高壓旋噴灌漿加固防滲墻及其檢測新技術

楊發祥

臨湘市長江大堤養護中心，中國·湖南 臨湘 414300

1 引言

高壓旋噴灌漿法是通過壓力數值極大的壓力，將所存在旋噴設備內部的漿液帶入注漿管道，隨后在高壓的作用下噴射出，從而達到進入地基的目的，在進行旋噴的過程中，漿液的沖擊、攪拌、縮減等效應下，會使得漿液和地基之間進行聯結，從而完成對地基的漿液覆蓋作用，能夠有效對地基實現擠壓、滲透作用，實現對地基防滲墻的加固計劃，使得周圍的旋噴建筑的密度與承載能力得到有效提升。除此之外，高壓旋噴灌漿法能夠適用于規模較大、標準較高、灌漿深度較高的地區，但是在進行防滲墻深水檢測質量時[1]，由于傳統檢測方式的檢測時間過長、檢測環節復雜、檢測成本支出較高，導致在當前高壓旋噴灌漿加固防滲墻檢測中缺乏一定的實用性，因此論文針對現場滲透試驗對高壓旋噴灌漿作用下的防滲墻進行加固質量檢測，采用所得出的現場信息數據進行防滲檢測，結合黃蓋湖防洪治理工程中的堤壩地基防滲工程進行防滲檢測，為試驗方式提供了現實依據，提高試驗結果的可信度，為后續相關研究提供了一定借鑒意義。

2 工程概況

黃蓋湖位于中國湖南省臨湘市和湖北省赤壁市交界處，長江中游南岸。工程的主要任務是在現有防洪工程基礎上，通過加高加固堤防，修建護坡護腳工程和防汛道路，堤基防滲處理，填塘固基，重（改）建穿堤建筑物，新建護岸工程，新建單退垸分洪口門裹頭工程等措施，提高黃蓋湖流域防洪減災能力，保障群眾生命財產安全和經濟社會可持續發展。

初設階段根據地勘成果、滲流計算及險情調查分析確定堤身堤基滲控處理以及護岸工程等主要建設內容為：新建護岸工程長度11.01km；堤身隱患錐探灌漿處理49.601km；白蟻堤段巡查防治82.415km；堤基防滲墻處理長度1.1km；填塘固基長度為49.605km。

3 高壓旋噴灌漿加固防滲墻工程

3.1 施工技術

首先，將施工場地的地質條件探查清除，挖掘排漿渠道、集漿池作業，并預備處理冒漿現象的產生。

其次，進行高壓旋噴灌漿加固的方式要按照施工圖紙與地質條件進行選用三管法、雙管法或者單管法，選擇合適的施工手段、噴射方式與目標參數，擬合完成后提交申請。

最后，進行高壓旋噴灌漿加固后的場地應當較為平滑、穩定，將其中給的坑洼、土質疏松、靠近邊坡等地區進行再次改造，采用回填、夯實以及邊坡穩固等方式進行保護[2]。

3.2 旋噴灌漿漿液調配

進行高壓旋噴灌漿所使用的漿液應當使用42.5級的普通硅酸鹽水泥，漿液水灰比為1∶1～0.8∶1，漿液比重不小于1.6。在完成漿液制備后，漿液的存放時間不宜超過4h。

首先，在存留漿液的裝置中安裝勻速攪拌設備，防止漿液出現凝固現象。

其次，在使用漿液的過程中，應當在漿液出口設置過濾網，將其中存在的雜性物質進行提出。

最后，對配置不當的漿液應當進行回收利用，首先加固漿液進行沉淀，加入適當的標準水泥進行攪拌，實現資源的有效利用。

3.3 高壓旋噴灌漿工程

進行高壓旋噴灌漿的設備首先必須滿足施工地層中預鉆孔或攜帶噴射管鉆孔的要求，并且所使用的噴射管道、噴頭以及輸液裝置，都要進行密封處理，符合標注內的使用范疇。

在進行地質強度較高的地區，應當將其中的高射噴孔作為首要設備，進行動力探索實驗，間距保持在20cm左右。此外，鉆孔孔位與理論孔位之間的誤差不得大于5cm，鉆孔有效深度應超過設計墻底深度0.3m，全程采用參數記錄裝置，對所進行檢測的數據信息進行記錄[3]。

4 現場滲透試驗

現場滲透試驗是一種對防滲工程現場進行快速墻體滲水量檢測的方式，通過對所得出的參數進行運算，實現對此次防滲墻滲水量的檢測過程，這種方式的檢測時間較短，只需使用簡單便捷的裝置與較少的檢測人員，因此對周邊環境的污染程度也會較小，值得推廣與使用。

4.1 現場滲透試驗概論

現場滲透試驗將測試墻體內部的滲水量的增加與減少進行時段劃分，并根據所引起的現場施工水位變化情況與上述時段進行對接，從而檢測出墻體含水量的滲透參數。

首先，根據墻體內部的滲水量增加與減少程度進行劃分，可以將現場滲透試驗分為抽水滲透檢測、注水滲透檢測以及氣壓滲透檢測。

其次，如果遇到承壓性能較強或者較弱的滲透墻體可以將上述先創滲透試驗變更為承壓滲透檢測與潛水滲透檢測。其中，承壓滲透檢測試驗可以將滲水墻體的內部水分的水平以及垂直方向進行拓展，再結合相關滲透參數計算公式，就可以從現場施工數據中得到對應的滲水參數。

最后，再將所得出的滲水量變化與時間時段曲線與傳統標準曲線進行擬合，得到二者之間的對比參數，從而得出高壓旋噴灌漿加固防滲墻新技術的高效性。

4.2 現場滲透試驗的理論基礎

在進行現場高壓旋噴灌漿加固防滲墻的施工過程中，首先將墻體內部的滲水量的增加與減少程度進行檢測，根據滲水量標準進行水分的注入或者抽取，然后觀察現場施工水位的變化情況，將現場施工水位升高或下降的情況進行精確記錄，隨后就可以將注入或抽取高壓旋噴灌漿加固防滲墻中的水量進行計算，計算公式（1）為：

此外，由于對防滲墻內部進行過注水或抽水操作，因此上述公式所引起的現場施工水位變化情況的變化率，用下列公式（2）進行表述：

根據上述公式所示，其中的πrc2是現場施工水位變化的橫截面積，負號則是表述y的變化會隨著時間的增加而不斷減少。由此得出下列公式（3）：

把初始時間t0=0，y=y0，……，t y=y t帶入K式中，得出下列公式（4）：

已知高壓旋噴灌漿加固防滲墻注入或抽取與現場水流流量呈現線性關系，因此得出防滲墻與滲水量之間的經驗公式（5）：

當D=H時，如圖1所示。

圖1 無量綱參數關系圖

4.3 黃蓋湖堤壩地基防滲工程現場滲透試驗

結合黃蓋湖堤壩附近的地質構造，此次現場滲透試驗屬于孔隙潛水試驗，堤壩所處地區填充物以中細砂質為主，隨著深度的增加而緊密程度不斷加高，由上述工程概括可知，對其使用20m3/h的潛水裝置進行此次現場滲透試驗，因此得出圖2的曲線示意圖。

圖2 實測lg y~t曲線示意圖

根據對曲線示意圖的解讀與運算，得出在此次試驗開始前的y0=0.54m，因此根據上述公式（4）、（5）得出K=9.03m/d，從而對此次防滲墻進行常規方式檢測，得出如表1所示的結果。

表1 現場滲透試驗K值結果圖（單位：MD）

5 結語

對上述圖表進行解讀比較后，現場滲透試驗與常規方式防滲墻檢測的結果差異較小，擬合程度較為優越，因此進行現場滲透試驗能夠完全滿足在日常防滲墻加固檢測中的標準要求，這種方式較為簡便，能夠在10min之內完成檢測，不會對環境造成污染，是當前進行防滲墻加固檢測的高效方式。