高压摆喷截渗墙在某水闸的应用

吴其保

高压摆喷截渗墙在某水闸的应用

吴其保

高压摆喷截渗墙，即根据实际情况利用一定的物理压力和可以转动的喷头，把已经调和好的水灰浆通过喷嘴喷向岩石体或墙体形成一道防渗幕体。利用高压喷头一定高度的抬升或者一定角度的转动，对一些不稳固的土地层进行水泥基质的喷射，高速喷射流形成空气漩涡对所喷射的介质进行搅拌达到均匀的效果，提高防渗能力。

一、主要设计参数

设计对闸室闸上侧底板下采用32.5级或以上普通硅酸盐水泥的高压摆喷截渗墙进行截渗处理，截渗墙长150.0m，墙体深11.5～18.0m，采用分序施工，墙板结构为折接式，摆喷角30°，初拟孔距1.0m。成墙后，要求墙体抗压强度不小于3.0MPa，渗透系数K≤i×10-6cm/s。

二、施工工艺

1.钻孔

（1）高压喷射注浆拟采用杭州探矿机械厂生产的地质钻机，每台钻机配一台BW200/4型双作用柱塞泵钻孔。

（2）钻孔前，测量人员根据施工图纸标注的位置确定防渗墙的施工轴线，沿施工轴线方向埋设轴线位置及高程控制木桩。

（3）钻进时，应详细记录孔位、孔深、地层变化和漏浆、掉钻等情况，便于高喷时对不同地层采取相应的技术措施。钻孔的有效深度应超过设计墙底深度至少0.5m。

（4）施工时，每隔3个I序孔设一先导孔，采取芯样、划分地层，确定孔深。

（5）基本要求：孔径与喷射管外径相适应，较喷射管外径大20～40mm；终孔深度以达到设计要求为准；孔斜合格标准为偏斜率≤0.5%；根据施工图纸规定的桩位进行放样定位，孔位偏差不大于20mm。

2.高喷灌浆

（1）采用一台CYP-50型高喷台车（组装高喷震动锤，频率800HZ，冲击功5.3kN）、一台3D2-SZ型高压清水泵、一台空压机和一台灌浆泵组装成一套高喷设备进行施工。

（2）摆喷桩施工采用预先成孔而后下入高喷管的方法进行注浆，采用三管法实施。

（3）通过试验选定高压喷射注浆工艺参数：水压35～40MPa，流量70～80L/min；气压 0.7～0.8MPa，风量1～1.5m3/s；浆压 0.5～1MPa，浆量80～85L/min；喷射管提升速度6cm/min；喷射管摆角30°。

（4）试喷后将喷射装置移到灌浆孔位，将喷射管下放到孔中设计深度，按浆、水、气顺序依次送入，各种参数达到设计要求和孔口返浆正常后，再按要求进行正常提升喷射。

（5）高喷灌浆结束后，粘土地层孔内应用粘土球回填封孔，每填一定高度后，下入粗径钻具捣实，使灌浆孔封填密实。

3.异常情况处理

（1）塌孔：在钻孔时，出现塌孔或不返水，应查明原因，详细记录层深。处理方法用粘土浆固壁，以顺利成孔和保证孔壁稳定。

（2）喷浆中断：在喷浆过程中，供浆必须连续，一旦中断，应将喷浆管下沉到停浆点以下0.3m进行复喷，保证桩体的完整性。

（3）灌浆过程中遇孤石，应查明孤石位置和大小。在孤石上下各0.5m段，摆角加大10°～15°，提升速度降至80%左右。

（4）在喷浆过程中若出现孔口不返浆，应立即放慢提升速度或停止提升，直至孔口翻出水泥浆液。若孔内严重漏浆可采取下列方法进行处理：①降低喷浆压力、流量，进行原地灌浆；②加大浆液浓度或灌注水泥砂浆、水泥粘土浆；③向孔内冲填砂、土等堵漏材料。若发生串浆，应填堵被串孔，待灌浆孔高喷灌浆结束后，应尽快进行被串孔的扫孔、灌浆。

（5）灌浆过程中发生串浆，应堵塞串浆孔。灌浆孔灌浆结束后，应尽快进行被串孔的扫孔、灌浆或继续钻进。

4.过程质量控制

（1）高压喷射灌浆作业前质量检查的内容包括：根据施工图纸规定的桩位进行放样定位，孔位偏差不大于20mm；所使用的材料和浆液配合比严格按照施工图纸和规范的技术要求进行配置，并报送监理工程师批准后实施；孔斜合格标准为偏斜率≤0.5%。

（2）高压喷射灌浆作业过程中进行质量检查的内容包括：喷射插管插入深度不低于设计深度；严格控制水、气、浆液的压力和流量，确保成墙质量。

（3）高压喷射灌浆结束后质量检查内容为：高喷结束后，采取钻孔取芯法检查成墙质量，抗压强度不小于3.0MPa；采取围井法钻孔灌水试验，检查渗透系数，保证不大于1×10-6cm/s。

三、质量检测

运用电反射系数K剖面法、电位测深法，对截渗墙连续性和墙体有效深度进行检测；钻探取芯试验法，检测墙体渗透系数和抗压强度。

1.墙体连续性

从截渗墙的电反射系数K断面图分析得知：在高压摆喷截渗墙150.0m范围，其闸左侧27.4m，电反射系数K=-0.2～0.8；闸右侧27.4m，电反射系数K=-0.2～0.4；闸中部长95.2m，电反射系数K=-0.4～0.4，电反射系数K等值线呈缓倾角或近似水平形态，并且分布均匀，没有产生低值封闭圈异常，说明截渗墙墙体较均匀，连续性较好,符合设计要求。

2.有效深度

截渗墙的有效深度是根据工程截渗的要求及工程场地地质条件决定的，为此，在节制闸150.0m的截渗墙上，分别布置了3个电位测深点，检测墙体有效深度，经检测验证，截渗墙墙体有效深度符合设计要求。

3.渗透系数和抗压强度

为了论证截渗墙施工质量，根据电反射系数K剖面反映的墙体连续性情况，分别在河道最深处和电反射系数K值异常处布置三个钻孔，全孔取芯，现场做注水试验，检测墙体渗透系数；取有代表性的芯样做室内试验，检测墙体抗压强度，钻探取芯试验结果见表1。

表1 水库北库库区实测淤积量计算表

四、结语

根据地质情况，通过试验确定合理的施工参数，施工中采取有效的措施，确保了成墙质量。经检测表明，采用高压摆喷截渗墙满足设计要求，并取得了较好的截渗效果■

（作者单位：安徽省（水利部淮河水利委员会）水利科学研究院 233000）