高喷灌浆技术在围堰防渗工程中的应用

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摘要:高压喷射灌浆技术在水工建筑物围堰防渗工程中已得到广泛应用。以北易水倒虹吸工程为例，介绍高压喷射灌浆在南水北调中线北易水倒虹吸工程围堰防渗墙工程中的应用，着重叙述复杂地质条件下高压摆喷的施工工艺、施工方法及检测防渗效果的围井压水试验法，对同类工程提供一些建议和参考。

关键词:高喷灌浆;围堰;防渗墙;北易水渠道倒虹吸工程

高喷防渗墙施工技术简单、进度快、防渗加固性好且造价较混凝土防渗墙低，但对地层敏感性强，一般在壤土层、中密状态的砂土层中成墙质量较好，而对粘性土、致密细砂层，尤其是粒径较大的砂卵石层，且含漂石时，其喷射材料穿透性受阻，浆体扩散半径受限，成墙连续性不易保证。

在南水北调中线北易水倒虹吸工程围堰防渗墙施工时，对含大漂石、砂砾卵石层、富含小溶洞和节理裂隙发育的泥质灰岩等复杂地层，采用高压摆喷技术，在较短的时间内完成了近17000m的高喷防渗墙，通过对施工质量的严格控制，提高了成墙效果，达到了基坑防渗要求，保证了主体管身段基础开挖和混凝土施工顺利进行。

1工程概况

北易水渠道倒虹吸工程位于河北省易县城西北约1.0km的北易水河上。倒虹吸出口北0.5km为易县至涞源公路，对外交通便利。北易水倒虹吸工程由进出口渠道段、穿河渠道倒虹吸、退水闸及附属建筑物组成。工程等级为Ⅰ等，主要建筑物的级别为1级。

高喷防渗墙主要应用于基坑围堰防渗工程，基坑排水和安全度汛是本工程施工组织的难点和重点，目标是及时为管身段混凝土浇筑提供工作面。

主要设计工程量为:一期围堰8340延米，防渗面积为7940m2;二期围堰8640延米，防渗面积为8640m2。共计16980延米，防渗面积为16580m2。围堰防渗墙顶高程为53.0m，底部高程为43.0m。

2水文地质

本工程位于太行山东麓北易水河中上游，河漫滩及河床组成物质为第四系全新统冲积砂及卵石层，厚度1.1～12.0m不等。其下部的古生界中寒武系馒头毛庄组地层及燕山期闪长玢岩侵入岩体，岩性以泥岩、泥灰岩、泥质灰岩、砂质灰岩、石英砂岩为主，夹少量页岩，岩石上部破碎，节理、裂隙发育。

建筑物区地下水为孔隙潜水及基岩裂隙水，局部分布岩溶水。孔隙水埋藏于第四系砂砾及卵石层中，透水层厚5～12m，渗透系数为70m/d。

实际施工中，经基坑开挖、钻孔取芯结果显示，在靠近一期围堰，古河床段，从作业面高程53.0m自上而下地层地质依次为:①在高程47.0～46.0m为砂卵石层，粒径一般10～15cm，含泥量少，较松散，但在个别部位有孤石或小溶洞;②在高程46.0～45.5m处有0.5～1.0m的强风化至中风化的泥岩;③在高程45.5～44.7m处有0.8m的泥质灰岩;④在高程44.7m或44.5m处是全风化的泥岩。在靠近二期纵向围堰段，多为致密粉细砂层。

另外，从基坑开挖地质岩石和抽水情况来看，渗透系数应该不小于200m/d。

3主要技术参数的确定

为保证高压喷射灌浆施工顺利进行，确保施工质量，同时为检查摆喷灌浆工艺参数设计的合理性、成墙的可靠性，在现场采用二重管和三重管法高压旋喷桩施工开始前，在地质条件具有代表性的区段，用选定的配合比进行高压喷射注浆工艺试验。通过试验确定桩距和孔深以及确定浆液性能、喷射流量、压力、旋速和提升速度等工艺参数，具体试验区布置在一期纵向围堰与上游围堰交界处，试验围井呈三角形布置，孔距1.0m，围井深8m。

围井施工完成7d后，对围井进行压水试验，测出围井的渗透系数，并对围井周边及井内的土层进行开挖，观察围井成墙情况。根据对试验成果的分析，防渗效果和成墙厚度均满足设计要求。高压摆喷按围井试验所确定的参数施工。

4施工方法

4.1施工技术要求及参数

钻孔孔距1.0m，孔底深入岩层0.5～1.0m，孔位偏差小于5cm，钻孔偏斜率小于1%。

浆液采用水泥浆，水灰比为0.8∶1。

 

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