高压喷射灌浆加固处理在景福围工程中的应用

高压喷射灌浆加固处理在景福围工程中的应用

1高压喷射灌浆技术段州区镇南街禹门坊位于肇庆景丰莲二环垃圾填埋场一期的水库坡脚。根据广东省景福垃圾填埋场设计管理部门的年度观察结果，当洪水上升到11米时，禹门坊周围的土壤开始渗透，洪水位的上升随着水位的增加而增加。2005年6月,西江高要水文站水位为12.68m,当时渗水量需要3台小型水泵全天进行抽排才确保堤内居民不受水浸之苦。为确保堤围安全,决定采用高压喷射灌浆技术对本堤坝进行防渗加固处理。加固处理禹门坊堤段位于肇庆市海关码头路口以西约120m,设计摆喷防渗板墙轴线离堤路江边花基外侧边线1.5m,两侧与外坡挡土墙相接,顶端与路面相连接,深入底部嵌入粘土隔水层(1.5～2)m,深度≥20m,共布孔87个。2建筑物层组成场地地层自上而下分为:(1)路面层:由路面混凝土及泥结石垫层组成;(2)回填土层:由回填土、部分建筑垃圾及较多碎石组成;(3)杂填土:由小块碎石的岩土组成;(4)壤土:夹薄层淤泥。3地层行政加固机理高压摆喷注浆加固堤防的机理是将带有特殊喷嘴的注浆管置入预定的处理深度,以高压力射流强度和又能摆动喷射切割原始土体,使地层中小颗粒升扬置换压密,同时部分土与浆液搅拌混合,经过一定时间的凝结固化,在土体中形成一定强度的固结体。加固机理可用以下5个作用来概括:(1)高压喷射流冲击土体切割破坏土体结构作用。(2)浆液置换部分土体作用。(3)土粒与浆液混合搅拌作用。(4)浆液充填土体空隙、渗透固结作用。(5)高压喷射流在破碎带边缘的剩余压力对土层压密作用。4外施水、水泥浆液和水、水本工程采用三管法高压摆喷灌浆,即高速射流为清水,其外侧同时环绕压缩空气,而水泥浆液以较低压力灌注。喷射管有三根管子组成,三管并列,高喷灌浆时,三管分别输送水、气、浆三种介质。4.1施工工艺图4.2防渗板墙做法(1)摆喷板墙的深度:底部嵌入粘土隔水层(1.5～2)m,深度≥20m,具体据现场地质条件确定。(2)板墙厚度:平均厚度≥15cm。(3)防渗板墙连接形式:微摆折接,与轴线夹角15°。(4)防渗板墙抗渗指标:K≤10-6cm/s。(5)采用三管法施工,水泥浆液采用425#的普通硅酸盐水泥拌制。(6)两序孔施工时间间隔不得小于48h。(7)钻孔偏斜率:偏斜率≤1.5%。(8)孔距:1.4m。4.3施工技术附件4.4灌浆喷射注浆根据施工图纸进行孔位放样,单排孔布置,确定轴线,定好孔距。为了掌握地层岩性和确定防渗板墙底线高程,沿防渗板墙轴线布设3个技术孔。技术孔钻取芯样进行鉴定,并描绘地质柱状图,指导施工。经过技术钻孔,发现地面以下(0～7)m深度内主要为建筑垃圾,以块石、碎石、砾石、砖块等为主,空隙率大,透水性极强,造孔时无浆返出地面。这种地层条件,直接进行高喷施工难于成墙,经有关单位研究决定:先将Ⅰ序孔钻至7m深度,对(0～7)m用3PN泥浆泵进行泥浆充填灌浆处理,处理后再造孔至设计深度。采用XY-100型工程地质岩芯钻机钻进成孔,钻机或喷射机组就位后,要求安放水平,钻杆保持垂直,保证其底盘水平、立轴竖直并与孔位中心对正。终孔后,用钻孔测斜仪测量钻孔斜度,确保钻孔偏斜率不超过1.5%。下三管喷射:在地面上进行水、气试喷后下管至设计深度,当高压主喷射管下至孔底时,调整喷射轴线方向呈折线型(折线的轴线与高喷灌浆钻孔的轴线的夹角为15°),及时按规定的配合比制备好水泥浆液,按确定的摆喷速度原地摆动喷管;输入水泥浆液、水和压缩空气,待泵压和风压升至设计规定值,试喷2min,待孔口返浆正常(返浆比重大于1.2g/cm3),按确定的提升速度提升摆喷管,由下而上进行高压喷射注浆作业。喷射过程中,水泥浆液进行严格过滤,防止喷嘴堵塞。经常测试水泥浆液的进浆和回浆比重,当比重误差值超过允许值时,立即停止喷射提升,调至正常范围后继续喷射。喷射作业分两序施工,首先喷射一序孔,然后喷射二序孔。相邻孔的作业间隔不小于24h。喷射管接近防渗墙顶时,从墙顶以下1.0m开始,慢速提升喷浆至墙顶。静压灌浆:当高喷灌浆到设计墙顶后,停止输送高压水、高压气;但搅拌机继续工作,同时将喷头提升到孔口,直至用浆液把钻孔充满为止。作业完成后再进行下一孔施工。工程从2005年8月28日进场施工,至2005年10月14日结束。本工程共完成摆喷孔87个,钻孔进尺1826延米,摆喷灌浆1782.5延米,合格率100%。4.5墙后再压压压(1)要保证摆喷成墙的垂直度和接缝质量,对造孔机械设备的就位精度与水平调整必须严格复核控制,造孔过程中必须经常性检查机架垂直度。(2)应根据不同的地质条件,调整合适的水泵压力以保证喷嘴出口压力符合设计要求。(3)注浆过程中,注浆设备的额定压力和注浆量符合设计要求,保持管路系统的畅通和密封,风、水、浆连续输送;单孔高压喷射作业不得中途停喷和中断。(4)摆喷造墙一般划分成双序槽孔,采用跳槽法施工:先施工I序槽孔,(24～72)h之内必须安排设备返回施工II序槽孔,保证墙体有序连接及接缝质量。(5)摆喷造墙过程中产生的废浆经沉淀处理后,废水经处理后排入下水道,余碴堆至临时堆碴场,摆喷注浆产生的废浆,则排至废浆池硬化后及时外运,注意对周边环境卫生影响。(6)提升速度:提升速度的快慢直接影响浆液用量,提升速度过快,则墙后不稳定、易产生空洞,且切割半径不符合要求,会造成防渗墙搭接处产生薄弱环节。提升速度太慢,则冒浆量过大,造成水泥浪费,因此需根据灌浆试验确定不同土层的提升速度。(7)喷射完毕后,由于浆液凝固收缩,浆面会有下沉现象。这时应对已喷孔进行静压灌浆,直到浆面不再下沉为止。5板墙渗透系数计算(1)本工程的高喷防渗墙设计质量控制指标。墙体渗透系数:K≤10-6cm/s。(2)试验方法:试验采用在板墙左右两侧钻孔观察孔内水位变化的近似计算板墙渗透系数方法。(3)试验计算原理。本试验依据以下公式计算渗透系数K=v/i其中i=h/b,v=b/t式中K———渗透系数(cm/s);t———渗注计算时间(s);(4)试验结果:K=9.702×10-7cm/s,满足设计K≤10-6cm/s的要求。6高压摆喷灌浆施工的可行性高喷灌浆技术适用范围较广,经过多年工程实践,不仅在成墙机理和设计的理论逐步走向成熟,而且利用这项技术解决和处理了许多工程问题。高喷灌浆具有施工速度快、固结体强度大、水泥灌浆不会造成环境和地下水污染,且耐久性较好,施工噪音较小等优点。因此,具有良好的应用前景。本工程证明高压摆喷灌浆技术适用于堤