高压摆喷防渗墙设计

高压摆喷防渗墙设计

1闸基防渗设计玄城市大桥门工程位于宣州区大桥办事处所在的大桥河口。是水汉江上游南梁湖管理工程的三个主要建设项目之一。其主要功能是控制洪水期前，通过桥河流失的水能力从南梁湖转移到南梁湖，充分发挥南梁湖的蓄水功能，调节和调节南阳流行洪水。这是水江上游南梁湖管理项目的三个主要控制建筑物之一。项目规模（2），技术级别为二级，主要建筑级别为二级，次要建筑级别为三级。根据调洪计算分析,双桥闸过闸流量为:设计工况:闸上水位18.38m,闸下水位18.18m,相应流量为1273m3/s;校核工况:闸上水位18.66m,闸下水位18.46m,相应流量为1340m3/s。根据地质报告,该闸地基为砂卵(砾)石层,透水性强,允许渗透坡降小,容易发生管涌破坏,因此闸基防渗采用水平和垂直相结合的防渗措施,垂直防渗选用(高压)摆喷防渗墙。双桥闸闸室上游垂直防渗墙位于闸室底板上游1.5m处,与闸轴线平行,为高压摆喷防渗墙。防渗墙轴线长114m,墙底深入泥质粉砂岩不少于1.0m高程约为1.0~3.0m,墙顶伸入水平防渗铺盖内至少1m。有效墙体顶高程为8.2m。2摆喷水水回用根据以往类似工程施工经验,本次施工采用三管法施工,即用水管、气管、浆管组成喷射杆,杆底部设置有喷嘴,气、水喷嘴在上,浆液喷嘴在下。高喷时随着喷射杆的旋转和提升,先是用高压水和气的射流冲击扰动地层土体,使土体呈翻滚松散状态,随后以低压注入浓浆掺混搅拌,硬化后形成凝结体。本次摆喷初步选用的参数为:水压:38~40MPa,气压:0.3~0.4MPa,浆压:0.3~0.5MPa。孔距翼墙处为1.0m,其他为1.2m。摆动角30℃,喷杆提升速度10cm/min,喷射杆旋转速度5r/min,防渗墙凝结体28d抗压强度不小于10MPa,渗透系数不大于10-6cm/s。3凝结体有效喷射为保证摆喷防渗墙的连续性和完整性,必须使各单孔凝结体在其有效喷射范围内相互可靠连接。根据设计要求和施工经验,摆喷的结构布置形式为折线结构,轴间角为25°。4水灰比的确定本工程摆喷的主要目的是防渗,为简便采用纯水泥浆,进浆密度在1.6g/cm3,变化范围为1.6~1.8g/cm3,三管法施工时,由于先是气、水喷射,而后压力灌浆,灌浆易被先喷入的水稀释,故使用水灰比不大于1:1,本次选用水灰比为0.5:1~0.8:1。水泥采用海螺牌P.O.32.5级普通硅酸盐水泥。5施工设备施工设备详见下表6高压喷射法喷浆冒灰喷射施工:(1)钻孔a.钻机具就位后,应保证主轴与孔位中心对正,或孔偏斜率应不大于1%。b.高喷时孔位是采用地钻机成孔,孔径覫130mm,泥浆护壁回转钻进,造孔过程中做好充填堵漏,使孔内泥浆保持正常循环,返出孔外,直至终孔。钻进过程中出现泥浆严重漏失,孔口不返浆,可采取加大泥浆浓度或在泥浆中掺入膨润土等其他材料,直至孔口返浆后继续钻进。钻孔结束,经监理工程师检验合格后,可进行高压喷射注浆。(2)下入喷射杆或喷射机具就位后,应保证主轴与孔位中心对正,由于是泥浆固壁钻孔,可以将喷射杆直接下入孔内,直到孔底。(3)浆液配合比试验a.按设计对浆的要求及规定进行浆液配合比实验检测。b.采用三重管法喷射的水泥浆使用搅拌机拌制。(4)喷浆先在地面试管,压力达到规定值时,确保各种管路畅通,封闭。然后将喷射装置移至灌浆孔内,将喷射杆下放到孔中的设计深度,即岩面以下0.5m。调整好喷射方向,启动设备,按设计的参数要求输出水、气、浆,待孔口正常冒浆后即可按规定速度提升,直至设计高程。在喷射过程中,若因故障停喷,停喷时间不得超过30min,超过30min恢复喷射时,复灌段要大于0.5m。施工过程中应经常检查泥浆泵的压力,浆液流量,空压机的风压和风量,高压水泵的压力,提升速度及耗灰量等,当冒灰超过注浆量或完全不冒浆应按《高压喷射技术规程》RSZ10-90规定及时进行处理,当冒浆量过大时,在保持浆压力情况下可减少注浆量,加快提升速度。全孔喷射灌注完成后,还要进行静压充填灌浆,直到浆液面不吸水、不下沉为止。喷射过程中要测量浆液的水灰比和比重,要求每孔测8次,若有3次达不到要求,视为不合格孔。高喷施工分Ⅰ、Ⅱ两序进行。由于本次施工工期较紧,围井试验后紧接着进行墙体施工,为确保质量,摆喷的孔距取1.1m。由于防渗墙施工后要立即施工上游第一段翼墙,为确保该段防渗墙效果,翼墙底板处摆喷孔距设为1.0m。7采用三元管法进行试验围井:因地基基础的差异性,加之高喷防渗墙施工难度大,为确保防渗墙凝结体能达到设计预期的防渗效果,应在喷射施工前进行围井试验。由于本工程施工工期紧,先进行围井试验然后再进行防渗墙施工将使工程无法度汛,经水利厅基建局、省质监中心站、省水利勘测设计院、省监理中心、宣城市水务局、双桥闸建设管理处的有关专家论证,本次高压摆喷在围井喷成后即进行防渗墙体施工,在防渗墙体施工完毕后进行围井抽水试验以确定围井摆喷形成的凝结体的渗透系数,从而确定防渗墙体的质量。根据设计要求,防渗墙墙体的渗透系数不大于10-6cm/s。按设计要求围井选择在左岸翼墙壁背后,结合防渗墙体向上游围边长为3m的正方形围井。围井试验采用老三管法进行试验。围井试验平台高程为9.0m,有效墙体顶部高层为8.2m,造孔伸入基岩1m。围井造孔和喷射要求与防渗墙体要求相同。围井渗透系数测定:为测定围井的渗透系数,经业主、监理工程师和质监站共同选定宣城市水电勘察设计院承担围井渗透系数测定任务。为了客观的评价试验围井墙体的渗透性,结合现场实际,依据《水利水电工程钻孔抽水试验规程(试行)》(DLJ203-81SLJ1-81),经业主、监理单位、施工单位及检测单位会商,决定采用单孔抽水试验(恢复水位试验)来检测试验围井墙体的渗透性。参照中国建筑工业出版社《工程地质手册》(第三版),抽水试验原理如下:抽水试验孔位于围井中部,钻深至卵(砾)石层下部泥质粉砂岩一定深度,下入过滤器等成井设备,形成潜水完整井,待井内水位稳定并测试完稳定水位后,进行第一次抽水,使水位降至一定深度S1,然后测试水位恢复至稳定地下水位(稳定的地下水位用专门的测压管单独测量)的时间T1;待水位稳定后,进行第二次抽水,使井水降至一定深度S2(S2<=S1,然后测试水位恢复至稳定地下水位的时间T2;根据有关的测试数据,结合地下稳定水位至泥质粉砂岩上表面的高度以及钻孔半径,计算出渗透系数。围井施工完毕,墙体达到设计要求时,进行围井质量检查,检查的主要项目有:(1)钻孔取芯检查,孔位由监理工程师现场指定,墙芯做抗压试验。(2)压水试验,在取芯后的孔内进行压水试验,压水压力为0.3MPa,所有取芯的钻孔均进行压水试验。(3)围井开挖检查,全断面全深度进行开挖检查,主要检查墙体的外观平整度、不同孔距的地墙体搭接情况、墙体与岩基连接情况、墙体的有效防渗厚度(垂直于墙体钻孔检查),每两个喷射孔之间钻3个孔,平均值作为有效厚度。(4)围井开挖时要采取防护措施,以防止塌方、涌水等造成事故。(5)围井检查完