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        高壓噴射灌漿在渠堤滲漏加固中的應(yīng)用

        2021-06-16 13:01:52毛奇琦
        黑龍江水利科技 2021年5期
        關(guān)鍵詞:青弋江孔位噴漿

        毛奇琦

        (安徽省宣城市青弋江灌區(qū)管理處,安徽 宣城 242000)

        1 基本情況

        1.1 工程情況

        青弋江灌區(qū)地處長江以南,是利用陳村水庫發(fā)電尾水及區(qū)間徑流為水源,集防洪、灌溉、發(fā)電、城鎮(zhèn)生態(tài)供水為一體的綜合性利用工程,受益范圍涵蓋宣城市涇縣、宣州區(qū)和蕪湖市南陵縣,設(shè)計灌溉面積7.13×104hm2,現(xiàn)狀有效灌溉面積4.82×104hm2??偢汕?971年開工,于1977年基本建成通水,總長40.5km。因該工程是文化大革命時期急促興建,存在“三邊”情況。建筑物大部分為縣級以下施工隊伍承建,土方工程則依靠民工大兵團作戰(zhàn),質(zhì)量較差,存在不少問題。本次堤身灌漿位置位于涇縣財富路大橋上、下游(樁號36+918-37+218、37+856-38+006),該段為高填方段,新老土結(jié)合部滲漏嚴(yán)重,為解決渠身和渠腳散浸、滲漏等險情,經(jīng)過方案比選,確定為高壓擺噴灌灌漿,布置在左側(cè)堤防堤頂,總長450m。

        1.2 地質(zhì)情況

        根據(jù)工程地質(zhì)勘察成果及現(xiàn)場調(diào)查,該段堤防和總干渠高填方段堤身一樣,填土多為山體表層殘坡積土,土質(zhì)為礫質(zhì)重粉質(zhì)壤土或卵礫石夾粉質(zhì)壤土,土體黏粒含量普遍較少,粗粒土含量較多,且粒徑普遍偏大,其中樁號37+200-38+200渠身填土上部為重粉質(zhì)壤土為主,夾礫卵石或全風(fēng)化-強風(fēng)化粉砂巖,軟塑-可塑,土體結(jié)構(gòu)松散,渠身填土下部以礫卵石-或全風(fēng)化-強風(fēng)化粉砂巖為主,局部為塊石,夾重粉質(zhì)壤土,松散-稍密。

        1.3 加固前堤基滲漏穩(wěn)定分析

        根據(jù)地質(zhì)勘察資料,可計算斷面各土層滲透系數(shù),依照地質(zhì)報告提供的建議值、平均值和標(biāo)注值選用、各土層的抗?jié)B性能指標(biāo),根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》(SL265-2016)規(guī)定的不同土質(zhì)允許滲透坡降值,對堤身及堤基土層土質(zhì),確定相應(yīng)土層允許滲透出逸坡降值。見表1:

        表1 滲透系數(shù)和允許滲透坡降表

        2 高壓擺噴技術(shù)的應(yīng)用

        高壓擺噴利用鉆機鉆孔至設(shè)計處理的深度后,用高壓泥漿泵,通過切削周圍土地,向周圍土體高壓噴射固化漿液(一般使用水泥漿液),同時鉆桿(噴桿)以一定的速度邊擺動邊提升,高壓射流使一定范圍內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)破壞,并強制與固化漿液混合,凝固后便在土體中形成具有一定性能和形狀的固結(jié),見圖1。

        圖1 高壓擺噴示意圖

        2.1 主要技術(shù)參數(shù)

        樁號36+918-37+218、37+856-38+006兩段均采用高壓擺噴灌溉,通過實驗,截滲墻平均深度為19.1m,墻體軸線總長0.2km。墻厚按照公示計算,取最大水頭H=9.0m,參照類似工程經(jīng)驗取50,計算墻厚采用0.2m。灌漿孔距1.2m,有效成墻厚度0.2m,二序法施工。噴嘴直徑1.7-1.9mm,擺角30度,擺噴中心線與孔位軸線的夾角為20°。采用強度等級為42.5級及以上的普通硅酸鹽水泥,水泥漿液密度為1.5-1.7g/cm3,回漿密度≥1.2g/cm3;壓縮水壓力35-40MPa,流量70-80m3/min,氣壓力0.6-0.8 MPa,氣流量0.8-1.2m3/min,漿壓力0.2-1.0 MPa,進漿量60-80L/min。

        2.2 高壓擺噴施工

        該段渠堤分二序孔施工,先Ⅰ序,再Ⅱ序。高噴施工前,應(yīng)做好相應(yīng)技術(shù)準(zhǔn)備工作,主要包括防滲墻段地質(zhì)復(fù)勘工作,室內(nèi)漿液配合比試驗以及現(xiàn)場噴射注漿試驗。造先導(dǎo)孔后繪制柱狀圖。

        主要施工流程為:擺噴試驗→放線布孔→鉆機就位→找正鉆孔→終孔→高噴臺車就位→地面漿、氣、水試噴→下噴射管→噴漿→擺動提升→回灌成墻。

        2.3 布孔及鉆機就位

        根據(jù)設(shè)計確定的防滲墻布置圖,用經(jīng)緯儀進行孔位測量布孔。該段渠堤位于涇縣財富路大橋上、下游,且堤頂已做防汛道路,因此在布孔定位時比較方便,配合皮尺便能確定啟始樁位,在確定好的樁位上用紅漆標(biāo)注。

        造孔可采用XY-2型鉆機,就位孔位偏差要求≤2cm。鉆機底座應(yīng)平整、牢固可靠,不得坐落在軟弱土層上,杜絕用石塊或鐵器支墊。鑒于該段渠堤已鋪筑混凝土道路,考慮到方便機具眺孔操作,用了兩條高20cm的枕木支墊。鉆機就位找平后,再對孔位誤差進行復(fù)測,保證鉆頭中心與孔位中心點的偏差與方位。

        2.4 下噴漿管

        噴漿管采用GP1500-5型高噴臺車,臺車移動只孔位后,檢查各部位噴頭,也可試噴。噴漿管下到設(shè)計深度后,同時啟動高壓泥漿泵、空壓機、攪拌機等配套設(shè)備,將各項工藝參數(shù)調(diào)整到設(shè)計要求時開始噴射。先噴漿,孔口返漿后按設(shè)計要求的速度擺動和提升,自上而下形成高壓噴射灌漿截滲墻。

        噴灌過程中,監(jiān)理和施工技術(shù)人員須嚴(yán)格控制每一個施工參數(shù),不同土層均要達到相應(yīng)的設(shè)計要求。通過多年經(jīng)驗來看,青弋江灌區(qū)渠堤滲漏最嚴(yán)重部位是新老土結(jié)合帶,該項目的地勘報告有明顯注明、因此,在此深度處,須特別控制技術(shù)參數(shù),確保防滲墻的連續(xù)性和密實性[1-3]。

        2.5 回灌、封堵

        待噴漿結(jié)束后,仍需向孔內(nèi)不斷灌入合格的漿液,在孔內(nèi)進行靜壓灌漿,直到漿液不再下沉為止,以免因漿液排水固結(jié)引起截滲墻頂部塌陷。灌漿全部結(jié)束后,需及時將路面沖洗干凈,對未被漿液充填的部位,采用黏土球回填封堵。

        3 施工中出現(xiàn)的特殊情況

        由于每段地質(zhì)條件有所不同,因此會出現(xiàn)灌注孔吃漿量異常的情況。下游37+108-37+218段中,吃漿量較大,主要原因該段渠堤落差大,多為砂卵石層,土的密實性很差,又有沿途百姓在堤坡上種植,土層中留有植物根系,長期經(jīng)水浸泡,形成孔隙,產(chǎn)生滲流通道。遇這些特殊孔洞時,可調(diào)整漿液濃度和增加灌漿頻次來解決。而在施工過程中,經(jīng)過業(yè)主、監(jiān)理和施工單位的現(xiàn)場控制,經(jīng)一個通水運行期檢驗后,效果明顯。

        4 加固后堤防滲漏復(fù)核

        滲漏復(fù)核情況見表2。

        表2 堤防滲漏復(fù)核成果表

        5 結(jié) 語

        高壓擺噴灌漿在青弋江灌區(qū)城關(guān)古塘段防滲加固處理中的應(yīng)用,效果明顯。有效消除了工程安全,而且相對旋噴灌漿來說,造價相對適中。隨著高壓噴射灌漿技術(shù)的日益成熟,青弋江灌區(qū)的“險工險段”以及類似地質(zhì)的堤防加固,都能普遍適用。

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