摘要：本文主要針對(duì)高壓擺噴技術(shù)在堤壩堤基防滲的施工展開(kāi)了探討，通過(guò)結(jié)合具體的工程實(shí)例，對(duì)高壓擺噴工藝的參數(shù)作了詳細(xì)的闡述，并對(duì)相應(yīng)的防滲施工作了系統(tǒng)的分析，以期能為有關(guān)方面的需要提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：高壓擺噴;堤壩堤基;防滲;探討

堤壩作為防洪的水利設(shè)施，對(duì)其的堤基防滲工作要有高度的重視，并以此來(lái)保障堤壩在防洪抗險(xiǎn)中的穩(wěn)固工作。而由于堤壩一般處于涉水環(huán)境，在堤基防滲的施工中存在著一定的難度，因此，需要我們采取有效的施工技術(shù)，這就使得高壓擺噴技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。基于此，本文就高壓擺噴技術(shù)在堤壩堤基防滲的施工進(jìn)行了探討，相信對(duì)有關(guān)方面的需要能有一定幫助。

1"工程概況

堤基防滲處理工程是本次加固的主要工程之一，根據(jù)是地質(zhì)勘探資料中堤基滲流通道③2層土的分布，運(yùn)用高壓擺噴施工技術(shù)，沿上游堤肩堤身軸線方向布置垂直截滲墻（如圖1）。

圖1"高壓擺噴截滲墻布置圖（56K+500處）

2"高壓擺噴工藝參數(shù)

2.1"設(shè)計(jì)要求

2.1.1"施工工藝

噴漿工藝采用三重管法，施工工藝為：利用鉆機(jī)引孔至設(shè)計(jì)深度后，將噴具下至設(shè)計(jì)深度，控制噴嘴擺角，通過(guò)高壓水切割造槽，壓縮氣保護(hù)水流射程，經(jīng)過(guò)切割、攪拌、置換等工序，利用水泥漿液充填槽孔，形成水泥土固結(jié)體防滲墻。

2.1.2"墻體設(shè)計(jì)指標(biāo)

截滲墻墻體厚度不小于10cm;墻體嵌入③2層土的上層土100cm，下層土50cm，在施工過(guò)程中，依據(jù)地質(zhì)資料，實(shí)時(shí)調(diào)整;墻體滲透系數(shù)為A×10-6cm/s（1≤A≤9）;28d抗壓強(qiáng)度不小于1.0MPa。

2.2"施工工藝參數(shù)的確定

根據(jù)規(guī)范要求，在高壓擺噴灌漿作業(yè)開(kāi)始前，應(yīng)選擇地質(zhì)條件具有代表性的地段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)。經(jīng)討論研究，選擇大堤樁號(hào)40K+350～40K+450和52K+034～52K+134共計(jì)200m地段進(jìn)行高壓噴射灌漿的現(xiàn)場(chǎng)工藝試驗(yàn)，前段代表大堤的綜合情況，后段代表大堤歷史決口處。

根據(jù)工藝試驗(yàn)結(jié)果，綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，最終確定施工工藝參數(shù)采用：孔距1.4m，水壓大于40MPa，氣壓0.5～0.7MPa，漿壓不小于1.0MPa，提速15cm/min，擺速15次/min，水灰比1.0，噴射角40°（±20°）。

3"截滲墻質(zhì)量控制

3.1"材料、漿液質(zhì)量控制

漿液采用P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，制漿水使用湖水。經(jīng)取樣檢驗(yàn)，原材料的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足相關(guān)要求。施工時(shí)按確定的水灰比用機(jī)械攪拌水泥漿液，水泥均勻放料，漿液使用前過(guò)篩。定期用比重稱檢測(cè)水泥漿液密度，及時(shí)調(diào)整漿液濃度，確保漿液質(zhì)量。

3.2"施工放樣

在高壓擺噴墻施工軸線上用鋼尺測(cè)放鉆孔位置，孔位放樣精度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。繪制擺噴鉆孔平面布置圖，用竹簽等標(biāo)定孔位。

3.3"鉆孔質(zhì)量控制

高壓擺噴鉆孔由地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行，根據(jù)樁位平面布置圖進(jìn)行鉆孔定位，鉆進(jìn)過(guò)程中泥漿護(hù)壁，確?？仔瓮瓿刹惶瑵M足擺噴施工需要。鉆孔前每間距30m設(shè)一個(gè)先導(dǎo)鉆孔，先導(dǎo)鉆孔采用全斷面取土樣，以進(jìn)一步探明堤基③2層分布情況，再根據(jù)實(shí)測(cè)作業(yè)面高程，控制施工高壓擺噴墻頂、墻底高程。

3.4"高噴質(zhì)量控制

高壓擺噴施工是由多臺(tái)機(jī)械設(shè)備聯(lián)合作業(yè)，施工時(shí)各設(shè)備操作人員之間要統(tǒng)一口令，相互溝通，按確定的技術(shù)參數(shù)控制設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。噴射管噴嘴下設(shè)至高壓擺噴防滲墻底位置試噴，調(diào)整高壓水、注漿壓力、空壓機(jī)供氣壓力、擺角、提升速度等達(dá)到試驗(yàn)確定的參數(shù)要求，開(kāi)始擺噴提升作業(yè)，施工中控制施工水泥漿液比重、注漿壓力等偏差滿足規(guī)范要求。噴射管噴嘴提升超過(guò)設(shè)計(jì)防滲墻頂高程后，停止擺噴作業(yè)，提出噴管，并對(duì)已完成的高壓擺噴樁上部及時(shí)回灌。擺噴作業(yè)完成后，利用后續(xù)孔冒漿連續(xù)回灌至已噴孔內(nèi)封孔，直到漿液面穩(wěn)定為止，封孔后再對(duì)漿液收縮留下的空孔部分利用施工冒漿進(jìn)行二次復(fù)封。

4"截滲墻質(zhì)量檢測(cè)

高壓擺噴截滲墻墻體埋深較大，且墻體較薄，工程實(shí)體質(zhì)量檢測(cè)具有一定難度。故本工程采用多種檢測(cè)方法相結(jié)合，以確保檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。

4.1"常規(guī)檢測(cè)

4.1.1"檢測(cè)內(nèi)容及方法

（1）墻體最小厚度及外觀質(zhì)量：探坑檢查。

（2）墻體深度：鉆探法。

（3）墻體水泥土力學(xué)性能及抗?jié)B指標(biāo)：鉆芯法。

4.1.2"檢測(cè)結(jié)果

（1）墻體高度

采用地質(zhì)工程鉆機(jī)鉆取芯樣共計(jì)14孔。從取芯結(jié)果來(lái)看，③2層透水層芯樣總體完整、均勻。墻體實(shí)測(cè)高度1.0～10.3m，滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）水泥土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度

在墻體芯樣上取樣進(jìn)行水泥土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度指標(biāo)檢測(cè)。每孔芯樣各取1組，每組3個(gè)，共42個(gè)試樣，單個(gè)試件抗壓強(qiáng)度值為1.63～10.66MPa，全部滿足水泥土28d抗壓強(qiáng)度≥1.0MPa的設(shè)計(jì)要求。

（3）滲透系數(shù)

每孔芯樣各取1組進(jìn)行水泥土滲透試驗(yàn)，每組6個(gè)，共84個(gè)試樣。試件為圓臺(tái)體，上口直徑70mm，下口直徑80mm，高度30mm。滲透系數(shù)檢測(cè)值為1.18×10-6～7.28×10-6cm/s，全部滿足設(shè)計(jì)要求。

（4）墻體厚度及外觀質(zhì)量

為了直觀檢查截滲墻墻體，高壓擺噴灌漿試驗(yàn)段局部將墻體施工至地表，采用探坑法檢查墻體成型厚度及搭接質(zhì)量。共檢測(cè)7個(gè)部位，探坑長(zhǎng)度為3～4m，墻體出露高度約2m左右。檢查結(jié)果表明：檢測(cè)部位墻身外觀質(zhì)量及搭接狀況良好。墻體厚度實(shí)測(cè)值10～50cm，均滿足設(shè)計(jì)要求。

4.2"探地雷達(dá)檢測(cè)

2013年1月23日，省水利科學(xué)研究院對(duì)大堤樁號(hào)40K+350～40K+380、40K+400～40K+450、52K+043～52K+083、52K+083～52K+106段截滲墻進(jìn)行了探地雷達(dá)檢測(cè)。

4.2.1"工作原理

探地雷達(dá)系統(tǒng)利用天線向被檢測(cè)物發(fā)射寬頻帶高頻電磁波，電磁波信號(hào)在介質(zhì)內(nèi)部傳播遇到介電差異較大的介質(zhì)界面時(shí)會(huì)反射并返回，反射回的電磁波被與發(fā)射天線同步移動(dòng)的接收天線接收后，由雷達(dá)主機(jī)精確記錄下反射回的電磁波的運(yùn)動(dòng)特征，再通過(guò)信號(hào)技術(shù)處理形成全斷面的掃描圖。截滲墻存在缺陷時(shí)，缺陷處與截滲墻體之間存在一定的電性差異，研究接收到的電磁波雙程旅行時(shí)間、波形與波幅變化規(guī)律，就可以判斷是否存在空洞等缺陷，從而研判地下介質(zhì)的連續(xù)性等性質(zhì)。見(jiàn)圖2。

圖2"探地雷達(dá)工作原理圖

4.2.2"檢測(cè)設(shè)備

采用RANDAN6.6軟件進(jìn)行后處理，最后形成雷達(dá)圖像用于辨別異常及解釋結(jié)果。

4.2.3"檢測(cè)結(jié)論

檢測(cè)結(jié)果表明：截滲墻墻體總體連續(xù)、完整，不存在空洞、錯(cuò)斷現(xiàn)象。以52K+043～52K+083段檢測(cè)結(jié)果為例，截滲墻與上覆土層在雷達(dá)波形圖上有較為明顯的分界線，表現(xiàn)為截滲墻反射信號(hào)較強(qiáng)且較連續(xù)，而上覆土層由于經(jīng)過(guò)擺噴機(jī)械施工擾動(dòng)，反射信號(hào)相位傾斜度較大且反射相對(duì)較弱。圖下方的方框標(biāo)注區(qū)域即為截滲墻體部分，可看出雷達(dá)波形總體變化不大，無(wú)拋物線狀圓弧雷達(dá)波形等明顯特征，同相軸基本連續(xù)，表明截滲墻墻體總體連續(xù)、完整，不存在空洞、錯(cuò)斷現(xiàn)象。見(jiàn)圖3。

圖3""52K+043～52K+083區(qū)域探地雷達(dá)剖面圖

4.3"物探檢測(cè)

4.3.1"檢測(cè)方案

根據(jù)工程的實(shí)際情況和測(cè)試要求，在截滲墻墻體軸線部位采用高密度地震映像法測(cè)定墻體的連續(xù)性，采用多道瞬態(tài)面波測(cè)定墻體的頂、底埋深。另外，在墻體軸線外側(cè)3m處抽測(cè)部分土體，繪制高密度地震映像解譯剖面圖，以與截滲墻墻體部位的波形進(jìn)行對(duì)比。

4.3.2"檢測(cè)設(shè)備

北京市水電物探研究所研制的SWS-5型多波列數(shù)字圖像工程勘探與工程檢測(cè)儀。

4.3.3"檢測(cè)結(jié)論

檢測(cè)結(jié)果表明：截滲墻墻體連續(xù)性較好，墻體頂、底高程與原始施工記錄基本吻合。

以大堤樁號(hào)40K+363～40K+463段為例，檢測(cè)情況如下：

（1）地震映像

比較軸線處與軸線外的地震映像圖，大致有如下特征：軸線處高密度地震映像分布比軸線外均勻且絕大部分比較連續(xù)，說(shuō)明高壓擺噴截滲墻體連續(xù)性較好;通過(guò)軸線東側(cè)3m處的高密度地震映像圖和軸線處的影像對(duì)比，以40K+413處為界，往斷面號(hào)變小方向面波相位增多，這是由于面波在傳播過(guò)程中遇有較高密度介質(zhì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換波且在該介質(zhì)中面波的高階振型發(fā)育，反映了土體強(qiáng)度較軸線外高;往斷面號(hào)變大方向面波相位雖多，但比較雜亂，該處曾進(jìn)行過(guò)充填灌漿加固，詳見(jiàn)圖4;軸線處40K+376～40K+388部位地震映像圖中上部80ms處面波振幅減小，40K+392～40K+397部位地震映像圖在200ms處面波振幅減小，說(shuō)明上述兩段墻體中存在低速體分布，可能是由于原有土層內(nèi)碎石分布較多所致。

圖4"40K+363～40K+464段截滲墻高密度地震映像解譯剖面圖

（2）面波及頻散曲線

本段在40K+439.2附近采用多道瞬態(tài)面波測(cè)定墻體的頂、底埋深。頻散曲線詳見(jiàn)圖5。

根據(jù)圖5，在40K+439.2處高壓擺噴截滲墻墻頂埋深13.5m，墻底埋深24.0m，該段地面高程18.6m，對(duì)應(yīng)的墻頂、底高程為5.1m、-5.4m;根據(jù)施工原始記錄，該段墻頂、底高程分別為5.4m、-4.2m，檢測(cè)成果與施工單位提供的資料基本吻合。

圖5"40K+439.2處頻散曲線圖

5"截滲效果

為了驗(yàn)證截滲墻的實(shí)際效果，在54K+300斷面設(shè)置2根測(cè)壓管測(cè)量截滲墻前后③2透水層的水頭變化，其中，1號(hào)測(cè)壓管位于截滲墻上游側(cè)，2號(hào)測(cè)壓管位于截滲墻下游側(cè)，具體布置如圖1所示。部分觀測(cè)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1"54K+300斷面1、2號(hào)測(cè)壓管部分觀測(cè)數(shù)據(jù)

從觀測(cè)數(shù)據(jù)可見(jiàn)，截滲墻前后③2層的水頭有明顯的下降，平均降幅在0.3m。觀測(cè)數(shù)據(jù)表明：截滲墻對(duì)③2透水層起到了較為明顯的截滲作用。

6"結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高壓擺噴技術(shù)由于自身具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在堤壩的堤基防滲處理中有著廣泛的應(yīng)用。為了保障堤壩的長(zhǎng)期穩(wěn)定使用，就需要更為有效率的應(yīng)用高壓擺噴技術(shù)對(duì)堤基防滲做好施工，以保障堤防工程堤基防滲的處理質(zhì)量。

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