【摘 要】 往復式高壓噴射灌漿技術(shù)是一種地基防滲處理方法，主要實用于砂、砂性土、淤泥地質(zhì)土、砂礫石層的軟基和基礎(chǔ)防滲處理，深度可大于45米以上?？蓮V泛用于江河、湖波、水庫堤壩垂直防滲墻工程和橋梁基礎(chǔ)、路基加固等防滲加固工程。

【關(guān)鍵詞】 往復式高壓旋噴灌漿技術(shù)；高壓噴射灌漿；防滲墻

1、前言

近年來隨著設(shè)備及技術(shù)的不斷開發(fā)和應用，高壓旋噴灌漿技術(shù)的應用領(lǐng)域不斷擴大，尤其是近年來在中小型水庫地基防滲處理措施中得到了廣泛應用。通過在工程中的不斷應用和實踐探討，在高壓噴射灌漿技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展、衍生出了往復式高壓噴射灌漿技術(shù)，其適應地層由開始限于中細砂、壤土、淤泥等細顆粒地層，逐漸擴大到包括強透水的砂卵石、卵漂石和堆石渣層等在內(nèi)的整個第四系覆蓋層。

2、往復式高壓噴射灌漿成墻原理

往復式高噴在鉆頭上加高壓噴嘴，鉆噴一體機在自上而下鉆進時利用高壓水噴射切割鉆頭周圍的地層形成擴大的鉆孔。鉆至設(shè)計深度，然后自下而上高噴水泥漿成墻（旋噴提升時成樁）。其施工流程是：鉆桿內(nèi)安裝水、氣高壓噴射管路和射水管路，配備輸送漿（水）氣和提升設(shè)備，將鉆噴一體步履式往復高噴臺車移至鉆孔位置進行高壓噴射；一邊鉆進，一邊切割地層，同時對孔槽進行護壁。當鉆至設(shè)計深度后，將高壓液體介質(zhì)轉(zhuǎn)換成高壓水泥漿或水泥混合液體并輸送高壓氣，關(guān)閉高壓液體管路，由下而上進行灌漿，直至高噴孔口設(shè)計高程形成水泥混合凝固體—板（樁）墻帷幕。

3、工程應用實例

（1）工程地理位置及規(guī)模

新疆吉木薩爾縣貢拜溝水庫位于天山北麓、吉木薩爾縣二工鄉(xiāng)以南的貢拜溝泉水河出山口，是一座以防洪、灌溉為主的?。á瘢┬蜕絽^(qū)水庫，工程等別為Ⅳ等。設(shè)計洪水位為1246.23m，校核洪水位為1247.63m，校核洪水位下庫容289.05萬m3，正常蓄水位為1246.50m，正常蓄水位下庫容253.7萬m3，死庫容2.68萬m3；該水庫壩型為均質(zhì)土壩，壩長450m，最大壩高30m，設(shè)計壩頂高程為1248.60m。

（2）工程地基防滲處理措施

水庫左岸岸坡壩段壩基屬強透水的砂卵石層，壩基滲漏嚴重，現(xiàn)工程施工依據(jù)設(shè)計要求主要對左岸岸坡壩段進行往復式高壓噴射灌漿防滲墻垂直防滲處理，工作段全長317.6m。

（3）往復式高壓噴射灌漿設(shè)計參數(shù)指標

1、防滲指標：粉土層不小于1×10-6；卵礫石層不小于1×10-5；漂石層不小于1×10-4；

2、抗壓指標：所有地層的抗壓強度不小于3.0MPa；

3、相鄰兩個高噴防滲墻體中心線間距為1m；

4、高噴防滲進入基巖0.5m；

5、噴射類型為雙管法，孔位偏差2cm，孔斜率小于0.5%；

6、水泥采用普通硅酸鹽水泥32.5R，水灰比1：1，進漿密度1.48g/cm3。

7、灌漿壓力為36MPa、水壓為25MPa、氣壓為0.6MPa、提升速度6cm/min、轉(zhuǎn)速為6—8轉(zhuǎn)/min；

8、漂石層進行二次噴射灌漿。

（4）高噴灌漿防滲墻滲透檢測方案

1、根據(jù)工程地質(zhì)條件和規(guī)范要求，本工程分為6個單元，做6個壓水試驗即可滿足驗收標準。

2、結(jié)合現(xiàn)場實際施工條件，可以不進行高噴防滲墻圍井試驗，其原因為：

①壓水試驗與圍井同樣為工程檢測的一種方式，根據(jù)規(guī)范要求做6個壓水試驗足夠可以檢測本工程；

②本工程地質(zhì)條件復雜、特殊，下部為集中漂石層，無法在圍井內(nèi)開挖，規(guī)范中也沒有明確針對漂石層的檢測方法；

③做一個圍井檢測高噴防滲墻滲透系數(shù)取值不具備廣泛的代表性只能檢測一個單元工程。

④圍井檢測試驗費用大，1個圍井需要做7個旋噴樁；

綜上所述，本工程高灌漿防滲墻滲透檢測采用壓水試驗進行檢測，此檢測方法技術(shù)較成熟，易操作，方便快捷。

（5）壓水試驗檢測方法

1、準備階段

檢測鉆孔布置在墻體中心線相鄰兩孔高噴凝結(jié)體搭接處，共6孔，設(shè)計孔深分別為：1號孔8.9m、2號孔10.4m、3號孔8.8m、4號孔8.5m、5號孔9.4m、6號孔6.5m。巖芯采取率分別為75%、75%、73%、80%、75%、75%。

2、檢測方法

壓水試驗設(shè)備采用DZ—150型鉆機進行鉆孔，采用JX單缸泵向孔內(nèi)壓水。壓力分別是0.2Mpa、0.4Mpa、0.6Mpa，在頂部1米處用水泥栓塞封孔，安裝連接壓力表及流量表，采用JX單缸泵對孔內(nèi)連續(xù)注水，送水前打開排氣閥，待排氣閥連續(xù)出水后再將其關(guān)閉，流量觀測應調(diào)整調(diào)節(jié)閥，使試驗段壓力達到預定值并保持穩(wěn)定。流量觀測工作應每隔1min—2min進行一次，當流量無持續(xù)增大趨勢，且5次流量度書中最大值與最小值之差小于最終值的10%，后最大值與最小值之差小于1L/min時，本階段試驗即可結(jié)束，取最終值作為計算值。

壓水試驗成果采用q=Q/（P×L）表示，計算結(jié)果取兩位有效數(shù)字。

式中：

q—試段透水率Lu；

Q—壓水流量L/min；

P—作用于時段內(nèi)的全壓力Mpa；

L—試段長度。

根據(jù)《水電水利工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》（DL/T5200—2004），高壓噴射灌漿壓水試驗檢查標準透水率與滲透系數(shù)K之間的換算關(guān)系：

若要求K=i×10-6cm/s，則可取q可取1lu；

若要求K=i×10-5cm/s，則可取q可取1lu—5lu；

若要求K=i×10-4cm/s，則可取q可取5lu—20lu。

3、檢測結(jié)果

貢拜溝水庫高壓噴射灌漿防滲墻壓水試驗結(jié)果根據(jù)設(shè)計要求漂石層要求防滲系數(shù)K=i×10-4cm/s。因此，根據(jù)壓水試驗檢查結(jié)果貢拜溝水庫高壓噴射灌漿防滲墻達到設(shè)計要求防滲效果。

壓水試驗檢測成果表

孔號P（MPa）P（MPa）Pz（MPa）L（m）Q（L/min）q（Lu）

10.6690.60.0695.06.081.82

20.6590.60.0597.07.01.52

30.6570.60.0575.04.231.29

40.6530.60.0535.09.32.85

50.650.60.055.06.62.03

60.6440.60.0445.01.950.61

4、結(jié)語

本工程基礎(chǔ)防滲采用往高壓噴射灌漿防滲墻地基防滲處理措施，針對本工程基礎(chǔ)地質(zhì)特性，為使達到良好的防滲效果，在傳統(tǒng)的高壓噴射灌漿基礎(chǔ)上采用往復式灌漿高壓噴射灌漿技術(shù)，經(jīng)工程質(zhì)量檢測，達到了設(shè)計要求指標。其主要技術(shù)特點有：

（1）鉆孔擴孔

由于鉆孔直徑成倍增加，擺、旋噴時解決了噴嘴附近墻體過薄的難題。保證成墻的長度和成樁要求的直徑，以及連接的可靠性。

（2）解決了成孔難的問題

鉆進過程中高壓噴射介質(zhì)切割噴嘴周圍的地層，形成流塑狀態(tài)的混合體，由于是鉆噴一體，解決了砂、砂礫石、淤泥等地層中成孔困難的問題。

（3）提高防滲效果

于常規(guī)高噴比較，由于往復式高噴在鉆孔擴孔時已經(jīng)進行了一次旋噴，因此提高了二次高噴灌漿的效果。無論從漿液與地基材料攪拌的均勻性還是密實度看，都要好于一次高噴的結(jié)果，從而提高了墻體的防滲性能。

（4）提高施工質(zhì)量

往復式高噴臺車鉆孔時高壓水沖切破壞鉆桿周圍的土層成流狀，液態(tài)下鉆桿靠重力在噴射范圍內(nèi)成自由垂直狀態(tài)，保證了高噴樁的垂直度，從而避免了因搭接不良而造成的墻體空洞或縫隙。

（5）降低施工成本

常規(guī)高噴孔口返漿要排出大量的水泥漿，水泥用量較大；而往復式高噴孔口返漿排出的主要是鉆進時一次旋噴高壓水與地層的混合漿液，這樣節(jié)約了水泥的用量。

（6）提高工效

鉆進和高噴灌漿由鉆噴一體機完成，減少了工序和交叉作業(yè)的干擾；經(jīng)鉆進時一次旋噴處理后二次高噴的提升速度加快；且機械設(shè)備轉(zhuǎn)移都是整體機械操作移動不需拆卸安裝，從而提高了施工的整體工效。

（7）局限性

對密實度高且厚度超過15米的漂卵石層和塊石地層造孔困難，灌漿的墻（柱）體防滲和強度都有所降低。

參考文獻：

[1]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-91）；中國計劃出版社；2000北京；

[2]《水電水利工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》DL/T5200—2004；

[3]《水利水電工程鉆孔壓水試驗規(guī)程》SL 31—2003標準。

[4]王輝，俞金清，趙延龍.往復式高壓噴射灌漿技術(shù)剖析.《浙江水利科技》2004年第4期