摘 要：本文作者對(duì)黃壁莊水庫(kù)除險(xiǎn)加固高壓旋噴灌漿施工技術(shù)及特殊情況的處理措施做了詳細(xì)的研究，以供參考。
　　關(guān)鍵詞：黃壁莊水庫(kù); 除險(xiǎn)加固; 高壓旋噴灌漿; 施工技術(shù); 處理措施
　　Abstract: The high-pressure jet grouting technology and processing measures for special circumstances of the Huangbizhuang reservoirs reinforcement are researched in this papert, providing reference for you.
　　Key words: Huangbizhuang reservoir; reinforcement; high-pressure jet grouting; construction technology; processing measures
　　中圖分類號(hào)：TV697.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
　　1 工程概況
　　黃壁莊水庫(kù)副壩除險(xiǎn)加固為砼防滲墻，副壩防滲墻在Ⅳ標(biāo)段108號(hào)槽孔(被稱為1#坑)及在樁號(hào)A4+116.7—A4+130.7造孔施工過程中(被稱為2#坑)，發(fā)生大范圍坍塌，對(duì)坍塌壩體進(jìn)行高壓旋噴灌漿，形成旋噴樁，以加固松散地基，對(duì)砼防滲墻造孔孔壁起到固壁支撐作用。重力壩段0+120.5～0+835段進(jìn)行高噴灌漿形成防滲墻，以作為永久防滲。
　　2 主要施工方法和技術(shù)措施
　　高壓旋噴灌漿是采用水、氣、漿三聯(lián)管旋噴設(shè)備，旋噴管底部裝有噴射頭，雙向水噴咀，水噴咀直徑1.7-1.8㎜，水氣同芯，水平裝置。把噴管下入到預(yù)定深度通過擺放在地面的高壓設(shè)備，用38-40MPa高壓水射流沖擊切割地基土，與此同時(shí)，注入的漿液和空氣使水泥漿液與沖下的泥土漿強(qiáng)制混合，待凝固后，在土中形成具有一定強(qiáng)度的固結(jié)體，壩體土各孔之間連續(xù)搭接，形成一道高壓旋噴墻，各孔之間不連接，形成高壓旋噴樁。其基本過程為沖切、摻攪、升揚(yáng)、置換、位移、塑裹、濕滲固結(jié)。
　　高壓旋噴灌漿施工主要工序?yàn)?布孔、造孔、制漿、旋轉(zhuǎn)提升、靜壓回灌及封孔等幾道施工工序。其工藝流程為：
　　主要施工機(jī)械設(shè)備：高噴臺(tái)車、高壓水泵3×B型75KW，空壓機(jī)37KW，攪漿機(jī)、注漿泵BW150型等。
　　2.1 布孔
　　依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，利用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、鋼尺丈量，放線定位，在導(dǎo)漿槽上作標(biāo)記，誤差不小于2cm。副壩坍塌段加固，旋噴樁采用梅花形布孔，孔距3m，旋噴樁深入卵石層1-2米，重力壩高噴灌漿防滲墻作為永久防滲工程，高噴軸線距上游防滲墻1m，孔間距1m，深入基巖1m。
　　2.2 造孔
　　造孔采用XY-2B或XY-2型地質(zhì)鉆機(jī)，Φ130合金鉆頭外鑲筋骨，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，泥漿護(hù)壁成孔，應(yīng)經(jīng)常更換泥漿漿液，以確保濃度和粘度，防止縮徑、坍孔和保護(hù)孔壁穩(wěn)定。在砂卵石或基巖地層，用金鋼石鉆頭鉆進(jìn)。鉆孔施工過程中要認(rèn)真做好施工記錄，準(zhǔn)確記錄變層位置，以便準(zhǔn)確的為旋噴施工提供技術(shù)參數(shù)作依據(jù)，成孔后要始終保持孔內(nèi)泥漿護(hù)壁，以防坍孔。
　　2.3 制漿
　　水泥一般采用P032.5普通硅酸鹽水泥，細(xì)度、強(qiáng)度、安全性均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，制漿采用兩級(jí)攪拌，一級(jí)攪拌BLD-220，速比29，攪拌筒容量1300L，二級(jí)攪拌BLD-220，速比47，攪拌筒容量1500L。一級(jí)攪拌機(jī)攪拌10分鐘后經(jīng)過濾放入二級(jí)攪拌機(jī)，邊攪拌邊灌漿。制漿時(shí)嚴(yán)格控制水灰比0.6:1～0.66:1，漿液比重為：1.6～1.7g/cm3。應(yīng)經(jīng)常對(duì)其測(cè)量，保證漿液無顆粒、均勻穩(wěn)定、流動(dòng)性好。
　　2.4 高壓旋噴灌漿
　　造孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，即可將高噴臺(tái)車就位，注漿前，應(yīng)先進(jìn)行試噴，檢查水、氣、漿管是否暢通，各種參數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)要求。然后垂直下入噴桿至預(yù)定深度，高壓注漿時(shí)，應(yīng)先送水泥漿液，后送高壓水和氣，待孔口返漿正常，且回漿比重不小于1.35g/cm3時(shí)，再按設(shè)計(jì)的提升速度旋噴提升，進(jìn)行自下而上的旋噴作業(yè)。每孔噴射完畢后，應(yīng)先停風(fēng)、水，待噴桿提至孔口后，再停止送漿。其施工參數(shù)見下表。接近樁頂1米內(nèi)提速變?yōu)?cm/min，旋速6 r /min。高噴注漿分二序施工，一般先噴I序孔，再噴Ⅱ序孔，Ⅱ序孔為加密孔，I序和Ⅱ序孔間隔時(shí)間一般不少于3天。

地層 技術(shù)指標(biāo)		地質(zhì)情況
		土層	砂層	卵石	基巖
水	壓力（MPa）	38-40	38-40	38-40	38-40
	流量(L/min)	70-80	70-80	70-80	70-80
氣壓	壓力（MPa）	0.6-0.8	0.6-0.8	0.6-0.8	0.6-0.8
	流量(m3/min)	1.0-1.3	1.0-1.3	1.0-1.3	1.0-1.3
漿	壓力（MPa）	0.2-0.5	0.2-0.5	0.2-0.5	0.2-0.5
	流量(L/min)	70-90	70-90	70-90	70-90
提速	CM/min	6-8	8-10	6-8	6-8
旋速	r/min	6-8	8-10	6-8	6-8
水泥漿比重	1.5-1.71g/cm3

　　2.5 靜壓回灌封孔：
　　高壓噴射注漿完畢后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行靜壓回灌，待漿液下沉，水分析出后，用水泥濃漿及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充，并用杉木桿進(jìn)行攪拌，以使?jié){液充分流入到高壓水切割土體最遠(yuǎn)處，以保證墻體的連接。靜壓回灌要間斷進(jìn)行，可以用下一孔的回漿(若比重小于1.3時(shí)不可以)，直至填筑到孔口，漿液不再下沉?xí)r用濃漿進(jìn)行封填至孔口。
　　2.6 清洗管路
　　每孔噴灌完畢后，都要及時(shí)沖洗管路，尤其是漿液系統(tǒng)的管路，以免殘存的泥漿堵塞管路。
　　2.7 施工記錄
　　高噴灌漿屬隱蔽工程，各施工工序都應(yīng)有詳細(xì)原始記錄，(1)造孔記錄內(nèi)容有孔號(hào)、鉆孔深度、地層情況、施工時(shí)間及鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)的特殊情況等。(2)灌漿記錄內(nèi)容有日期、孔號(hào)、漿液比重、漿液流量和每孔注漿量等。(3)高噴灌漿記錄主要內(nèi)容有記錄高噴時(shí)間、旋轉(zhuǎn)、提升速度以及高噴孔口返漿等情況。同時(shí)泥漿泵的壓力、流量、工作時(shí)間以及高壓水泵、空壓機(jī)的壓力、流量都要如實(shí)記錄。施工記錄要每天如實(shí)填寫，匯報(bào)統(tǒng)計(jì)以備檢查驗(yàn)收。
　　3 特殊情況的處理措施
　　3.1 高壓泵、空壓機(jī)壓力驟變
　　高壓旋噴泵原理是高壓泵高壓水流切割土體，水風(fēng)壓使土體與水泥漿混合，形成一定強(qiáng)度的固結(jié)體。因此施工中必須確保高壓泵、空壓機(jī)壓力，高壓泵、空壓機(jī)壓力驟降，一般原因是，噴桿連接處密封墊損壞，密封不嚴(yán)，噴嘴斷裂，壓力驟增一般原因是，水和風(fēng)嘴堵塞，處理措施：及時(shí)停噴更換密封墊使密封嚴(yán)密，更換水咀和風(fēng)咀。
　　3.2 孔口不返漿或返漿異常
　　當(dāng)遇到有較大孔隙或滲漏地層時(shí)，會(huì)造成孔口不返漿或返漿異常。此時(shí)應(yīng)停止提升，降低水壓和風(fēng)壓，增大注漿量和漿液比重。等孔口返漿正常后，開始正常壓力旋噴提升。
　　3.3 遇到地下水豐富，滲流速度大的地層
　　采用重復(fù)噴射，慢速提升，加大水泥漿液濃度，減少水的供應(yīng)流量等。
　　3.4 下噴桿困難和卡噴桿
　　因?yàn)榭s孔或砂層坍塌。將出現(xiàn)下噴桿困難和卡噴桿，應(yīng)采取先送漿，再送水、氣、旋轉(zhuǎn)噴射由上而下送入噴桿，若噴桿送不下去，就應(yīng)移回鉆機(jī)進(jìn)行孔處理。直至下到孔底后再由下而上正常旋噴灌漿。
　　3.5 嚴(yán)重漏漿
　　鉆孔及噴灌過程中，曾多次發(fā)生漏漿現(xiàn)象，尤其塌坑部位上游旋噴樁，施工初期幾乎是每孔都漏漿。鉆孔過程中，采取填粘土加石灰進(jìn)行封堵，加大泥漿濃度;噴灌過程中應(yīng)停止提升，加大漿液濃度，待補(bǔ)充漿液恢復(fù)原漿面后，再送高壓、水、氣，將噴管下入噴灌前高程0.5米處開噴，保證搭接處噴灌質(zhì)量。
　　3.6 串孔、冒漿
　　因塌坑擾動(dòng)較深，地層結(jié)構(gòu)松散，高壓噴射灌漿時(shí)孔周圍地面串孔、冒氣、冒漿，其范圍：順壩軸線方向直徑9米，孔左側(cè)5米，右側(cè)4米，都有冒漿點(diǎn)，垂直壩軸線方向6米冒氣、冒漿，據(jù)以上情況，采取降低壓力，加大進(jìn)漿濃度，降低提升速度進(jìn)行有效充填，及時(shí)進(jìn)行處理。
　　4 經(jīng)驗(yàn)與建議
　　4.1 旋噴固結(jié)體尺寸與土的類別，噴射參數(shù)，噴咀出口處地層靜水壓力有著直接關(guān)系，當(dāng)?shù)貙又写笥?㎜的土顆粒在土層中的比例大于50%，噴射直徑明顯減小，土層中含有卵礫石和其他大障礙物，處理效果差。處理這些地層應(yīng)重復(fù)噴灌，加大漿液濃度，保證充填率。有關(guān)試驗(yàn)資料證明，粘土層中加大高壓泵水壓力進(jìn)行復(fù)噴一次，直徑可增大30%，在砂層中可增大50%。
　　4.2 地層靜水壓力的影響，噴咀出口處?kù)o水壓力越大，壓差減小，有效噴射距離縮短，在施工中隨著噴射深度增加，靜水壓力增大，噴射直徑隨之減小，樁體容易形成上粗下細(xì)形狀。據(jù)有關(guān)資料證明，靜水壓力由2米增到20米水柱壓時(shí)，噴射距離減35%～40%，在地下水位埋深較大的地層進(jìn)行高噴,
　　應(yīng)提高噴射壓力，以克服靜水壓力損失，保持有效樁徑，富水層應(yīng)加大漿液濃度，降低噴桿提速和轉(zhuǎn)速，并實(shí)行重復(fù)噴射。
　　4.3 高壓旋噴防滲墻施工技術(shù)是一項(xiàng)新技術(shù)，對(duì)于無地下水，地層為砂層或粉細(xì)砂層、砂壤土層效果較好，在砂土層和粉細(xì)砂層，提速可適當(dāng)加快，不會(huì)影響噴射效果，但可以減少水泥用量，降低工程造價(jià)。高壓旋噴防滲墻作為永久性防滲墻，工程效果不如砼防滲墻效果好，但造價(jià)較低。并且還可以利用回漿，且不影響防滲效果。
　　4.4 高壓旋噴注漿采用三管式，水、氣、漿必須連續(xù)進(jìn)行。拆除噴桿時(shí)，為防止?jié){面下流、噴桿應(yīng)下至停噴前高程0.2-0.4處，再進(jìn)行提噴，若因故停機(jī)超過兩小時(shí)，應(yīng)對(duì)泵體和輸漿管路進(jìn)行沖洗，重新開噴時(shí)，噴桿下至停噴前高程下至少0.5m處，以保證搭接長(zhǎng)度。
　　高壓旋噴灌漿施工完畢后，通過打檢查孔，巖芯采取率等以檢查灌漿效果，其中土層、砂層巖芯采取率較高，砂卵石層和有地下水位流速較大時(shí)，巖心采取率較低，且含泥塊較多。因此地層為砂層或粉細(xì)砂層、砂壤土層采取高壓旋噴灌漿進(jìn)行地基處理效果較好。