淺談高壓旋噴樁在拋石圍堰止水的應用

周明輝

摘 要：高壓旋噴樁，是以高壓旋轉的噴嘴將水泥漿噴入土層與主體混合，形成連續搭接的水泥加固體。文章以實際工程為例，對高壓旋噴樁在拋石圍堰止水中的應用進行分析，重點介紹新二管法高壓噴射灌漿的施工流程，希望可以為此類工程提供一定的借鑒。

關鍵詞：高壓旋噴樁；拋石層；雙排止水樁

引言

汕頭市東部城市經濟帶新津片區河口治理及綜合開發項目處在汕頭市韓江三角洲河網出海口門區域，出海泵閘樞紐工程是汕頭市東部城市經濟帶新津片區河口經理及綜合開發項目的重要組成部分，位于西堤樁號S2+706.1處。主體工程由一座排水流量24m3/s泵站、副廠房以及進出水池、涵閘、消力池等構成。出海泵閘施工圍堰采用充泥管袋圍堰型式。充泥管袋圍堰頂高程3.6m，上部設置20cm的泥結石路面，頂寬6.0m。圍堰部分穿過原有汕頭港攔砂堤，為拋石層結構，拋石層采用雙排高壓旋噴樁。圍堰防滲采用單排高壓旋噴樁處理，旋噴樁Φ1000，樁距600，樁長16m。

1 工程地質條件

高壓旋噴樁施工地層參數如表1所示。

表1 高壓旋噴樁施工地層參數

2 高壓旋噴樁施工方案

本工程采用的新二管法高壓噴射灌漿是以大于等于30Mpa的高壓水泥漿射流通過Φ1.8mm的噴嘴噴出，水泥漿射流四周以壓縮空氣加以保護，隨著噴管的旋轉與提升，高壓水泥漿射流沖切破壞土體，同時漿射流的能量較大，將水泥漿與土體摻攪形成樁體；壓縮氣也起到升揚置換的作用，使切割的部分土體從孔口冒出，水泥漿與砂土混合后固結后，形成所需要加固體[1]。

2.1 施工參數

高壓旋噴樁施工參數如下：孔距：0.60m；漿壓：30～36MPa；進漿量：65～75L/min；漿液比重：1.45～1.50g/cm3；氣壓：0.6～0.8MPa；氣量：0.7～0.9m3/min；提升速度：9～13cm/min；轉速：9～13r/min；水泥型號：普硅32.5水泥；用量：550kg/m。以上施工參數根據地質條件、防滲要求或根據工程經驗適當調整。

2.2 施工工藝

施工時先施工一序排，再施工二序排，每排孔分兩序進行，先進行Ⅰ序孔施工，再進行Ⅱ序孔施工，如圖3所示。

圖3 高壓噴射灌漿施工流程圖

3 高壓旋噴樁施工工藝控制

3.1 測量放樣及復核

在定孔位時，一定嚴格按照設計放樣定孔位，并用木樁固定。在高噴灌漿軸線拐彎處應設固定樁，同時在施工軸線5～10m范圍設控制樁。孔位定完后必須進行復核，以保證孔位的準確無誤。

3.2 鉆孔

把鉆機移至鉆孔位置，對準孔位用水平尺掌握機臺水平，墊牢機架、立軸垂直。鉆機的對孔偏差不得大于5cm，鉆機的垂直度不超過1%樁長，經技術人員驗測合格后方可開鉆。鉆孔用XY-2型（300m）鉆機鉆孔，成孔直徑130mm，鉆孔深度按超出設計標高30cm控制。由于本工程地層主要為第四系，鉆孔應采用泥漿護壁，確保不發生塌孔現象。鉆進時發現鉆機傾斜，則停機找平后再開鉆。若遇到異常情況及時查明原因，采取相應措施，對地層變化、顆粒大小、硬度等要詳細記錄，鉆孔結束后，由技術人員進行質量檢查，合格后方可移位進行下一個孔地鉆進。

3.3 下噴射管

將高噴臺車移至成孔處，先在地面進行漿、氣試噴，檢查各項工藝參數符合設計要求后將噴射管下至設計深度，經現場質檢人員檢查認可后方可進行高噴灌漿施工，噴射過程中如遇特殊情況，如漿壓過高或噴嘴堵塞等，應將噴射管提出地面進行處理，處理好后再進行施工。

3.4 制漿

水泥漿液在噴射作業前1小時內，按設計配比進行漿液攪制，使用普通攪漿機攪制時間不少于180s，漿液比重控制在1.45～1.50之間，在制漿過程中應隨時測量漿液比重。純水泥漿攪拌存放時間不超過2.5小時，漿液溫度應保持在5～40℃。每孔高噴灌漿結束后要統計該孔的材料用量。所進水泥必須符合質量要求，并且每200t取樣化驗一次，檢驗水泥的安定性和強度指標。

3.5 噴射提升

當噴射管下至設計深度，開始送入符合要求的漿、氣，待注入漿液冒出孔口時，按設計的提升方式及速度自下而上提升，直至提升到設計的終噴高程以上50cm停噴。噴射過程中，值班技術人員應隨時檢查各環節的運行情況，并根據具體情況采取下列措施：第一，接、卸換管要快，防止塌孔和堵嘴。第二，噴射因故障中斷，應酌情處理；比如，因機械故障，要盡力縮短中斷時間，及早恢復灌漿；如中斷時間超過1小時，要采取補救措施；恢復噴射時，噴射管要多下0.5m，保證凝結體的連續性。

3.6 回灌

噴射結束后，隨即在噴射孔內進行靜壓充填灌漿，直到漿面不再下沉為止，保證高噴防滲墻固結后墻體質量和墻頂標高，回灌漿液一般采用鄰孔高噴冒漿靜壓充填。

4 高壓旋噴樁質量控制標準

4.1 測量放線：根據設計的施工圖紙測放出的施工軸線允許偏差為2cm。

4.2 鉆孔：鉆機就位，主鉆桿中心軸線對準孔位允許偏差不超過2cm。鉆桿垂直度開孔時及鉆進過程中均不大于1%。

4.3 下噴射管：噴射管下至設計開噴深度，允許偏差不超過10cm。

4.4 制漿：使用普通攪漿機攪制時間不少于180s，漿液比重控制在1.45～1.50之間，在制漿過程中應隨時測量漿液比重。純水泥漿攪拌存放時間不超過2.5小時，漿液溫度應保持在5～40℃。并且每200t取樣化驗一次，檢驗水泥的安定性和強度指標。水泥的使用按出廠日期和批號，依次使用。不合格的水泥嚴禁使用。

4.5 噴射注漿：高壓噴射注漿開始后，待水泥漿返出孔口、各情況正常后，方可開始提升。高壓噴射過程中，出現壓力突降或驟增時，必須查明原因及時處理。高噴灌漿因故中斷后恢復施工時，應對中斷段進行復噴，搭接長度不得小于0.5m，中斷4h以上時，搭接長度不得小于1.0m。當局部需要擴大噴射范圍或提高凝結體的密度時，可采取復噴措施。

4.6 回灌：噴射結束后，隨即在噴射孔內進行靜壓充填灌漿，直到漿面不再下沉為止，保證高噴防滲墻固結后墻頂標高。

5 結束語

工程結束后，對旋噴樁體鉆孔取樣調查，并進行室內抗壓強度試驗及現場注水試驗，經檢驗，旋噴樁的各項指標參數滿足實際工程需求，應用效果良好。

參考文獻

[1]李相然，賀可強.高壓噴射注漿技術與應用[M].北京：中國建材工業出版社，2009.