三管高压摆喷水泥防渗墙技术

三管高压摆喷水泥防渗墙技术

1主坝与副坝坝基子梁水库建于1958年，位于准河市泥河上，桑干河支流之一。乾隆县，全长1840公里，总蓄水74940公顷。主坝高15m，长270m，坝宽6.0m，坝高1262.0m，正常蓄水位1191.25m。副坝高3～6m,长2300m,坝顶宽4.0m,坝顶高程1022.8m。副坝坝基置于级配不良砂层上,存在渗漏问题,严重制约下游灌区农业发展。2008年开始对水库副坝进行除险加固。2高压喷射注浆管水库垂直防渗工程有4种形式:多头等厚掘搅水泥土防渗墙、冲击钻孔筑地下连续混凝土防渗墙、水冲板桩混凝土防渗墙、高压喷射水泥浆防渗墙。经专家论证,综合考虑费用、工期等各方面因素,镇子梁水库除险加固工程副坝防渗采用高压喷射水泥浆防渗墙的方法。高压喷射注浆是利用钻机成孔后,把带有喷嘴的喷射注浆管插入土层预定深度后,以高压设备使水成为30～40MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来,冲击破坏土体,同时喷管以一定速度逐渐向上提升,将水泥浆液与土粒强制搅拌混合,浆液凝固后,在土中形成一个固结体。高喷形式有旋喷、直喷、摆喷三种。摆喷法是在喷管提升过程中,喷嘴以一定的角度转动,从而形成截面似哑铃状的连续墙体,达到防渗目的。三管高压摆喷法是将高压水管、高压气管、高压水泥浆管三管组合成一体,以15°～18°的角度转动,混合喷入地下,凝固后形成地下连续防渗墙体。副坝除险加固采用坝基垂直防渗墙和坝坡铺设土工膜结合的方法。副坝垂直防渗墙采用较先进的三管高压摆喷水泥防渗墙技术,该技术具有机械化程度高,节省劳动力,施工简单、易操作,工程量小,进度快,造价低等优点。53d完成高喷水泥防渗墙12792m2,封堵了副坝坝基渗漏水,使水库能够正常蓄水。3主水库基础上的三级管道高压喷射防护墙的施工3.1高压摆喷防渗墙施工前的环境要求由于每项工程的地质条件不同,要求的施工参数也不同,因此高压摆喷防渗墙施工前必须按照设计图纸和有关要求,结合本工程地质情况进行试验。3.1.1主要施工参数确定根据设计图纸要求,为使防渗板墙的施工技术符合本工程的实际情况,初步拟定两组主要施工参数(见表1)。在试验过程中,如不能满足需要,可在现场进行适当调整。结合防渗墙施工,进行生产性试验,布置6个试验孔,采用分序施工,即先施工Ⅰ序孔,后施工Ⅱ序孔,布孔如图1所示。3.1.2成墙效果的测量,根据墙本次试验于2009年9月30日进行上下游土体开挖检查,开挖深度1.5m。从开挖揭露的墙体来看,成墙效果良好,墙体纹络明显,墙体最小厚度0.2m,最大厚度0.45m。根据开挖检查及试验时拟定的参数分析得出适合本工程的施工参数,见表2。3.2调平钻机的定位、钻孔首先进行测量放线定位。用50m钢尺在施工中线拉直,按标定的孔距每隔1.2m钉一根长20cm、直径1～2cm的竹杆作为标记,以便钻机钻孔、定位。钻机就位找到钻孔中心点后,调平钻机开始钻孔。钻孔经验收合格后移到下一孔位。高喷台车就位后对准钻孔、调平,调直后开始按由试验确定的施工参数喷浆,喷浆结束经验收合格后,冲洗管路,静压回灌,台车移到下一孔位。3.3进水口注射试验3.3.1围井的围井设计防渗墙形成后,根据监理和业主抽查指定的位置布设围井,进行防渗墙透水率检查。在高喷轴线上的相邻两个高喷孔上游0.6m处布置两个高喷浆孔,构成一个1.2m×0.6m四周封闭的围井,在围井中设一个直径128mm的注水检查孔,并放入有孔塑料花管。围井深度和防渗板墙相同。3.3.2孔口下水流量测定围井注水试验在围井高喷结束3d后进行,试验前连续向井内注水4～8h,使井内天然地层呈饱和状态。注水过程中使水位保持在孔口以上,用量筒向孔口管内注水,每隔5～10min测读一次流量值,以计算渗透系数。通过对23个围井注水试验的检查结果表明:透水率最大值9.44×10-7cm/s,最小值3.27×10-7cm/s,平均值5.77×10-7cm/s,小于设计值1×10-6cm/s,全部达到设计要求。4增加了灌溉经济效益三管高压摆喷防渗墙施工法在镇子梁水库实施后,很好地解决了水库副坝坝基渗漏问题,消除了水库安全隐患,保证了库区的蓄水量。除险加固后,镇子梁水库的标准正常蓄水灌溉得以保证,相当于新增保浇地面积0.8万hm2,按每公顷耕地增产2250kg粮食,每公斤粮食1.6元计算,每年直接新增经济效益2880万元,为水库管理单