高压摆喷防渗板墙技术在水利工程中的应用

高压摆喷防渗板墙技术在水利工程中的应用

高压喷灌法是利用高速水流强制切割土壤，然后跟随填充水和污泥等填充材料形成固结体。高压喷射灌浆工艺按成孔方式可分为钻孔高喷与振孔高喷;按喷浆方法可分为旋喷、摆喷和定喷。钻孔高喷为常规方式,适用于一般地基,当遇到堆石或钻进困难时,可配合潜孔锤钻进;振孔高喷是在钻孔高喷的基础上研究开发的,成孔与灌浆同时完成,适应于砂砾层、堆石体、强风化岩石顶层等复杂地基,具有效率高、造价低、质量可靠的优点。定喷适用于黏土、沙土,摆喷和旋喷适用于粉土、沙土、砾石和卵(碎)石地层。根据已建工程检测结果,高压灌浆形成的防渗墙体的渗透系数一般为1×10-6cm/s,能够满足堤防工程防渗加固的需要。目前,振孔高压摆喷防渗板墙技术已广泛应用于堤防加固、水库防渗、基础处理等领域。1主要技术和设计指标1.1水泥浆的密度在正式施工前,应进行成墙试验。施工主要技术参数应由成墙试验获得,成墙试验可参考以下参数:①高压水压力为35～40MPa,流量为75L/min;②压缩空气压力为0.3～0.8MPa,流量为60～80L/min;③水泥浆采用普通硅酸盐425号水泥,密度不小于1.45t/m3;④提升速度为10～40cm/min;⑤摆角不小于45°;⑥孔距为1.0m。1.2主墙体设计指标墙体设计指标包括以下两项:①渗透系数小于1×10-6cm/s;②抗压强度大于2.0MPa。2扁平布局在做地下埋有乱石层的防渗板墙时,摆喷角度不宜小于45°,摆喷孔距为1.0m,见图1。3施工完成后高压摆喷灌浆为多工种多机械联合作业,各环节必须密切配合,才能保证施工质量。其施工流程见图2。4技术要求4.1水泥的储备水泥性质应满足施工要求和《土坝坝体灌浆技术规范(SD266—88)》的规定,且水泥储备应满足施工要求;灌浆用水应符合拌制混凝土用水的要求,浆液密度由实验获得,应不小于1.45t/m3。4.2灌浆及压压机构件的设计高压摆喷灌浆机具、设备的性能应达到设计指标要求。灌浆的关键设备及易损机件,如高压水泵、灌浆泵、注浆管、输浆管及喷头等,要有足够的备用件。灌浆所用的动力应有充分保证,必要时要有备用动力。4.3序孔压浆质量控制按设计要求分工序进行布孔,孔身应保持铅直,偏斜不得大于孔深的1%,并做好记录和描述。采用专用机械制浆,严格控制浆液各项指标。灌浆过程中浆液密度和输浆量每隔30分钟测定一次。搅拌后时间超过4小时的浆液不得使用。按确定的施工参数进行浆液高压摆喷过程的技术控制,主要控制参数为水压、浆液流量及密度、提升速度、摆角方位及大小。Ⅰ序孔提升速度适当放慢,Ⅱ序孔提升速度可适当加快,Ⅱ序孔应在Ⅰ序孔施工结束3天后进行钻孔灌浆。喷管下至设计深度以下10cm时,开始送入符合设计要求的高压水泥浆、压缩气,孔口冒浆正常后开始摆喷提升。喷浆中如遇故障停喷,则恢复喷浆时喷杆须下降30～50cm才能开始喷射灌浆,以保证墙体的竖向连续。在施工过程中,要做好灌浆记录,并绘制必要的图表。4.4综合控制方案灌浆综合控制是保证灌浆期间大堤安全和灌浆质量的重要措施,综合控制包括灌浆量控制、灌浆压力控制、横向水平位移控制、裂缝宽度控制等。综合控制要贯穿整个灌浆施工过程。4.5按照完成标准和封锁孔当高压摆喷进行至设计高程后,即可终止灌浆。灌浆封孔采用孔内静压充填灌浆,直至孔口液面不再下沉为止。5截渗墙工程灌浆结束后须对墙体的连续性和抗渗性进行检测。连续性可采用物探检测;抗渗性检测一般采取探坑法进行水平取样,然后进行抗压强度、滲透系数、渗透破坏试验,取芯后须对墙体进行补强。截渗墙成墙后(28天龄期)应满足下列要求:墙体渗透系数小于1×10-6cm/s,抗压强度大于2.0MPa,水力破坏坡降不小于100。在台前黄河大堤的堤脚水泥土搅拌桩截渗墙工程施工过程中,在192+597～192+733堤段(史桥险工)地下5～7m处遇