高压摆喷灌浆技术在挡潮闸防渗中的应用

赵 柳

（辽宁省盘锦水文局，辽宁 盘锦124010）

1 概况

混江沟挡潮闸改建是辽宁大洼灌区改建项目，位于混江沟的东侧，始建于1989年。该闸由闸孔、胸墙、启闭台、交通桥等组成，闸孔为5孔3m×3m，底板高程-1.2m，设计排水流量21.0m3/s。钢筋混凝土敞式结构，闸门设计为5孔3m×3m。经过20多年的风雨侵蚀和海水侵蚀，原水闸的各个部位都受到了不同程度的破坏。胸墙渗漏严重，工作桥及排架混凝土严重脱落，钢筋锈蚀裸露，桥墩混凝土脱落。丝杠锈蚀弯曲，交通桥栏杆被海风侵蚀殆尽，进出口回直墙面临着坍塌危险，已失去了维修价值。为保证水闸的正常运行，本工程拟在原闸址进行改建。

2 高压摆喷灌浆布置

闸的布置为开敞式，初步拟定了闸为5孔，每孔3m，闸总净宽15m。进出口及闸室全部采用钢筋混凝土结构，闸墩宽1m，闸上设挡水胸墙、检修桥、启闭机台及交通桥。闸进口长10m，闸室长12m，出口消力池净长11m，海漫及防冲槽长17m。防冲槽底部高程-4.7m，闸底板高程-1.2m，桥面高程4.9m，交通桥按农桥—Ⅱ级设计。该防潮闸基础座落在粉砂层上，地震裂度7°，地基易产生液化，为提高闸室的抗震能力，本工程采用高压摆喷灌浆技术，使闸基形成封闭式结构。

高喷防渗板墙布置在闸室基础中，立面呈矩型，全长65.6m，其顶部插入闸室底板中，底部伸入闸基下-10.0m，高程-12.2m。

高压喷射灌浆施工孔轴线布置在闸室前后齿墙及两侧岸墙下，为增加墙体厚度，各孔采用摆喷灌浆［1］，设计摆角23°。设计一序孔喷射板墙与轴线成20°，二序孔喷射板墙与轴线成160°，板墙平面呈140°交叉折线型［2］。高压摆喷灌浆如图1。

2.1 高压摆喷施工

本次帷幕灌浆方式为摆喷灌浆，灌浆施工工艺流程如图2。

图2 施工工艺流程

本工程采用二管高压喷射灌浆进行基础的防渗处理，墙体交接形式为摆喷折线搭接，墙体最小厚度不小于15cm。试验区按监理及设计要求选定，坝轴线上设置2孔，围井高喷孔1孔，共计3孔。本试验设计墙体交接形式为摆喷折线搭接，孔距1.4m。在墙下游侧修建围井，旋喷桩及围井布置结构形式如图3、图4。

图3 注水围井平面结构

图4 注水围井剖面结构

2.2 施工工艺

（1）钻孔时，使钻孔机瞄准孔位，使用水平尺使机身高度、衬垫牢固，并衬垫机架。孔的偏差不应大于10cm，防渗墙的孔斜度不应大于2%。钻进过程应完全记录。

（2）下部注入管，将喷嘴降低到设计深度，并确定喷射方向和摆动角，以确保凝结体的有效连接。应防止喷嘴堵塞，可采用低压给水、气、浆时放低管道的方法，或采用塑料布或胶布缠绕的临时防护措施。

（3）将管道灌浆喷洒至设计深度后，输入所需的水、气体和浆料，喷洒1～3min，当注入的浆液出来时，根据预定的提升、旋转和摆动速度从底部向顶部喷射和摆动，同时提升到设计高度。

（4）当喷雾到设计高度时，应及时清洗管道，不要留下残留物，为防止堵塞，通常将浆料注入水中进行连续冲洗，直到有清澈的水在管道中流出。

（5）为了解决凝结水顶部浆液脱水引起的凹陷，在注浆结束后立即在射流孔内进行静压灌浆，直至孔内液面不沉降。

（6）高喷作业分二序施工，相邻孔的作业间隔时间在12～72h范围内。

2.3 灌浆

（1）采用强度等级为32.5＃的普通硅酸盐水泥。水泥的质量应满足GB175—1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》要求。经过80um筛孔后，水泥的细度不应超过5%。水泥出厂时间不超过2个月。

（2）塑性指数不得小于25，黏土含量不得小于25%，砂含量不得大于5%，有机质含量不得大于3%。

（3）灌浆压力控制在0.3～0.5MPa，灌浆流量70L/min，提升速度控制在12～13cm/min，摆喷速度为5°/s，摆动角度23°。

3 特殊情况处理

3.1 冒浆处理

采取降压、变稠、限流，必要时停灌间歇，对漏浆部位进行嵌缝封堵［5］。

3.2 串浆孔处理

（1）被串孔正在钻孔时，应立即停止。

（2）如果浆料体积不大，可同时向孔内注入水流，防止浆料堵塞。

（3）串浆量较大，将被串孔堵塞，灌浆完成后，将进行灌浆和灌浆。

3.3 灌浆中断处理

喷射中，接、卸换管及事故处理后再下管时，要比原停喷高度下落50cm以上，以使板墙上下连贯。

4 结语

本次施工在闸室上下游齿及两侧岸墙底板下采用高压灌浆摆喷墙，组成封闭基础以提高闸基的防渗能力。同时通过采用围井注水试验进行检查，在场地交通允许下，可进行开挖检查，每处高喷灌浆工程可作一个围井试验和一处开挖检查，可有效提高该工程的防渗能力。