高壓旋噴技術在紅旗水庫閘基加固中的應用

(沈陽利鑫土木工程有限責任公司， 遼寧 沈陽 110179)

高壓旋噴技術在紅旗水庫閘基加固中的應用

王春娟

(沈陽利鑫土木工程有限責任公司， 遼寧 沈陽 110179)

本文依據(jù)盤錦紅旗水庫除險加固閘底板旋噴樁基礎處理施工過程，闡述了旋噴樁的施工工藝、選用的主要施工設備、采用的施工參數(shù)，提出了施工中的注意事項和易出現(xiàn)的質(zhì)量問題，為類似地基基礎處理提供借鑒。

旋噴樁；紅旗水庫；閘基；加固

1 概 述

1.1 工程概況

紅旗水庫位于遼寧省盤山縣境內(nèi)，工程等別為Ⅱ等，紅旗水庫的擋水土壩為均質(zhì)土壩，總長1630m，壩頂高程8.20m，壩頂寬6.0m，迎水坡比1∶2.5，背水坡比1∶3.5。泄洪閘的新建閘位于主河槽段，為35孔平板鋼閘門泄洪閘，閘門尺寸6.0m×2.0m(寬×高)，閘底板高程2.70m。工程于1992年建成。泄洪閘之間由土壩連接。

1.2 應用背景

紅旗水庫除險加固主要內(nèi)容有：擋水土壩加固維修、重建淺孔閘、35孔新建閘及深孔閘加固維修等。35孔閘場地內(nèi)判定液化地層為粉土③層、④層，根據(jù)《水利水電地質(zhì)勘察規(guī)程》(GB 50287—1999)中附錄N的規(guī)定，采用標準貫入錘擊數(shù)法，閘基上在15m深度內(nèi)第③層粉土、第④層細砂不液化。但第27～32孔閘底板持力層在庫區(qū)一側下方存在軟弱下臥層，由沉降不均造成27～32孔閘段沉降。所以設計采用旋噴樁進行地基加固處理，以確保其穩(wěn)定。

2 旋噴樁施工

2.1 閘室基礎處理要求

處理范圍為第27～第32孔底板，旋噴樁鉆孔直徑為130mm，成樁直徑為1.5m，孔中心間距為2.4m，鉆孔中心距底板上游端部1.0m，鉆孔深度達到底板下部2m，采用三管法施工。在正式旋噴施工前，先在現(xiàn)場附近選擇類似地質(zhì)條件進行2～3根試驗樁試驗，根據(jù)施工工藝及旋噴效果確定施工參數(shù)[1]。

2.2 旋噴樁施工

2.2.1 施工準備

a. 制漿采用固定式集中制漿站(規(guī)模為15m3/h)。集中制漿站占地面積100m2，主要設備包括水泥罐、喂料計量器、高速漿液攪拌機、貯漿桶、輸漿泵和輸漿管路等。集中制漿站制備1∶1～1∶1.5的水泥漿，由輸漿泵通過輸漿管路直送或轉送灌漿作業(yè)面。

b. 制漿站、鉆灌用水取自深水井，單獨設立φ50mm輸水管路供水。施工用電取自右岸100kVA施工變電站，用專用電纜引線設立獨立電源，設置若干個配電箱，再分至集中制漿站和各鉆灌機組。

c. 鉆孔、灌漿在混凝土面上施工產(chǎn)生的廢水、廢漿，經(jīng)常用壓力水沖洗，保持作業(yè)面清潔，廢水、廢漿經(jīng)排漿溝自排或抽排至壩外沉漿池，以免污染施工場地。

2.2.2 漿液材料

a. 漿液在旋噴施工前進行室內(nèi)漿液配合比試驗，試驗內(nèi)容為不同比級漿液的攪拌時間、比重、黏滯度、析水率、凝結時間和水泥結石抗壓強度等。旋噴樁水泥采用普通硅酸鹽袋裝水泥,強度等級為42.5MPa。

b. 漿液攪拌用水符合拌制混凝土用水要求，拌制漿液時水溫控制在30℃內(nèi)。根據(jù)試驗漿液條件，如果需要摻加外加劑，其質(zhì)量標準滿足設計及相應規(guī)范標準要求，其最優(yōu)摻加量由室內(nèi)試驗和現(xiàn)場旋噴試驗確定，能溶于水的外加劑以水溶液狀態(tài)加入。

2.2.3 主要機具設備

主要機具設備見右上表。

主要機具設備規(guī)格表

2.2.4 現(xiàn)場旋噴試驗

a. 該工程中采取三管法高壓旋噴施工方法，進行旋噴樁施工時，鉆孔、灌漿采用打一跳一法，待相鄰樁體強度符合設計要求后再進行施工，即先1、3、5……，后2、4、6……。鉆孔按設計參數(shù)嚴格控制，鉆孔深度可通過鉆桿長度量取或將鉆桿提出后用測繩測量，并檢查垂直度，鉆進中對鉆孔所發(fā)生的正常和異常情況及時進行記錄并勾繪草圖。灌漿孔壓水采用“簡易壓水”。制漿材料使用前進行稱量，稱量誤差控制在5%以內(nèi)。純水泥漿使用高速攪拌機拌制，攪拌時間不少于2min，漿液使用前過篩，從制備至用完的時間不超過4h。集中制漿站制備1∶1～1∶1.5純水泥漿，先加水，后加水泥。漿液經(jīng)過濾器，并通過輸漿管路輸送至高噴臺車施灌。當因機械故障、設備損壞、停水停電、地質(zhì)方面等原因引起灌漿中斷，且在30min內(nèi)無法恢復灌漿時，則沖洗鉆孔等待復灌，若沖洗無效則重新掃孔補灌。

b. 施工工藝流程如下頁圖所示。

旋噴樁施工工藝流程圖

c. 主要施工參數(shù)：三重旋噴管直徑9cm，噴水嘴直徑1.8mm，噴漿嘴直徑6.0mm；送水壓力30MPa，流量80L/min；送風壓力0.7MPa，流量800～900L/min；噴漿壓力0.9～1.0MPa，流量80～100L/min；提升速度15～25cm/min，旋轉速度20～35r/min；回漿比重≥1.2。

3 質(zhì)量保證措施

a. 鉆孔控制，施工前對孔位進行測量放樣，施工時復測，開孔位置在任何方向偏差不大于10cm；孔徑要保證設計要求的最小孔徑，選擇滿足設計要求的鉆頭、鉆具施工；孔深要滿足設計要求；嚴格控制鉆孔傾角在允許范圍內(nèi)；孔序要嚴格按設計分序施工，不得隨意安排。

b. 旋噴控制，原材料進場后要進行檢測，合格后才能使用；嚴格按監(jiān)理人批準的施工技術參數(shù)施工，先在地面進行漿、氣試噴，嚴格控制各道工序壓力；按設計水灰比施灌，漿液拌制經(jīng)兩道過濾網(wǎng)過濾，插管過程中邊射水、邊插管，水壓力不超過1MPa，防止噴嘴發(fā)生堵塞，嚴格按規(guī)范要求變換漿液；旋噴灌漿保持全孔連續(xù)一次作業(yè)，拆卸或安裝注漿管動作要快，供水、供漿要保證連續(xù)，以防發(fā)生埋鉆、埋塞和噴漿中斷等質(zhì)量事故，封孔要密實，防止人為造成滲漿通道；在注漿過程中經(jīng)常檢測進漿、回漿比重。

c. 施工記錄要確保真實可靠，鉆孔記錄真實反映孔內(nèi)情況，包括旋噴壓力、旋噴速度、提升速度、漿液配比、噴射流量等技術參數(shù)，對照地質(zhì)條件、加固補強要求，從有利于提高成樁效果和樁體質(zhì)量的角度出發(fā)，進行詳細記錄，必要時進行繪圖[2]。

d. 樁體質(zhì)量檢測，旋噴樁成樁后要進行樁體直徑、完整性等性能檢測，檢測數(shù)量不少于總樁數(shù)的2%，并不得少于3根。

4 影響成樁質(zhì)量主要因素及預防處理措施

a. 噴射管分段提升時，接頭處搭接長度不夠，甚至沒有搭接造成斷樁，要配備熟練的技術工人操作，定崗、定責，嚴格獎懲制度，施工時控制好旋噴的標高，保證搭接長度不小于0.1～0.2m。

b. 地質(zhì)條件變化造成縮頸，土層密度增大，噴射壓力偏小，提升速度過快，噴射過程出現(xiàn)故障等，都會出現(xiàn)類似情況。高壓旋噴是利用高壓流噴射成樁，參數(shù)設置與土質(zhì)種類、密實度密切相關，要準確掌握地質(zhì)分層資料，根據(jù)不同土質(zhì)隨時調(diào)整參數(shù)，動態(tài)管理，通過試驗選擇合理的參數(shù)和控制措施，確保成樁質(zhì)量。

5 結 語

高壓旋噴樁施工時，根據(jù)不同的土層地質(zhì)條件，確定合理的施工工藝和施工技術參數(shù)至關重要；配備熟練的技術工人和良好的設備是成樁質(zhì)量的保障。紅旗水庫第27～第32孔新建閘底板通過精心組織和施工，旋噴樁達到了設計要求的加固補強效果，再沒有出現(xiàn)沉降等現(xiàn)象，運行效果良好，類似工程可借鑒參考。

[1] 周敏. 盤錦市紅旗水庫除險加固設計[J]. 水與水技術，2011(5)：308-311.

[2] 蔣學武. 高壓旋噴技術在穿黃導流圍堰工程中的應用[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