一過濾器。

3）在高噴作業過程中，要經常測試水泥漿液的進漿和回漿比重。當漿液比重與規定水灰比的漿液比重值誤差超過0.1時，立即暫停噴漿作業，并立即重新調整漿液水灰比，然后迅速恢復噴漿作業。水泥漿液隨配隨用，并應在高噴作業過程中連續不停地攪拌。

4）在高噴作業的過程中，拆卸灌漿管節后，重新進行高噴作業 的搭接長度不應小于0.3m。若供水、風、電中斷后，重新進行的高噴作業搭接長度不應小于0.5m。供漿必須要連續。一旦中斷，應將旋噴管下沉到停供點以下0.5m，待恢復供應時，再噴漿提升。當因故停機超過3小時時，應對泵體和輸漿管路妥善清洗。

5）高噴作業分為兩序施工，單個高噴樁（孔）應連續噴射作業，相鄰樁（孔）的作業間隔時間在12-72小時范圍內。

6）高噴灌漿的檢查按設計文件要求或著監理人的指示,用標準的試模采集冒漿試樣，其數量要每個水泥批號，在每種主要地層不應少于3組，每組要3件。

7）當噴漿管提升到接近樁頂時，應該從樁頂以下1.0m開始，慢速地提升噴漿至樁頂，噴漿數秒。

8）高噴灌漿在施工的過程中，采用的是自動記錄儀。自動記錄儀內應具有監測提升速度、高壓噴射壓力、漿液流量和密度等四個參數的功能。

施工過程中要及時、如實的記錄各個漿液材料用量、參數、異常現象以及處理情況等。記錄表格格式應符合監理人指示和有關規定。

9）每個噴漿孔在施工完畢后，要用清水把管路和泥漿泵內殘留的漿液全噴射排出，鉆具及其他設備，要用低壓水沖洗干凈，并要架起高噴管設備，離地存放。

3.3.6 回填灌漿

為防止出現固結體不緊密或脫空現象，采用回灌冒漿或水灰比為0.6的水泥漿補灌，直到孔內的漿液面不再下沉為止。

3.4 常見故障及處理措施

（1）不冒漿、斷續冒漿或冒漿量過小時若系土質松軟造成的，應適當復灌即可；若附近有空洞、通道，則繼續灌漿直到冒漿為止。若在相鄰處或其它建筑物的接觸帶冒漿，可用稠漿間歇灌漿。

（2）大量冒漿，壓力會稍有下降，灌漿管可能被擊洞或擊穿，要拔出灌漿管進行檢查。

（3）壓力驟然上升，可能是噴嘴或管路堵塞，處理方法有：在高壓泵和灌漿泵的出水管進口和泥漿儲備箱中設置過濾網，并經常清理。

（4）在流量不變而壓力突然下降或者排量不達標時，可能存在泄漏現象，可以采取措施：檢查活塞缸套、閥等零件，磨損大的閥和活塞要及時的更換；檢查吸水的管道是否漏氣、通暢，以避免吸入空氣；檢查高壓管路、安全閥，清除轉動系統中的打滑現象；清除泄漏；檢查噴嘴是否符合作業要求，及時更換磨損嚴重的噴嘴。

4 施工效果

高壓旋噴灌漿實際施工區域為樁號0-120～0+070，孔距1m。施工結束后，按要求進行了檢驗，28天抗壓強度達到了9.9～15.4MPa，高噴樁墻體滲透系數抽檢結果為2.6 ～3×10-7cm/s，滲透比降J＞60，滿足設計要求。

5 結語

本工程現已通過投入使用驗收，壩體、壩基滲漏問題得到了解決，目前運行情況良好。

[1]蔣炳亮.淺談高壓旋噴樁灌漿法地基處理的施工[J].山西建筑，2008：132-133.

[2]尹里，張大軍.靜壓灌漿和高壓旋噴灌漿技術處理軟弱地基[J].山西建筑，2012（12）.

[3]周鵬.高壓噴射灌漿隔滲的工程實踐研究[J].鄂州大學學報，2010（05）.

丁曄，男，工程師，從事巖土工程、水利工程鉆探、施工技術及管理工作。