高壓旋噴灌漿技術在七里河倒虹吸工程防滲處理中的應用

摘要：針對現場地質條件，采用高壓旋噴灌漿技術對七里河倒虹吸工程進行地基防滲處理，并通過制定相應的施工方法、故障處理措施、質量保證措施在保證工程質量的同時，提高了進度，為類似工程的防滲處理提供了參考。

關鍵詞：高壓旋噴灌漿；防滲；應用

七里河倒虹吸位于河北省邢臺市西南約4km處的東先賢村至鄧家莊間的七里河，管身段大部分座落在卵石層基礎上，并且地下水位高程高于水平管身段基礎面高程。建筑物總長865m，其中進口段長75m，管身段長700m，出口段長90m，屬1級輸水建筑物。進口設檢修閘，出口設節制閘，組成了以倒虹吸為主體的樞紐工程。

1防滲方法的選擇

本工程地下水位高于建基面約8~11m，并且卵石層厚度不大，其下部6~9m深即為壤土和粘土等不透水層，由于防滲體只是進行臨時防滲，防滲使用年限不到一年，沒有承重、抗滑和抗剪等穩定要求。因此，本工程采用投資少、施工進度快、防滲效果好的高壓旋噴灌漿法進行防滲墻施工。

所謂高壓旋噴灌漿，是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進至地層的預定位置后，利用噴出的高壓流沖擊破壞土體，與漿液攪拌混合，漿液凝固后，便在土中形成圓柱形固結體，通常用于基礎防滲、改善地基土的水流性質和穩定邊坡等工程。

2生產性試驗

本工程現場生產性滲透試驗，采用鉆孔壓力注水和鉆孔抽水觀察的方法測定，鉆孔壓力注水是在旋噴排樁上鉆孔，然后放入帶有塞子的鉆桿進入孔內，并進行壓力注水，觀察其抗滲能力。抽水觀察在旋噴排樁兩側鉆孔后，待兩側地下水位相等時，用抽水機在一側鉆孔內進行抽水，觀測另一側鉆孔內的水位變化情況，確定其抗滲能力。本工程根據現場試驗、相關規范以及類似工程經驗，采用表1數據作為高壓旋噴灌漿技術參數。

高壓旋噴灌漿技術參數表

參數 單位 數量

水 壓力 MPa ≥20

流量 L/min 75

氣 壓力 MPa 0.7~0.8

流量 m3/min 1~1.2

水泥漿 壓力 MPa 2

流量 L/min 80

密度 g/cm3 1.7

回漿密度 g/cm3 ≥1.2

旋噴 提升速度 cm/min 15~30

旋轉速度 r/min 20

3施工工藝及方法

本工程采用30型旋噴注漿鉆機，配備可同時帶動旋噴用氣的柴油空壓機，噴嘴直徑3.2mm，噴射注漿成樁高壓膠管工作壓力為31MPa，內徑20mm輸送高壓水，注漿攪拌罐（一次攪拌量3.5m3），水泥攪拌機22kw，高壓泥漿泵為200/400型，用于旋噴注漿，選用3W-TB4高壓柱塞泵作為高壓水助噴。由于本工程高壓灌漿孔為單排布置，孔距為1.5m，為了保證灌漿效果，采用三重管法進行旋噴灌漿施工。三重管系以三根互不相通的管子，按直徑大小在同一軸線上重合套在一起，用于向地層內分別壓入水、氣、漿，同軸三重注漿管復合噴射高壓水流和壓縮空氣，并注入水泥漿液。由于高壓水射流的作用，使地基中的一部分土粒隨著水、氣排出地面，高壓漿流隨之填充空隙，成樁直徑較大，一般有2.0m。

3.1施工布孔。高壓旋噴防滲墻軸線單排布置在圍堰堰頂中心線上，孔距1.5m，分一、二序孔施工，每隔50m設一固定標志，以防累積誤差產生，已產生的孔距誤差累積數在每50m核實，各孔編號標記。

3.2鉆孔。高噴鉆孔采用泥漿護壁回轉鉆進，鉆孔、開孔位置與設計位置偏差不大于50mm，鉆孔施工順序按二序孔施工。

鉆孔施工時，孔底偏斜率不超過1％，鉆孔的深度超過不透水層深度0.5m。每隔20m設置先導孔。

3.3漿液控制。高噴灌漿采用325#普通硅酸鹽水泥，高噴灌漿漿液使用純水泥漿。水泥漿的攪拌時間不少于90s。自制備至用完的時間少于4h，孔口漿液經處理后回收利用。漿液控制過程中保持均勻上料，使漿液比重保持在1.65~1.7， 30min測定一次漿液比重，并做好記錄。

3.4噴射灌漿。高壓旋噴灌漿分二序施工，相鄰孔高噴灌漿間隔時間一般不少于24h，全段防滲墻均采用高壓旋噴灌漿。

旋噴施工：空載啟動空壓機，待運轉正常后，再空載啟動高壓泵，然后同時向孔內送風和水，使風壓和泵壓逐漸升高到規定值。風水暢通后，即開動注漿泵先向孔內送清水，待泵量正常后，開動轉盤轉動注漿量，待一切正常后即可將注漿泵的吸水管移至貯水桶內開始注漿，待估計水泥漿已流出噴頭時，即可按要求邊旋轉、邊提升進行旋噴作業。旋噴中需拆卸注漿管時，先停止提升和回轉，同時停止送漿，然后逐漸減少風壓和水壓，最后停機。拆卸完畢后繼續旋噴時，為防止旋噴固結體脫節，使旋噴孔段互相搭接大于0.2m。旋噴作業達到規定深度后，即停風停水，繼續注漿待水泥漿從孔口返出后，停止注漿，立即將吸水管移至清水箱，開泵抽吸清水，并拔出注漿管，待吸入清水將注漿管中的水泥漿頂出后，即可停泵。

旋噴結束后，卸下的注漿管應立即用清水將其各通道沖洗干凈并擰上堵頭。注漿泵、送漿管路和攪拌機等都要用清水徹底清洗，壓氣管路和高壓泵管路要分別送風、送水沖洗干凈。旋噴注漿終凝后，立即清洗凹穴，并及時用水泥漿進行補灌。

4特殊情況及施工故障的處理

為保障本工程順利進行，項目組分析了可能出現的故障類型，并制定了處理方案。（1）旋噴灌漿應全孔連續作業施工，因故中斷時應進行復噴，每當拆卸噴射管后，其復噴長度不小于0.2m；其它情況，復噴長度不小于0.5m。在旋噴灌漿施工過程中，出現壓力突降或驟增，孔口回漿濃度或回漿量異常等情況時，應及時處理。（2）供漿正常情況下，孔口回漿密度變小但不能滿足規定要求時，應加大進漿密度或進漿量。若發生串漿，應填堵被串孔，待灌漿孔高噴灌漿結束，應盡快進行被串孔的掃孔、灌漿或繼續鉆進。（3）嚴重漏漿時應摻加粗料或采用速凝劑以防止漿液流失，直至返漿正常。

5樁體質量控制

為保證樁體的施工質量，本工程根據實際情況提出以下幾點要求：（1）樁位控制要準確、鉆機到位滿足規范要求。（2）在施工過程中要按照設計參數操作，保證樁徑滿足要求。（3）當鉆至規定深度以下0.2m時，將噴漿管插到設計層位，保證樁長控制到位。（4）要嚴格按照設計配合比控制漿液，保證噴漿量，嚴格控制樁材質量。

6高壓旋噴灌漿法的應用效果

針對本工程地下水位高、卵石層厚度不大，下部即為透水層等地質條件，以及防滲工程的使用條件及工期，本工程防滲墻施工采用高壓旋噴灌漿法是正確有效的。

同時針對工程實際制定的施工方法、事故處理措施、質量控制措施，有效的提高了工程進度，保證了工程質量，為七里河倒虹吸工程的下一步施工提供了保障，也為類似工程施工的防滲處理提供了參考。

參考文獻

[1] 徐至鈞.高壓噴射注漿法處理地基[M].北京:機械工業出版社,2004.

作者簡介：劉興（1982- ），男，河北衡水人，工程師，碩士研究生，從事南水北調中線工程建設管理工作。

摘要：針對現場地質條件，采用高壓旋噴灌漿技術對七里河倒虹吸工程進行地基防滲處理，并通過制定相應的施工方法、故障處理措施、質量保證措施在保證工程質量的同時，提高了進度，為類似工程的防滲處理提供了參考。

關鍵詞：高壓旋噴灌漿；防滲；應用

七里河倒虹吸位于河北省邢臺市西南約4km處的東先賢村至鄧家莊間的七里河，管身段大部分座落在卵石層基礎上，并且地下水位高程高于水平管身段基礎面高程。建筑物總長865m，其中進口段長75m，管身段長700m，出口段長90m，屬1級輸水建筑物。進口設檢修閘，出口設節制閘，組成了以倒虹吸為主體的樞紐工程。

1防滲方法的選擇

本工程地下水位高于建基面約8~11m，并且卵石層厚度不大，其下部6~9m深即為壤土和粘土等不透水層，由于防滲體只是進行臨時防滲，防滲使用年限不到一年，沒有承重、抗滑和抗剪等穩定要求。因此，本工程采用投資少、施工進度快、防滲效果好的高壓旋噴灌漿法進行防滲墻施工。

所謂高壓旋噴灌漿，是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進至地層的預定位置后，利用噴出的高壓流沖擊破壞土體，與漿液攪拌混合，漿液凝固后，便在土中形成圓柱形固結體，通常用于基礎防滲、改善地基土的水流性質和穩定邊坡等工程。

2生產性試驗

本工程現場生產性滲透試驗，采用鉆孔壓力注水和鉆孔抽水觀察的方法測定，鉆孔壓力注水是在旋噴排樁上鉆孔，然后放入帶有塞子的鉆桿進入孔內，并進行壓力注水，觀察其抗滲能力。抽水觀察在旋噴排樁兩側鉆孔后，待兩側地下水位相等時，用抽水機在一側鉆孔內進行抽水，觀測另一側鉆孔內的水位變化情況，確定其抗滲能力。本工程根據現場試驗、相關規范以及類似工程經驗，采用表1數據作為高壓旋噴灌漿技術參數。

高壓旋噴灌漿技術參數表

參數 單位 數量

水 壓力 MPa ≥20

流量 L/min 75

氣 壓力 MPa 0.7~0.8

流量 m3/min 1~1.2

水泥漿 壓力 MPa 2

流量 L/min 80

密度 g/cm3 1.7

回漿密度 g/cm3 ≥1.2

旋噴 提升速度 cm/min 15~30

旋轉速度 r/min 20

3施工工藝及方法

本工程采用30型旋噴注漿鉆機，配備可同時帶動旋噴用氣的柴油空壓機，噴嘴直徑3.2mm，噴射注漿成樁高壓膠管工作壓力為31MPa，內徑20mm輸送高壓水，注漿攪拌罐（一次攪拌量3.5m3），水泥攪拌機22kw，高壓泥漿泵為200/400型，用于旋噴注漿，選用3W-TB4高壓柱塞泵作為高壓水助噴。由于本工程高壓灌漿孔為單排布置，孔距為1.5m，為了保證灌漿效果，采用三重管法進行旋噴灌漿施工。三重管系以三根互不相通的管子，按直徑大小在同一軸線上重合套在一起，用于向地層內分別壓入水、氣、漿，同軸三重注漿管復合噴射高壓水流和壓縮空氣，并注入水泥漿液。由于高壓水射流的作用，使地基中的一部分土粒隨著水、氣排出地面，高壓漿流隨之填充空隙，成樁直徑較大，一般有2.0m。

3.1施工布孔。高壓旋噴防滲墻軸線單排布置在圍堰堰頂中心線上，孔距1.5m，分一、二序孔施工，每隔50m設一固定標志，以防累積誤差產生，已產生的孔距誤差累積數在每50m核實，各孔編號標記。

3.2鉆孔。高噴鉆孔采用泥漿護壁回轉鉆進，鉆孔、開孔位置與設計位置偏差不大于50mm，鉆孔施工順序按二序孔施工。

鉆孔施工時，孔底偏斜率不超過1％，鉆孔的深度超過不透水層深度0.5m。每隔20m設置先導孔。

3.3漿液控制。高噴灌漿采用325#普通硅酸鹽水泥，高噴灌漿漿液使用純水泥漿。水泥漿的攪拌時間不少于90s。自制備至用完的時間少于4h，孔口漿液經處理后回收利用。漿液控制過程中保持均勻上料，使漿液比重保持在1.65~1.7， 30min測定一次漿液比重，并做好記錄。

3.4噴射灌漿。高壓旋噴灌漿分二序施工，相鄰孔高噴灌漿間隔時間一般不少于24h，全段防滲墻均采用高壓旋噴灌漿。

旋噴施工：空載啟動空壓機，待運轉正常后，再空載啟動高壓泵，然后同時向孔內送風和水，使風壓和泵壓逐漸升高到規定值。風水暢通后，即開動注漿泵先向孔內送清水，待泵量正常后，開動轉盤轉動注漿量，待一切正常后即可將注漿泵的吸水管移至貯水桶內開始注漿，待估計水泥漿已流出噴頭時，即可按要求邊旋轉、邊提升進行旋噴作業。旋噴中需拆卸注漿管時，先停止提升和回轉，同時停止送漿，然后逐漸減少風壓和水壓，最后停機。拆卸完畢后繼續旋噴時，為防止旋噴固結體脫節，使旋噴孔段互相搭接大于0.2m。旋噴作業達到規定深度后，即停風停水，繼續注漿待水泥漿從孔口返出后，停止注漿，立即將吸水管移至清水箱，開泵抽吸清水，并拔出注漿管，待吸入清水將注漿管中的水泥漿頂出后，即可停泵。

旋噴結束后，卸下的注漿管應立即用清水將其各通道沖洗干凈并擰上堵頭。注漿泵、送漿管路和攪拌機等都要用清水徹底清洗，壓氣管路和高壓泵管路要分別送風、送水沖洗干凈。旋噴注漿終凝后，立即清洗凹穴，并及時用水泥漿進行補灌。

4特殊情況及施工故障的處理

為保障本工程順利進行，項目組分析了可能出現的故障類型，并制定了處理方案。（1）旋噴灌漿應全孔連續作業施工，因故中斷時應進行復噴，每當拆卸噴射管后，其復噴長度不小于0.2m；其它情況，復噴長度不小于0.5m。在旋噴灌漿施工過程中，出現壓力突降或驟增，孔口回漿濃度或回漿量異常等情況時，應及時處理。（2）供漿正常情況下，孔口回漿密度變小但不能滿足規定要求時，應加大進漿密度或進漿量。若發生串漿，應填堵被串孔，待灌漿孔高噴灌漿結束，應盡快進行被串孔的掃孔、灌漿或繼續鉆進。（3）嚴重漏漿時應摻加粗料或采用速凝劑以防止漿液流失，直至返漿正常。

5樁體質量控制

為保證樁體的施工質量，本工程根據實際情況提出以下幾點要求：（1）樁位控制要準確、鉆機到位滿足規范要求。（2）在施工過程中要按照設計參數操作，保證樁徑滿足要求。（3）當鉆至規定深度以下0.2m時，將噴漿管插到設計層位，保證樁長控制到位。（4）要嚴格按照設計配合比控制漿液，保證噴漿量，嚴格控制樁材質量。

6高壓旋噴灌漿法的應用效果

針對本工程地下水位高、卵石層厚度不大，下部即為透水層等地質條件，以及防滲工程的使用條件及工期，本工程防滲墻施工采用高壓旋噴灌漿法是正確有效的。

同時針對工程實際制定的施工方法、事故處理措施、質量控制措施，有效的提高了工程進度，保證了工程質量，為七里河倒虹吸工程的下一步施工提供了保障，也為類似工程施工的防滲處理提供了參考。

參考文獻

[1] 徐至鈞.高壓噴射注漿法處理地基[M].北京:機械工業出版社,2004.

作者簡介：劉興（1982- ），男，河北衡水人，工程師，碩士研究生，從事南水北調中線工程建設管理工作。

摘要：針對現場地質條件，采用高壓旋噴灌漿技術對七里河倒虹吸工程進行地基防滲處理，并通過制定相應的施工方法、故障處理措施、質量保證措施在保證工程質量的同時，提高了進度，為類似工程的防滲處理提供了參考。

關鍵詞：高壓旋噴灌漿；防滲；應用

七里河倒虹吸位于河北省邢臺市西南約4km處的東先賢村至鄧家莊間的七里河，管身段大部分座落在卵石層基礎上，并且地下水位高程高于水平管身段基礎面高程。建筑物總長865m，其中進口段長75m，管身段長700m，出口段長90m，屬1級輸水建筑物。進口設檢修閘，出口設節制閘，組成了以倒虹吸為主體的樞紐工程。

1防滲方法的選擇

本工程地下水位高于建基面約8~11m，并且卵石層厚度不大，其下部6~9m深即為壤土和粘土等不透水層，由于防滲體只是進行臨時防滲，防滲使用年限不到一年，沒有承重、抗滑和抗剪等穩定要求。因此，本工程采用投資少、施工進度快、防滲效果好的高壓旋噴灌漿法進行防滲墻施工。

所謂高壓旋噴灌漿，是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進至地層的預定位置后，利用噴出的高壓流沖擊破壞土體，與漿液攪拌混合，漿液凝固后，便在土中形成圓柱形固結體，通常用于基礎防滲、改善地基土的水流性質和穩定邊坡等工程。

2生產性試驗

本工程現場生產性滲透試驗，采用鉆孔壓力注水和鉆孔抽水觀察的方法測定，鉆孔壓力注水是在旋噴排樁上鉆孔，然后放入帶有塞子的鉆桿進入孔內，并進行壓力注水，觀察其抗滲能力。抽水觀察在旋噴排樁兩側鉆孔后，待兩側地下水位相等時，用抽水機在一側鉆孔內進行抽水，觀測另一側鉆孔內的水位變化情況，確定其抗滲能力。本工程根據現場試驗、相關規范以及類似工程經驗，采用表1數據作為高壓旋噴灌漿技術參數。

高壓旋噴灌漿技術參數表

參數 單位 數量

水 壓力 MPa ≥20

流量 L/min 75

氣 壓力 MPa 0.7~0.8

流量 m3/min 1~1.2

水泥漿 壓力 MPa 2

流量 L/min 80

密度 g/cm3 1.7

回漿密度 g/cm3 ≥1.2

旋噴 提升速度 cm/min 15~30

旋轉速度 r/min 20

3施工工藝及方法

本工程采用30型旋噴注漿鉆機，配備可同時帶動旋噴用氣的柴油空壓機，噴嘴直徑3.2mm，噴射注漿成樁高壓膠管工作壓力為31MPa，內徑20mm輸送高壓水，注漿攪拌罐（一次攪拌量3.5m3），水泥攪拌機22kw，高壓泥漿泵為200/400型，用于旋噴注漿，選用3W-TB4高壓柱塞泵作為高壓水助噴。由于本工程高壓灌漿孔為單排布置，孔距為1.5m，為了保證灌漿效果，采用三重管法進行旋噴灌漿施工。三重管系以三根互不相通的管子，按直徑大小在同一軸線上重合套在一起，用于向地層內分別壓入水、氣、漿，同軸三重注漿管復合噴射高壓水流和壓縮空氣，并注入水泥漿液。由于高壓水射流的作用，使地基中的一部分土粒隨著水、氣排出地面，高壓漿流隨之填充空隙，成樁直徑較大，一般有2.0m。

3.1施工布孔。高壓旋噴防滲墻軸線單排布置在圍堰堰頂中心線上，孔距1.5m，分一、二序孔施工，每隔50m設一固定標志，以防累積誤差產生，已產生的孔距誤差累積數在每50m核實，各孔編號標記。

3.2鉆孔。高噴鉆孔采用泥漿護壁回轉鉆進，鉆孔、開孔位置與設計位置偏差不大于50mm，鉆孔施工順序按二序孔施工。

鉆孔施工時，孔底偏斜率不超過1％，鉆孔的深度超過不透水層深度0.5m。每隔20m設置先導孔。

3.3漿液控制。高噴灌漿采用325#普通硅酸鹽水泥，高噴灌漿漿液使用純水泥漿。水泥漿的攪拌時間不少于90s。自制備至用完的時間少于4h，孔口漿液經處理后回收利用。漿液控制過程中保持均勻上料，使漿液比重保持在1.65~1.7， 30min測定一次漿液比重，并做好記錄。

3.4噴射灌漿。高壓旋噴灌漿分二序施工，相鄰孔高噴灌漿間隔時間一般不少于24h，全段防滲墻均采用高壓旋噴灌漿。

旋噴施工：空載啟動空壓機，待運轉正常后，再空載啟動高壓泵，然后同時向孔內送風和水，使風壓和泵壓逐漸升高到規定值。風水暢通后，即開動注漿泵先向孔內送清水，待泵量正常后，開動轉盤轉動注漿量，待一切正常后即可將注漿泵的吸水管移至貯水桶內開始注漿，待估計水泥漿已流出噴頭時，即可按要求邊旋轉、邊提升進行旋噴作業。旋噴中需拆卸注漿管時，先停止提升和回轉，同時停止送漿，然后逐漸減少風壓和水壓，最后停機。拆卸完畢后繼續旋噴時，為防止旋噴固結體脫節，使旋噴孔段互相搭接大于0.2m。旋噴作業達到規定深度后，即停風停水，繼續注漿待水泥漿從孔口返出后，停止注漿，立即將吸水管移至清水箱，開泵抽吸清水，并拔出注漿管，待吸入清水將注漿管中的水泥漿頂出后，即可停泵。

旋噴結束后，卸下的注漿管應立即用清水將其各通道沖洗干凈并擰上堵頭。注漿泵、送漿管路和攪拌機等都要用清水徹底清洗，壓氣管路和高壓泵管路要分別送風、送水沖洗干凈。旋噴注漿終凝后，立即清洗凹穴，并及時用水泥漿進行補灌。

4特殊情況及施工故障的處理

為保障本工程順利進行，項目組分析了可能出現的故障類型，并制定了處理方案。（1）旋噴灌漿應全孔連續作業施工，因故中斷時應進行復噴，每當拆卸噴射管后，其復噴長度不小于0.2m；其它情況，復噴長度不小于0.5m。在旋噴灌漿施工過程中，出現壓力突降或驟增，孔口回漿濃度或回漿量異常等情況時，應及時處理。（2）供漿正常情況下，孔口回漿密度變小但不能滿足規定要求時，應加大進漿密度或進漿量。若發生串漿，應填堵被串孔，待灌漿孔高噴灌漿結束，應盡快進行被串孔的掃孔、灌漿或繼續鉆進。（3）嚴重漏漿時應摻加粗料或采用速凝劑以防止漿液流失，直至返漿正常。

5樁體質量控制

為保證樁體的施工質量，本工程根據實際情況提出以下幾點要求：（1）樁位控制要準確、鉆機到位滿足規范要求。（2）在施工過程中要按照設計參數操作，保證樁徑滿足要求。（3）當鉆至規定深度以下0.2m時，將噴漿管插到設計層位，保證樁長控制到位。（4）要嚴格按照設計配合比控制漿液，保證噴漿量，嚴格控制樁材質量。

6高壓旋噴灌漿法的應用效果

針對本工程地下水位高、卵石層厚度不大，下部即為透水層等地質條件，以及防滲工程的使用條件及工期，本工程防滲墻施工采用高壓旋噴灌漿法是正確有效的。

同時針對工程實際制定的施工方法、事故處理措施、質量控制措施，有效的提高了工程進度，保證了工程質量，為七里河倒虹吸工程的下一步施工提供了保障，也為類似工程施工的防滲處理提供了參考。

參考文獻

[1] 徐至鈞.高壓噴射注漿法處理地基[M].北京:機械工業出版社,2004.

作者簡介：劉興（1982- ），男，河北衡水人，工程師，碩士研究生，從事南水北調中線工程建設管理工作。