高压旋喷技术在龙口水利围堰防渗中的应用

2013-11-04杨利红刘东国

水科学与工程技术 2013年3期

杨利红，刘东国

（1.河北省水利水电第二勘测设计研究院，石家庄 050021；2.邢台襄禹水利勘测设计有限公司，河北邢台 054000）

1 工程概况

龙口水利枢纽是万家寨水利枢纽配套工程，位于黄河北干流托克托至龙口河段的尾部，是黄河治理开发规划中确定的梯级工程之一。

龙口水利枢纽一期围堰施工，于2006年3月26日开始填筑，4月9日戗堤填筑完成，防渗体4月17日完成；基坑排水于4月18日开始，截至4月26日，历时7日，基坑水位降幅较小，无法形成干燥施工场地，围堰防渗效果较差。考虑该围堰将承担全年施工挡水任务，为保证围堰安全运行和右岸基坑开挖、混凝土浇注施工，决定对该围堰0+400.83～0+907.83段进行高喷注浆防渗处理。

2 围堰渗漏原因及处理措施

2.1 围堰渗漏原因主要有：

（2）防渗心墙基底清理不干净。

（3）基岩由于节理裂隙、溶冲沟槽比较发育，且基岩面起伏较大，达30～80cm。

（4）水中填筑天然黄土形成泥包石，而且第一层粘土心墙填筑无法碾压，形成人工液化和翻浆现象。

（5）堰坡内侧土工布与堰基基岩水下部分由于基底基岩高差较大、水下作业困难，不能很好地衔接。

（6）堰内外水位差较大，水位差达6m。

围堰建成后采用大泵量进行基坑抽水，连续7d抽排，不见下降。

2.2 防渗处理措施

基于以上分析,围堰防渗效果不满足施工需要，必须进行防渗处理。

INCI中文名称：炭黑，英文名称：Carbon black，CAS号：1333-86-4，7440-44-0。活性炭是传统而现代的人造材料，又称碳分子筛，是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳。活性炭主成分除了碳以外还有氧、氢等。由于原料来源、制造方法、外观形状不同，活性炭的品种也各不相同。根据牙膏应用的需要，一般选择颗粒状木质活性炭。

旋喷墙要求入基岩不小于0.5m；灌浆孔孔距1.0m，分两序施工；防渗墙最小厚度不小于60cm，墙体透水率q小于等于1Lu；灌浆浆液采用P.O 32.5普通硅酸盐水泥浆，浆液水灰比为0.5∶1～0.8∶1。

由于围堰降水不能形成干燥场地施工，本工程决定在围堰心墙中心采用高压旋喷，形成地下高喷连续墙的方式进行防渗处理。考虑工期要求，防渗处理工作与降水工作同时进行。

3 施工工艺

高压喷射注浆（简称高喷注浆或高喷）是一种采用高压水或高压浆液形成高速喷射流束，冲击、切割、破坏地层土体，并以水泥基质浆液充填、掺混其中，形成桩柱或板墙状的凝结体，用以提高地基防渗或承载能力，达到防渗加固围堰目的。

高压旋喷注浆的施工程序包括：制备造孔泥浆、造孔、下喷杆高喷、成墙，如图1所示。

图1 高压旋喷注浆施工工艺流程

4 高压旋喷施工

4.1 施工参数

根据工程渗漏及设计对高喷墙技术和质量要求，对回填土和基岩面的接触面做复喷处理，具体施工参数如表1。

表1 施工参数

4.2 施工方法

高压旋喷防渗墙工程施工采用的主要施工方法为2台钻机与1台套高喷设备配合施工。

4.2.1 造孔

首先由地质钻机造孔，确定实际地层，达到基岩后，并钻入基岩0.5m。终孔后量孔深并测孔斜，达到设计要求后开始高喷。

4.2.2 高压旋喷注浆

本工程施工采用三管法高喷注浆工艺。高喷管下入孔内前，先进行孔外试水、气，高喷头的水气嘴用胶布缠绕封闭，高喷管下入预定深度，同时，用搅浆机按设计配比配备水泥浆，按下列步骤操作：①开动空压机、高压水泵、灌浆泵；②按设计旋转速度原地旋转高压喷管约2～3min，待压缩空气、高压水和水泥浆等参数达到设计规定值后，并且孔口返浆比重大于1.2；③根据地层情况，按照设计的速度提升高喷管，进行由下而上的旋喷作业。

4.2.3 静压灌浆

当旋喷注浆到设计墙顶高程后，停止输送高压水、气，搅浆机继续工作，同时将喷头提升至孔口，直至用浆液把钻孔充满，然后停止送浆，把高喷车挪至下一孔位处。为防止墙体内残留气泡而影响防渗效果，使用长杆在孔内搅动以排出气泡。随着水泥浆的凝固，浆面会不断下沉，因此要随时进行补浆，直至浆面不再下沉为止。