張永利

（大同市十里河水利管理處，山西 大同 037000）

0引言

高噴灌漿技術(shù)自20世紀(jì)70年代引進我國，在水利行業(yè)中除應(yīng)用于地基加固外，更廣泛地應(yīng)用在水工建筑物的防滲工程中，建成了大量的高噴灌漿防滲墻。高噴防滲墻主要施工方法為：先用樁機在地層中造孔，然后進行高壓噴射注漿，高壓泵形成的高速液流、空壓機形成的氣流從噴嘴中同軸噴射出來，直接沖擊、切割地層，灌注的水泥漿膠凝顆粒與被破壞的地層土石顆粒發(fā)生完全的強制性摻攪混合，充分擠壓、置換，直至凝結(jié)硬化形成有足夠防滲性能的防滲墻。高噴灌漿防滲加固技術(shù)適用于軟弱土層，包括第四紀(jì)沖積層、洪積層、殘積層以及人工填土等。實踐證明，對砂類土、黏性土、黃土和淤泥等地層效果較好。根據(jù)地質(zhì)勘探資料顯示，大同市御河河道在60m深度內(nèi)土層為現(xiàn)代人工填土，其下為第四系沖洪積作用沉淀的粉質(zhì)黏土及砂類土，地下水、地表水對混凝土無腐蝕性，適于做高噴防滲墻。大同市御河1號橡膠壩蓄水區(qū)堤基垂直防滲工程采用高噴防滲墻，設(shè)計墻寬不小于15cm，成墻深度10～15m。

高噴防滲墻屬地下隱蔽工程，過程質(zhì)量控制尤為重要。在大同市御河1號橡膠壩蓄水區(qū)堤基垂直防滲墻施工過程中，為保證工程質(zhì)量，對以下幾個方面進行了有效控制。

1 灌漿材料控制

水泥：本工程采用PC.32.5級水泥。每批水泥必須附有出廠檢驗報告單；每批水泥進場后，每 200t檢測一次，不合格水泥嚴禁用于施工。

水：為保證漿液質(zhì)量，漿液拌和用1號泵房水源井地下水，其水質(zhì)應(yīng)符合飲用水要求。

摻和料：黏土塑性指數(shù)不小于14，黏粒（粒徑小于0.005mm）含量不低于25%，含砂量不大于5%，有機物含量不大于3%。為緩減水泥漿液沉淀速度，可以摻入3%水泥重量的膨潤土。水泥、黏土、膨潤土的質(zhì)量比控制在 1∶0.42∶0.08 以內(nèi)。

2 現(xiàn)場高壓噴射注漿試驗

在現(xiàn)場選擇具有代表性的地段按設(shè)計配合比進行高噴注漿試驗，以便選定孔距、噴射流量、壓力、旋速及提升速度等工藝參數(shù)。試驗結(jié)束后，通過鉆孔取樣對固結(jié)體的均勻性、整體性、強度和滲透性進行試驗，最后確定主要工藝參數(shù)。

3 關(guān)鍵施工工序質(zhì)量控制

3.1 高噴鉆孔施工

施工前對場地進行平整，保證鉆機調(diào)平后穩(wěn)固不發(fā)生傾斜、移動，在施工軸線上按設(shè)計孔位做好編號，對孔位進行準(zhǔn)確放樣定位，中心允許誤差不大于5cm。施工順序采用分序法，采用隔一打一的方法，以確保施工質(zhì)量。將鉆機移至測好的孔位上，使鉆頭中心對準(zhǔn)孔位中心。為保證鉆孔垂直，鉆機就位后，通過三通管進行調(diào)平。啟動鉆機，調(diào)節(jié)鉆進參數(shù)，保證鉆機平穩(wěn)鉆進。

本工程采用水射流成孔，利用2MPa低壓水流將噴射管送至設(shè)計深度，檢驗合格后，方可起鉆移機進行高壓噴射注漿。

3.2 高噴管下設(shè)與提升

在下管過程中，為防止泥沙堵塞噴嘴，一種方法是邊射漿、邊下管，水壓力一般不超過2MPa，如壓力過高，則易將孔壁射塌；另一種方法是對漿、氣口進行保護，如纏上膠布等。噴射管必須下到設(shè)計孔深成墻底高程25cm以下，否則重新掃孔。

當(dāng)噴管下入到設(shè)計深度后，應(yīng)先進行原地靜噴，即先送漿，待水泥漿返出孔口，各項指標(biāo)均達到要求后，開始提升噴射管，自下而上直至設(shè)計墻頂高程后，停止?jié){氣供應(yīng)，提出噴射管。

3.3 噴射施工

高壓注漿設(shè)備的額定壓力和注漿量應(yīng)達到規(guī)范要求，并確保管路系統(tǒng)的暢通和密封。

風(fēng)、水、漿均應(yīng)連續(xù)輸送，水泥漿液的高壓噴射作業(yè)不得停噴或中斷。

試運轉(zhuǎn)時的高壓水泵泵壓保持20±2MPa，空壓機風(fēng)壓保持0.7MPa，并與泥漿泵壓保持2.0MPa同軸噴射。

水泥漿液應(yīng)進行嚴格過濾，防止在噴射過程中堵塞。嚴格按照制訂的水灰比配制水泥漿，水泥漿液應(yīng)隨配隨用，灰漿攪拌機同時不斷攪拌，制備好的漿液不得離析，當(dāng)氣溫在10℃以上時超過2h或10℃以下時超過5h均應(yīng)按廢漿處理。

定期測試水灰比和水泥漿液密度，水灰比為0.6∶1～1∶1，漿液比重 1.5～1.65g/cm3，當(dāng)施工中漿液密度超出上述指標(biāo)時，應(yīng)立即停止噴注，并調(diào)整至上述范圍內(nèi)繼續(xù)噴射。

經(jīng)常檢查泥漿（水）泵的壓力、漿液流量、空壓機的風(fēng)壓和風(fēng)量、鉆機轉(zhuǎn)速、提升速度及耗漿量。應(yīng)采集冒漿試樣，每種主要地層采集量不少于6組。在含有細粒地層特別是致密的黏土層中進行高壓噴射灌漿時，為進入較多的水泥漿，先進行水氣噴射，暫不注漿，當(dāng)冒漿密度小于1.2g/cm3時，進行二次噴射。

4 特殊情況質(zhì)量控制

在鉆孔過程中，如遇到泥漿漏失，應(yīng)降低噴漿壓力、流量，以減少噴漿時的水泥漏失，若漏失量太大，應(yīng)加大漿液濃度或灌注水泥砂漿、水泥黏土漿進行封堵。其中黏土的主要作用是充填、固壁；砂的主要作用是使充填體在噴灌中不易被高壓水破壞，不影響高噴質(zhì)量；少量水泥的作用是加快充填體的凝結(jié)速度，便于快速恢復(fù)鉆孔。

漏漿（孔口不冒漿）是因地層中有較大空隙，應(yīng)在漿液中摻入適量的速凝劑，縮短固結(jié)時間，使?jié){液在一定土層范圍內(nèi)凝固；在空隙地段增大注漿量，填滿空隙后繼續(xù)高噴。

冒漿量過大的主要原因是有效噴射范圍與注漿量不適應(yīng)，冒漿量超過進漿量的20%。減少冒漿量采取的措施有：提高噴射壓力，適當(dāng)縮小噴嘴孔徑，加快提升和旋轉(zhuǎn)速度。

堵嘴主要原因有兩方面：一是由于水源不干凈。漿管中混入水泥結(jié)塊或小石塊等，導(dǎo)致管路不通；二是由于中途卸管時操作不當(dāng)，水壓降低過快，致使管內(nèi)產(chǎn)生真空，把孔內(nèi)一些沙子、石子等吸入管內(nèi)造成堵塞。出現(xiàn)以上事故，必須起管檢查，清除故障后重噴的搭接長度不小于30cm。

遇地下障礙物時，應(yīng)準(zhǔn)確記錄，調(diào)整孔間距，再增補噴漿孔，以確保墻體連續(xù)搭接。

5 質(zhì)量檢查

本工程對高噴防滲墻的成墻質(zhì)量和防滲效果主要采用三種檢測方法：探坑開挖檢查其外觀、厚度、墻段連接情況等；鉆孔取芯通過實驗室檢測其強度及彈性模量等；圍井注水試驗檢測其滲透系數(shù)是否達到設(shè)計要求。

5.1 探坑開挖檢查

防滲墻成墻后，在不同地點、不同高程共挖探坑13個，探坑顯示墻體厚度為17.5～36cm，墻體密實度、搭接情況良好，滿足設(shè)計要求。

5.2 鉆孔取芯檢查

鉆孔取芯檢查待防滲墻噴灌結(jié)束28d后進行。在不同部位共取樣13組，送實驗室進行試驗，試驗結(jié)果均滿足設(shè)計指標(biāo)要求。試驗結(jié)果見表1。

表1 鉆孔取芯檢查試驗結(jié)果

5.3 圍井試驗

本工程劃分5個分部工程，每個分部工程布置圍井1個，共布置檢查圍井5個。圍井注水試驗在墻體噴灌結(jié)束28d后進行，計算得墻體的滲透系數(shù)為（1.91～3.3）×10-7cm/s，滿足設(shè)計要求。

6 結(jié)語

高噴灌漿施工質(zhì)量控制技術(shù)在大同市御河1號橡膠壩蓄水區(qū)堤基垂直防滲墻工程中的成功應(yīng)用，充分證明防滲墻這種地下隱蔽工程的質(zhì)量必須通過嚴格控制施工工序質(zhì)量來實現(xiàn)，通過控制過程質(zhì)量實現(xiàn)實體質(zhì)量。目前高噴防滲墻的質(zhì)量檢查只能通過圍井、鉆孔取樣破損試驗進行檢測，具有局限性。隨著科技的發(fā)展，利用遙感、影像等高科技手段進行直觀檢查，通過自動記錄儀來直觀控制高噴灌漿施工質(zhì)量，將會大大縮短工期，提高工程質(zhì)量。