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1、贛江石虎塘航電樞紐工程 高壓旋噴灌漿（二管法）防滲墻施工組織設計 贛江石虎塘航電樞紐工程W7標項目經理部高壓旋噴灌漿防滲墻（二管法）施工工藝情況介紹一、工程概況1、概況本標段防護堤全長9.753km，其中K0+000K1+550段為均質土堤，未采用射水造墻防滲，原地面高程60.6857.17m，堤頂高程61.3061.02m；K1+550K2+150段為懸掛式射水造墻防滲，射水造墻頂高程57.1756.75m，射水造墻底高程51.4852.07m；K2+150K9+530為射水造墻防滲，射水造墻深入巖層，射水造墻頂高程56.7554.19m，射水造墻底高程43.7544.19m；K9+530K2、9+790采用三管法高壓旋噴防滲墻，三管法高壓旋噴深入巖層。石虎塘航電樞紐工程于2013年3月18日開始正式蓄水，2013年3月23日（壩址水位55.61m）發現堤防K1+510處堤后溝A渠0+070處滲水（去年此處發現泡泉，已經采用干砌片石處理，此處堤后溝離堤防40m，溝底高程54.53m，原地面高程57.31m）；2013年3月24日（壩址水位55.96m）發現堤防K6+425處堤后溝B渠1+300處滲水，此處堤后溝離堤防40m，溝底高程53.25m，原地面高程54.36m），在后續蓄水日常巡視中，兩處滲水未停止，詳見W7標防汛巡視記錄。根據設計通知（編號SHT-YX-SG-40）在堤防K3、1+300K2+155及K6+250K6+550采用二管法高壓旋噴注漿防滲墻進行堤身堤基接觸面、堤基處理，全長1155m，孔距80cm，防滲墻上部高程為57.80m，防滲墻滲入基巖大于50cm，其中，鉆孔深度為孔底至堤頂的距離，灌漿深度為孔底至標高57.80的距離。2、施工原理及工藝流程高壓噴射注漿法是利用鉆機把帶有噴嘴的注漿管鉆進土層的預定位置后，以高壓設備使漿液或水、（空氣）成為2040MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來，沖切、擾動、破壞土體，同時鉆桿以一定速度逐漸提升，將漿液與土粒強制攪拌混合，漿液凝固后，在土中形成一個圓柱狀固結體（即旋噴樁），以達到加固地基或止水防滲的目的。根據噴射方法4、的不同，噴射注漿可分為單管法、二重管法和三重管法。二重管法：又稱漿液氣體噴射法，是以大于35Mpa的高壓水泥漿射流通過1.9mm的噴嘴噴出，水泥漿射流四周以壓縮空氣加以保護，隨著噴管的旋轉與提升，高壓水泥漿射流沖切破壞土體，同時漿射流的能量較大，將水泥漿與粘土摻攪形成樁體；壓縮氣也起到升揚置換的作用，使切割的部分土體從孔口冒出，水泥漿與粘土混合物固結后，形成所需要加固體。主要優點在于壓力大、流量大、能量大、樁徑也較大，相對于三管法它直接用水泥漿切削地層，削除了高壓水對水泥漿的稀釋，節約了水泥從而也保證了成樁質量，減少了廢漿的排放。示意圖如下：漿桶水箱攪拌機水泥倉旋噴固結體注漿管鉆機噴頭圖2 二5、重管旋噴注漿示意圖空壓機高壓泥漿泵3、適用范圍（1）受土層、土的粒度、土的密度、硬化劑粘性、硬化劑硬化時間影響小，可廣泛應用于淤泥、淤泥質土、粘性土、粉質粘土、（亞粘土）、粉土（亞砂土）、砂土、黃土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多種土層。（2）可作為既有建筑和新建建筑的地基加固之用，也可作為基礎防滲之用；可作為施工中的臨時措施（如深基坑側壁擋土或擋水、防水帷幕等），也可作為永久建筑物的地基加固、防滲處理。（3）當用于處理泥炭土或地下水具有侵蝕性、地下水流速過大和已涌水的地基工程時，宜通過試驗確定其適用性。二、施工材料、水泥：采用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥；、水：高壓噴射漿液拌和用的水從贛6、江渠抽取；、固壁材料：使用泥漿固壁成孔；、漿液存放時間：拌制的漿液及時使用，存放時間不得超過4小時，制漿材料稱量誤差不大于5%。三、施工方法1、總體施工順序和流程施工順序：高壓旋噴（二管法）防滲墻計劃于2013年4月中旬開工， 2014年5月底完工。按單雙號間隔（分二序孔）打孔，單排，間距80cm，高壓旋噴入巖不小于50cm，計劃進場2臺巖心鉆機和2套高壓灌漿設備。 施工流程：詳見施工工藝流程圖。高噴臺車試噴臺車就位完孔鉆機移位泥漿護壁鉆進鉆機就位定位放線送漿壓縮空氣攪拌制漿旋噴提升噴至設計高程下噴管至設計深度旋噴成樁孔口補漿廢漿排放封孔圖1 施工工藝流程圖2、施工方法2.1 定位放線：按照設7、計通知單，由控制點用GPS放出高噴軸線，用鋼卷尺確定每個高噴孔的孔位。施工開始前采用先導孔（間距10m左右，至少2個孔）探明地質情況，為后續施工提供地質基礎資料，根據地質資料，在正式開始高噴施工前，選擇有代表性地段做高壓旋噴注漿試驗，以確定高壓旋噴注漿施工參數。2.2 鉆機造孔：根據現場放線移動鉆機，選用XY-200型鉆機，鉆孔孔徑130mm。堤身土層使用泥漿固壁造孔，魚尾鉆頭；堤基砂礫層使用泥漿固壁成孔，合金彈簧鉆頭；基巖采用金剛石鉆頭成孔，使鉆桿頭對準孔位中心。為保證鉆機達到設計要求的垂直度，鉆機就位后必須作水平校正（校正采用水平管及垂球），使其鉆桿軸線，垂直對準鉆孔中心位置，保證鉆孔的垂8、直度不超過1%。在校直糾偏檢查中，利用垂球（高度不得低于2米）從垂直兩個方向進行檢查，若發現偏斜，則在機座下加墊薄木塊進行調整。鉆孔過程中要詳細記錄好鉆桿節數，保證鉆孔深度的準確；目前贛江為主防汛期間，鉆孔時要記錄天氣預報，只要滿足高壓旋噴注漿施工需要，不能太多，防止洪水通過鉆孔威脅堤防安全。2.3 制漿：水灰比要按設計進行，嚴格控制，不得隨意改變。在旋噴過程中，應防止泥漿沉淀、濃度降低。不得使用受潮或過期水泥。漿液攪拌完畢后送至吸漿桶時，應有濾網進行過濾，過濾篩孔以小于噴嘴直徑1/2為宜。采用攪拌機制漿，在儲漿桶安裝低速攪拌軸攪拌，防止水泥漿沉淀。2.4 噴射灌漿：噴管為91鋼管，空壓機為V9、F-6/7-A，高噴臺車為GP-50型，引孔鉆好后，插入旋噴管，進行試噴，確定施工技術參數，噴射灌漿要做到：A、施工前預先準備排漿溝及泥漿池，施工工程中應將廢棄的冒漿液導入或排入泥漿池，沉淀凝結后集中運至場外存放或棄置；B、旋噴前檢查高壓設備和管路系統，其壓力和流量必須滿足設計要求。注漿管及噴嘴內不得有任何雜物。注漿管接頭的密封圈必須良好。C、做好每個孔位的記錄，記錄實際孔位、孔深和每個鉆孔內的地下障礙物、注漿量等資料；D、當注漿管貫入土中，噴嘴達到設計標高時，即可按確定的施工參數（氣壓、氣量、漿壓、漿量、提升速度、將夜密度等）噴射注漿。噴射時應先達到預定的噴射壓力，漿量正常后再逐漸提升注漿管10、，由下而上旋噴注漿；噴射時注意觀察堤防及四周，防止壓力過大損壞堤防。E、每次旋噴時，均應先噴漿后旋轉和提升，以防止漿管扭斷。F、配制水泥漿時，水灰比要求按設計規定，不得隨意更改，在噴漿過程中應防止水泥漿沉淀，使濃度降低。每次投料后拌合時間不得少于3min，待壓漿前將漿液倒入裝有濾網的集料斗中儲備。水泥漿應隨拌隨用，儲備時間小于4h。G、高壓噴射注漿過程中出現驟然下降、上升或大量冒漿等異常情況時，應查明產生的原因并及時采取措施。H、一旦出現中斷供漿、供氣，立即將噴管下沉至停供點以下0.5m,待復供后再行提升。I、當提升至設計樁頂下1.0m深度時,放慢提升速度至設計高程。J、噴射作業結束后，用冒出11、漿液回灌到孔內，直至不下沉為止。2.5 孔口回填補漿及封孔：噴灌結束后，可利用部分回漿或攪拌機制的漿液向噴射孔內補充漿液直至孔口漿面不下降為止，以消除凹穴。2.6 廢漿液處理：噴射注漿施工中，將產生不少廢棄漿液。為確保場地整潔和順利施工，在施工前擬在場地內設置泥漿池，泥漿在施工中抽排匯入泥漿池中，待泥漿固結后再外運處理。2.7 沖洗機具：當高壓噴射注漿完畢，應迅速拔出注漿管徹底清洗漿管和注漿泵，防止被漿液凝固堵塞（因故停工3h時,妥善清洗泵體和噴漿管道）。2.8 移動旋噴機具至下一孔位，第一序孔與第二序孔灌漿時間間隔不小于48h。3、 質量要求3.1 成墻的質量要求：采用二管法高壓旋噴造防滲墻12、，且滿足：有效墻體厚度：不小于50cm；墻體滲透系數：K110-5cm/s；墻體抗壓強度：不小于10Mpa。3.2 施工過程的成孔質量要求：孔位偏差小于5cm；鉆孔孔徑大于噴射管管徑2cm以上。噴射直徑1.0m，鉆孔有效深度超過設計墻底深度30cm。鉆孔偏斜度小于1%；材料水泥：采用普通硅酸鹽水泥水泥標號P.O42.5級，不得使用過期的或受潮結塊的水泥，水泥質量符合規范要求。水：水符合DL/T5144-2001規范中砼拌合用水要求。漿液密度：漿液密度要求不小于1.6g/cm3。高噴參數滿足設計要求（見表3.2.4）。表3.2.4 高壓旋噴灌漿工藝參數值（二管法）孔 距m0.8壓縮氣氣壓Mpa013、.6-0.8氣量m3/min0.81.5水泥漿液漿壓Mpa2540漿量L/min75150提升速度5-10cm/min轉動速度（0.81.0）V次/min漿液密度1.6g/cm34 、高噴灌漿質量控制措施高壓噴射注漿應自下而上進行，注漿過程中做到：4.1 高壓注漿設備的額定壓力和注漿量應符合施工圖紙要求，并確保管路系統的暢通和密封，高壓水管、漿管均采用鋼絲編織膠管。4.2 風、漿均應連續輸送，水泥漿液的高壓噴射作業不得停噴或中斷。4.3 二重管機具試運轉時的空壓機風壓保持0.7Mpa左右，泥漿泵泵壓按照地質情況保持36Mpa左右。4.4 水泥漿液應進行嚴格的過濾，防止噴射作業時堵塞，并按監理人14、指示定期測試水泥漿液密度，漿液密度不應小于1.6g/cm3；由施工員用比重稱測試，當施工中漿液密度小于1.6g/cm3時，立即停止噴注，并調整至正常范圍后，方可繼續噴射。高噴施工時隔兩孔施工，防止相鄰高噴孔施工時串漿。相鄰的旋噴樁施工時間間隔不少于48小時。4.5 因故停噴后重新恢復施工前，將噴頭下放不小于50cm，采取重疊搭接噴射處理后，方可繼續向上提升及噴射注漿，并應記錄中斷深度和時間。停機超過3h時，則對泵體輸漿管路進行清洗后方可繼續施工。4.6 施工過程中，經常檢查泥漿泵的壓力、漿液流量、空壓機的風壓和風量、鉆機轉速、提升速度及耗漿量。當冒漿量超過注漿量20%或完全不冒漿時，應按下列方15、法處理：當孔內嚴重漏漿時： 降低噴管提升速度或停止提升； 降低高壓泵水壓力、流量進行原地噴漿； 加大漿液密度，漿液中加速凝劑，灌注水泥砂漿、水泥粘土漿； 向孔內填細砂、土等堵漏材料。在供漿正常情況下，當孔口回漿密度變小，應加大進漿密度或進漿量。如地下水較豐富，可適當減小風量或降低風壓。4.7 噴射作業完成后，連續將冒漿回灌至孔內，或在噴射孔內進行靜壓充填灌漿，直到漿液面穩定為止。4.8 實行技術人員隨班作業制，技術人員必須時刻注意檢查漿液初凝時間，注漿流量，風量，壓力，旋轉提升速度等參數是否滿足設計要求，及時發現和處理施工中的質量隱患。當實際孔位孔深和每個鉆孔內的地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及16、與工程地質報告不符等情況時，應詳細記錄，認真如實填寫施工報表，客觀反映施工實際情況。4.9 根據地質條件的變化情況及時調整施工工藝參數，以確保樁的施工質量。調整參數前應及時向業主、監理、設計部門報告，經同意后調整。5 、質量檢查及驗收5.1 質量檢驗按照設計圖紙文件要求或監理人員指示，對施工作業過程中及完工后的高噴防滲墻體質量進行檢驗。5.2 高壓噴射注漿作業前，會同監理進行以下項目的質量檢查和驗收； 樁位的現場放樣成果； 材料試驗成果；5.3 高壓噴射注漿作業過程中進行以下項目的質量檢查和驗收。 噴射插管插入深度或高程； 現場高壓噴射注漿試驗成果； 高壓噴射作業的工藝檢驗；5.4 高壓噴射注17、漿施工結束后，按施工圖紙規定及監理的指示要求進行以下項目的質量檢查和驗收： 高壓噴射注漿樁（孔）的平面位置； 高壓噴射注漿防滲墻的墻體垂直度、連續性、均勻性和搭接程度（相互搭接、與心墻搭接、與基巖搭接）； 高壓噴射注漿固結體的強度、透水性。高壓噴射注漿固結體及防滲墻整體的質量檢驗應按施工圖紙的要求選用注水試驗和圍井試驗等方法，并符合水電水利工程高壓噴射灌漿技術規范DL/T5200-2004的規定。四、高壓旋噴注漿施工預案根據高壓旋噴注漿施工工藝特點及場區內工程地質情況，為保證旋噴樁施工質量，針對施工中可能出現的問題進行分析并提出預防措施及處理方法：（1）固結體強度不均勻、縮頸產生原因噴射方法與18、機具沒有根據地質條件進行選擇。噴漿設備出現故障中斷施工。拔管速度、旋轉速度及注漿量適配不當，造成樁身直徑大小不均勻，漿液有多有少。噴射的漿液與切削的土粒強制攪拌不均勻，不充分。穿過較硬的粘性土，產生頸縮。 固結體強度不均勻、縮頸預防措施及處理方法根據設計要求和地質條件,選用不同的噴漿方法和機具。噴漿前,先進行壓漿壓氣試驗，一切正常后方可配漿，準備噴射，保證連續進行.配漿時必須用篩過濾。根據固結體的形狀及樁身勻質性，調整噴嘴的旋轉速度、提升速度、噴射壓力和噴漿量。對易出現縮頸部位及底部不易檢查處進行定位旋轉噴射（不提升）或復噴的擴大樁徑辦法。控制漿液的水灰比及稠度。嚴格要求噴嘴的加工精度、位置、19、形狀、直徑等，保證噴漿效果。（2）壓力上不去產生原因安全閥和管路安接頭處密封圈不嚴而有泄漏現象。泵閥損壞，油管破裂漏油。安全閥的安全壓力過低，或吸漿管內留有空氣或密封圈泄漏。塞油泵調壓過低。壓力上不去預防措施及處理方法應停機檢查，經檢查后壓力自然上升，并以清水進行調壓試驗，以達到所要求的壓力為止。（3）壓力驟然上升產生原因噴嘴堵塞。高壓管路清洗不凈，漿液沉淀或其他雜物堵塞管路。泵體或出漿管路有堵塞。壓力驟然上升預防措施及處理方法應停機檢查，首先卸壓，如噴嘴堵塞將鉆桿提升，用銅疏通。其他情況堵塞應松開接頭進行疏動，待堵塞消失后再進行旋噴。（4）鉆孔沉管困難偏斜、冒漿產生原因遇有地下埋設物，地面不20、平不實，鉆桿傾斜度超標。注漿量與實際需要量相差較多。地層中有較大空隙不冒漿或冒漿量過大則是因為有效噴射范圍與注漿量不相適應，注漿量大大超過旋噴固結所需的漿液所致。鉆孔沉管困難偏斜、冒漿預防措施及處理方法放樁位點時應釬探，遇有地下埋設物應清除或移動樁鉆孔點。噴射注漿前應先平整場地，鉆桿應垂直傾斜度探制在0.3%以內。利用側口式噴頭，減小出漿口孔徑并提高噴射能力，使漿液量與實際需要量相當，減少冒漿。控制水泥漿液配合比。針對冒漿的現象則采取在漿液中參加適量的速凝劑，縮短固結時間，使漿液在一定土層范圍內凝固，還可在空隙地段增大注漿量，填滿空隙后再繼續旋噴。針對冒漿量過大的現象則采取提高噴射壓力、適當縮21、小噴嘴孔徑、加快提升和旋轉速度。（5）固結體頂部下凹產生原因在水泥漿液與土攪拌混合后，由于漿液的析水特性，會產生一定的收縮作用，因而造成在固結體頂部出現凹穴。其深度隨土質漿液的析水性、固結體的直徑和長度等因素的不同而異。固結體頂部下凹預防措施及處理方法旋噴長度比設計長0.31.0米，或在旋噴樁施工完畢，將固結體頂部鑿去部分，在凹穴部位用混凝土填滿或直接在旋噴孔中再次注入漿液，或在旋噴注漿完成后，在固體的頂部0.51.0m范圍內再鉆進0.51.0m，在原位提桿再注漿復噴一次加強。五、高壓旋噴注漿安全措施（1）高壓泥漿泵、空壓機、高壓清水泵必須指定專人操作，壓力表應定期檢修檢定，以保證正常工作，操22、作人員進行技術交底及安全交底。（2）鉆機操作人員應具有熟練操作技能。（3）施工前應檢查高壓設備和管路系統，其壓力和流量（風量）需滿足設計要求，應檢查管道的耐久性以及管道連接是否可靠，泵體、注漿管及噴嘴內不得有任何雜物，各類密封圈必須良好，無滲漏現象，否則接頭斷開、軟管破裂，將會導致漿液、高壓水流飛散、軟管甩出等安全事故。安全閥中的安全銷要進行試壓檢驗（試壓檢驗到當地壓力容器檢驗所檢驗），必須確保在達到規定壓力時能斷銷卸壓，絕不能輕易安裝未經試壓檢驗的自制安全銷。（4）噴射漿自噴嘴噴出時，具有很高的能量，因此人體與噴嘴之間的距離不應小于60cm。（5）噴射注漿的漿液以水泥漿為主，但有時也加入其他化學填加劑，一般說漿液硬化后對人畜均無害，但硬化前的液體進到眼睛里時，必須立即進行充分清洗，并及時到醫院治療。（6）吊、放噴射管路時，嚴禁管下站人。不得將電纜浸泡在水和泥漿中，防止漏電傷人。六、高壓旋噴注漿環境保護（1）水泥細顆粒散體材料，應遮蓋存放；運輸時必須必須封閉覆蓋，不得沿途撒落。（2）制定灑水防塵措施，指定專人負責現場灑水降塵。（3）采取有效降噪措施。（4）不得隨意排放廢棄的加固料。2013-04-10