劉大星

（儀征市大儀水務(wù)站，江蘇 揚(yáng)州 211409）

1 工程概況

某堤壩工程建設(shè)位置為南方某市西區(qū)，全長(zhǎng)4494km，集雨面積1612.6km2，堤壩防滲加固采用100 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。按自上而下的順序，堤壩結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位包含堤壩主身填筑土和堤壩基土兩部分。隨著施工進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，堤壩下部的黏土、粉質(zhì)壤土等相關(guān)土體在經(jīng)過(guò)擠壓處理后已經(jīng)達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定、密實(shí)的狀態(tài)。為全面保證堤壩的施工質(zhì)量，重點(diǎn)針對(duì)局部堤段采取針對(duì)性的防滲處理措施，施工期間采用到高壓噴射灌漿技術(shù)，依托于混凝土的凝結(jié)作用，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。關(guān)于堤壩工程，如圖1所示。

圖1 堤壩工程

2 高壓噴射注漿法的綜合描述

2.1 高壓噴射注漿法的細(xì)分類型及組合形式

注漿壓力普遍為20MPa～30MPa，適配合適尺寸的噴嘴，在該壓力條件下使?jié){液從噴嘴中噴出。根據(jù)噴射介質(zhì)的不同，高壓噴射可細(xì)分為多種方式，例如單管、二管、三管等；并根據(jù)噴嘴運(yùn)動(dòng)軌跡的不同，則可以衍生出旋噴、擺噴等多種方式；根據(jù)噴灌管結(jié)構(gòu)的不同，則主要分為重管式和列管式兩種。

在實(shí)際施工中，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)條件以及質(zhì)量要求合理組合，以形成復(fù)合型高壓噴射注漿方法，具體至本工程中，則采用的是二重管噴射的方法，以完成堤壩的防滲加固工作。

2.2 成樁原理

鉆機(jī)鉆孔，成孔后將注漿管（要求其帶有噴頭裝置）置入土層內(nèi)，在經(jīng)過(guò)持續(xù)性的射流切割操作后，予以充分?jǐn)嚢瑁乖馏w與注入的漿液充分混合，隨著漿液的固結(jié)，連同土體共同組成完整且穩(wěn)定的防滲墻。

具體而言，旋噴施工階段，關(guān)鍵內(nèi)容在于噴射水泥漿，其中水泥為關(guān)鍵的材料，其起到硬化的作用，隨著灌入量的增加，在某特定的時(shí)間點(diǎn)將以冒漿的形式冒出地面；期間，在噴射的動(dòng)壓力和離心力的雙重作用下，土顆粒的分布狀態(tài)得以調(diào)整，能夠與漿液結(jié)合，形成均勻性較好的混合結(jié)構(gòu)，最終構(gòu)成旋噴樁固結(jié)體。

2.3 高壓噴射注漿的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）可灌性良好。在高壓噴射的施工條件下，可以借助壓力作用破壞原土層結(jié)構(gòu)，改善其分布狀態(tài)，為漿液的注入提供了順暢的“通道”，因此可灌性較為良好。

（2）可控性好。對(duì)于石塊與卵層石間所形成的大空隙或是其他的空隙部位，可以由漿液有效注入其中，予以填堵，能夠有效保證各處的高壓噴射注漿施工質(zhì)量。

（3）便捷性好。在高壓噴射注漿施工方法中，未涉及地層開(kāi)挖作業(yè)，可根據(jù)實(shí)際需求靈活鉆孔，也可從實(shí)際情況出發(fā)選擇旋噴、擺噴等方法，以便高效注漿，此時(shí)可以有效釋放地應(yīng)力，有利于形成完整的防滲固結(jié)體[1]。

2.4 施工機(jī)械的配置

以施工要求為準(zhǔn)，合理適配施工機(jī)械，充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，提高施工效率，保證施工質(zhì)量。關(guān)鍵的設(shè)備有：①XY-2型鉆機(jī)，用于鉆孔作業(yè)，開(kāi)孔孔徑130mm 及以上；②GY-5 型高噴臺(tái)車；③WJQ-80 型攪拌機(jī)，用于生產(chǎn)施工所需的漿液，正常工況下其生產(chǎn)力可達(dá)到200L/min 及以上；④BW150/40 型注漿泵；⑤3Ld-15/6 型空壓機(jī)；⑥低速拌和桶，此裝置的容量達(dá)到1000L，在選用時(shí)重點(diǎn)考慮其防沉淀性能，即在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)有效篩出附著在漿液中的雜質(zhì)，以免影響漿液的純度；⑦潛水泵，主要服務(wù)于提水、高噴、鉆孔等施工環(huán)節(jié)；⑧液壓起管器；⑨測(cè)斜儀；⑩污水泵。

3 高壓旋噴注漿技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

在高壓旋噴注漿防滲施工中，縱向沿堤壩軸線布孔，按0.75m 的排距共設(shè)置2 排，孔距統(tǒng)一按1.0m 的標(biāo)準(zhǔn)控制；鉆孔深度方面，要求其達(dá)到鎮(zhèn)壓平臺(tái)以下1.5m 的位置。參數(shù)控制為施工中的重點(diǎn)內(nèi)容，合理的參數(shù)對(duì)于提高施工質(zhì)量而言具有重要意義，具體如表1 所示。

表1 施工工藝參數(shù)

3.1 鉆孔

以設(shè)計(jì)圖紙中所規(guī)定的鉆孔位置為準(zhǔn)，精確調(diào)整鉆桿的姿態(tài)，使其可以精準(zhǔn)對(duì)齊鉆孔，通過(guò)水平尺的應(yīng)用，檢測(cè)并控制機(jī)身，使其呈水平狀態(tài)，在機(jī)架底部墊平，確保機(jī)身具有穩(wěn)定性。每鉆進(jìn)5m 后，均隨即利用測(cè)斜儀測(cè)量，要求鉆孔偏差在1%以內(nèi)，否則需隨即校正。

3.2 下放噴射管

待鉆孔成型后，將噴射管置于指定深度處，下管過(guò)程中同步低壓送水、送氣、送漿，此舉的目的在于避免噴嘴堵塞現(xiàn)象。此外，下管時(shí)還可包裹塑料布或其他材料，以起到臨時(shí)防護(hù)的作用。

3.3 漿液的制備

根據(jù)灌漿施工需求，選用的是純水泥漿。原材料方面，水泥為425#硅酸鹽水泥，按設(shè)計(jì)配比摻入水泥以及其他材料，予以充分的攪拌，保證混合料具有足夠的均勻性，由此制得性能良好的漿液。

3.4 噴射注漿

待噴射管被置于指定深度后，應(yīng)當(dāng)及時(shí)做好送水、送氣、送漿工作，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，1～3min 后，全面檢查孔口，若該處有漿液溢出現(xiàn)象，則適當(dāng)向上提升、旋轉(zhuǎn)，全過(guò)程中做到轉(zhuǎn)動(dòng)噴射。按該方法持續(xù)施工，若噴射管被提升至指定位置，則暫停送水、送氣、送漿，再以勻速的狀態(tài)將噴射管拔出[2]。至此，則完成主要的施工內(nèi)容。

3.5 殘留漿液的清理

經(jīng)前述的漿液噴射施工后，應(yīng)當(dāng)隨即清理注漿管等相關(guān)施工裝置處的殘留漿液，以免因清理不及時(shí)而出現(xiàn)漿液凝固于施工設(shè)施上的情況，隨之出現(xiàn)管道堵塞、設(shè)備異常運(yùn)行等問(wèn)題。

3.6 靜壓回填

高壓噴射施工完成后，利用孔口進(jìn)行回漿，除此之外也可生產(chǎn)適量具有較高濃度特性的水泥漿，通過(guò)該類材料的應(yīng)用，有效填堵空穴（此現(xiàn)象的出現(xiàn)與漿液離析有關(guān)）。在填補(bǔ)過(guò)程中，施工人員觀察孔內(nèi)漿液的情況，若無(wú)下沉現(xiàn)象，表明空穴已經(jīng)被填滿，此時(shí)則可以暫停充填。

3.7 質(zhì)量控制措施

全方位的質(zhì)量控制有利于提高施工質(zhì)量，從源頭上規(guī)避問(wèn)題，給堤壩防滲加固施工效果提供保障。關(guān)于施工中的質(zhì)量控制措施，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注如下兩項(xiàng)內(nèi)容：

（1）加強(qiáng)對(duì)鑿孔質(zhì)量的控制，例如孔的位置、深度、孔徑等，其均要滿足要求，以免對(duì)后續(xù)的施工帶來(lái)不良影響；泥漿性能方面，則考慮的是原材料質(zhì)量、密度等。

（2）高壓噴射漿液為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，流量和壓力兩項(xiàng)指標(biāo)的控制為重點(diǎn)內(nèi)容。若壓力偏小或是出現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)急劇增加的情況，則說(shuō)明注漿管存在異常狀況，需要分析具體成因，以便采取針對(duì)性的處理措施。經(jīng)驗(yàn)表明，接頭松動(dòng)、漏漿、堵管等均是較為常見(jiàn)的問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況正確處理，盡快恢復(fù)正常施工狀態(tài)[3]。

4 質(zhì)量檢驗(yàn)的工作要點(diǎn)

連續(xù)性和防滲性均為質(zhì)量檢驗(yàn)中的重點(diǎn)內(nèi)容，為確保檢驗(yàn)結(jié)果具有代表性，檢驗(yàn)數(shù)量應(yīng)當(dāng)達(dá)到總孔數(shù)的1%。

（1）取芯鉆孔的位置以相鄰的高噴孔交叉點(diǎn)處較為合適，孔徑控制在110～130mm。

（2）芯樣應(yīng)具有完整性，在取得芯樣后，及時(shí)將其轉(zhuǎn)至實(shí)驗(yàn)室內(nèi)檢驗(yàn)，用于驗(yàn)證芯樣的內(nèi)部成分，將實(shí)測(cè)檢驗(yàn)結(jié)果與設(shè)計(jì)要求展開(kāi)對(duì)比分析，通過(guò)此方式判斷鉆芯取樣所在處的施工質(zhì)量，若存在問(wèn)題則分析成因，及時(shí)采取處理措施，以免因問(wèn)題處理不到位或不及時(shí)而導(dǎo)致堤壩在后續(xù)無(wú)法正常使用[4-5]。

（3）芯樣的選取應(yīng)當(dāng)考慮多種高程條件，并組織抗?jié)B檢測(cè)。從實(shí)際結(jié)果來(lái)看，各處的滲透系數(shù)不盡相同，其中最大達(dá)到6×10-6cm/s，最小達(dá)到2×10-8cm/s。對(duì)于臨界水利坡降而言，其最大值、最小值分別為120、90。通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，各項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)測(cè)值均可以滿足要求，能夠得到有效的控制，表明堤壩防滲加固的施工效果較為良好，所采取的施工技術(shù)具有可行性[6-7]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，堤壩是水利工程中的重要組成部分，該結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境較為特殊，地基較為復(fù)雜，自然環(huán)境對(duì)堤壩的破壞作用較強(qiáng)，因此需做好防滲加固工作。在后續(xù)類似工程的施工中，有關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)高度重視堤壩防滲加固工作，遵循因地制宜的原則，合理采用施工技術(shù)，通過(guò)技術(shù)的應(yīng)用，改善堤壩的使用效果。