梁軍強，郭 濤

（甘肅省張掖市甘蘭水利水電建筑設(shè)計院，甘肅張掖734000）

小海子水庫為旁注式平原洼地水庫，位于甘肅省高臺縣南華鎮(zhèn)小海子村，距高臺縣15 km。水庫始建于1958 年，由上、中、下庫3 部分組成，總庫容1 048 萬m3。水庫建筑物包括大壩、進水閘、輸水洞。

目前大壩壩基仍存在接觸沖刷滲流破壞的隱患，根據(jù)已完成的除險加固方案，運用深層攪拌地下連續(xù)墻做壩體壩基防滲處理。但施工過程中部分壩段三軸攪拌樁機下沉至壩基砂層時，攪拌葉片斷裂，攪拌軸發(fā)生裂紋情況，攪拌深度達不到設(shè)計墻深，無法滿足設(shè)計指標。本文探討了深層攪拌地下連續(xù)墻和高壓噴漿相結(jié)合在小海子水庫中的設(shè)計應(yīng)用。

1 補充地質(zhì)勘探情況

根據(jù)地基鉆進困難，未能達到設(shè)計防滲墻底線的現(xiàn)實情況，補充地質(zhì)鉆孔勘探，共布置勘探孔3個，具體布置在下庫北壩樁號3+000、3+600、4+200處，勘探深度均為18 m，累計取壩基原狀土樣6 組，標準貫入試驗27 段次。

據(jù) ZK1、ZK2、ZK3 揭示，壩頂以下 7.5～10.0 m為壩基黏土層，經(jīng)取樣試驗分析，壩基黏土礫石含量0.1%，砂粒含量16.8%，粉粒含量8.4%，黏粒含量74.7%，塑性指數(shù)19.1；孔隙率40.2%，孔隙比0.674，壓縮系數(shù)0.255 MPa-1，壓縮模量7.146 MPa，是中等壓縮性土。壩基10 m 以下為黏土與粉細砂層接觸層，層內(nèi)沖洪積細砂和中砂交互沉積，具有韻律沉積特點，細砂以淺黃色為主，中砂以灰色為主。標準貫入試驗錘擊數(shù)15～36 擊。在砂層深部多次交替出現(xiàn)砂層與黏土膠結(jié)層，鉆機鉆進時較緩慢且出現(xiàn)明顯抖動現(xiàn)象，膠結(jié)層多具孔隙狀和蜂窩狀，黏土呈不均勻的條帶狀與砂層交替出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)致密，手捏不易碎，具一定的塑形，經(jīng)提取巖芯分析，該段有較完整的淤泥和砂膠結(jié)狀。標準貫入試驗表明：隨著深度的增加，貫入錘擊數(shù)越大，表明地層結(jié)構(gòu)越往深部越密實，6 組標準貫入試驗錘擊數(shù)分別為 26、30、32、35、46、75，在17 m 以下的深度范圍內(nèi)，該段地層結(jié)構(gòu)已經(jīng)非常密實。

經(jīng)補充3 個地質(zhì)勘探鉆孔表明：壩基砂層內(nèi)在不同深度內(nèi)砂層和淤泥質(zhì)黏土具有不同程度的膠結(jié)，且厚度不一，分布連續(xù)，膠結(jié)不均勻，故表現(xiàn)出不均一的硬度和致密度，在橫向和豎直向均表現(xiàn)出膠結(jié)程度的各向異性。

2 深層攪拌地下連續(xù)墻和高壓噴漿相結(jié)合設(shè)計與施工

2.1 深層攪拌地下連續(xù)墻和高壓噴漿相結(jié)合設(shè)計

高壓噴射墻采用三管噴射注漿法施工，位置在防滲墻軸線上游0.3 m 處，單排布孔，孔距1～1.5 m，高壓噴射灌漿的厚度≥20 cm[1]。防滲墻鉆孔垂直，其傾斜宜小于0.3%，高壓噴射灌漿孔位與設(shè)計孔位偏差應(yīng)小于5 cm，高壓噴射灌漿的形式為擺角40°擺噴（見圖1）。結(jié)合其他工程經(jīng)驗，初步確定細砂層的提升速度為8 cm/min，黏土層的提升速度為12 cm/min，灌漿的水壓為36～38 MPa，流量為80 L/min，空氣壓力為0.6～0.8 MPa，風(fēng)量為0.8～1.2 m3/min，漿液壓力為 0.8～1.2 MPa，流量為 60～70 L/min。水泥漿比重控制在1.5～1.6 g/cm3，返漿比重控制在1.2 g/cm3。灌漿水泥為中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，強度等級為P.MSR 42.5，水泥須保持新鮮、無結(jié)塊，其細度為0.080 mm 方孔篩余量小于5%，用制漿機配制水泥漿，水灰比1.0～1.5，攪拌時間不少于2 min[2,3]。

為保證高噴墻與攪拌樁連續(xù)防滲墻直接緊密搭接，利用擺噴墻鉆孔處在擺噴墻與攪拌樁防滲墻搭接的0.5～1.5 m 范圍內(nèi)二次旋噴（見圖2）。旋噴樁半徑0.5 m，旋噴樁中心距1.2 m，旋噴注漿參數(shù)與擺噴一致。

2.2 施工工藝流程

主要工藝流程：造孔→高壓噴射車準備→試噴→下噴管→提升→回注漿液→沖洗→移動噴射車。

2.2.1 高壓噴射車準備 高壓噴射車準備時須全面檢查設(shè)備系統(tǒng)是否正常。

2.2.2 試噴 先檢查管路是否通暢、連接是否正常，無誤后進入下一步。

2.2.3 下噴管 先注水、注氣，壓力達到所需的標準，經(jīng)過試噴來檢測系統(tǒng)的運行情況。為防噴嘴堵塞，噴嘴要包扎膠布。

2.2.4 提升 下噴管到達位置后，依次送水、送氣、送漿，當(dāng)各自壓力至設(shè)計值，孔口返漿密度≥1.20 g/m3后提升。泥漿密度控制在1.50 g/m3以上。高噴過程中每隔30 分鐘進行1 次進漿和回漿密度檢測，當(dāng)不符標準時，應(yīng)及時停止作業(yè)，立即調(diào)整水灰比，盡快重新作業(yè)。

2.2.5 回注漿液 灌漿結(jié)束以后，及時回注水泥漿，回注時間不少于30 min，直到孔口處漿液表面不再下降為止。

2.3 特殊情況處理

注漿回流量小于注漿量20%時不處理，注漿回流量大于20%或不回流時，盡快找出原因，解決出現(xiàn)的問題。當(dāng)?shù)貙涌紫遁^大，泥漿不返時，可在漿液中加入適量的快速凝結(jié)劑，使?jié){液在一定時間內(nèi)凝固；也可增大進漿量?；亓髁窟^大時噴射的范圍與注漿量不符，注漿量遠超固結(jié)漿量。解決的方法：加大壓力或減少注漿量；減小噴嘴孔徑；加速提升或旋轉(zhuǎn)。遇到串漿狀況，現(xiàn)場施工人員立即填堵串漿孔或者冒漿的孔點。

2.4 高壓噴射灌漿質(zhì)量控制

一是鉆機用水平尺調(diào)平；二是鉆桿采用粗徑鉆桿盡量滿眼鉆進；三是鉆桿用鉛垂調(diào)直；四是防滲墻采旋噴套接；五是采用P·MSR 42.5 中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥；六是認真記錄鉆孔鉆探班報表，為高噴灌漿提供準確的數(shù)據(jù)；七是進行現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗，進一步明確各種參數(shù)；八是施工中采取跳打法，先進行I 序孔試驗，再進行II 序孔試驗，相鄰樁孔間隔施工時間24 h；九是樁底應(yīng)按設(shè)計要求進行不提升高壓旋噴；十是嚴格控制進漿、回漿密度，進漿密度控制在1.50 g/m3以上，回漿密度≥1.20 g/m3；十一是水泥漿在氣溫10℃以下時貯存時間要少于8 h，10℃以上時要少于5 h。超過規(guī)定時間應(yīng)廢棄；十二是高壓噴射灌漿結(jié)束后，繼續(xù)回灌，直至漿面不下沉為止。

3 結(jié)論

當(dāng)使用三軸攪拌樁機施工遇到壩基沖洪積細砂和中砂交互沉積層時，由于板結(jié)較為密實堅硬，而攪拌樁機主電機功率較小，分配至三根軸上下沉動力較弱，且通過鏈條傳動，效率極差。通過本次研究，上部用深層攪拌法，下部用高壓噴漿法，兩者相互搭配，可以順利完成施工作業(yè)。在施工中遇到黏土、粉細砂層板結(jié)等較硬地層時，可采用鉆機鉆進至預(yù)定深度，再用高壓噴漿設(shè)備噴漿而切削攪拌土層，兩墻結(jié)合處搭接長度大于0.5 m，最終形成深層攪拌防滲墻和高壓噴漿防滲墻兩者相結(jié)合的連續(xù)防滲系統(tǒng)[4]。該方案既可滿足設(shè)計防滲深度要求，又可解決施工難以鉆進的難題。