某水电站厂区围堰高压旋喷防渗墙施工总结

摘要：厂区围堰高压旋喷防渗墙施工过程中遇到的问题及解决方法

关键词：围堰；高喷；防渗墙

1 概述

1.1工程概述

厂区围堰采用高压旋喷桩套接成墙，高压旋喷防渗墙布置于护岸挡墙轴线上（轴线长度208m），喷射孔间距采用0.9m，共228个孔，单排孔布置，深度22~24.5m（深入基岩0.5m）选用“三重管法”旋喷注浆。钻孔灌浆分Ⅰ、Ⅱ序进行施工。总工程量为5400m。平均每米单耗为458.42kg/m，防渗墙面积为4860㎡。

基本地层为：上部为人工回填粘土夹层厚约４～５m；下部为河床冲积层，含的块石与漂石，厚度约为（5~7m），分布广，粒径不等，集中体现在2单元（46~58#孔，桩号为：0+062~0+074）；3单元（65~77#孔，桩号为：0+114~0+126）且部分地段含粒砂层，层厚2~3m；底部为灰紫色砂岩。

１.2设计技术指标

（1）高喷防渗墙标准：有效墙厚0.8~1.0m,墙体连接处最小厚度不小于0.6m。

（2）防渗墙深度：要求墙下部深入基岩不小于0.5m。

（3）防渗墙排数及孔距：根据设计要求，采用三重管法旋喷套接，防渗墙为单排，孔距0.9m，为保证墙体完整和连续性而需进行生产性高喷试验，以保证高喷墙质量和选用合理技术参数。

2施工参数确定及施工布置

2.1施工参数确定

根据设计要求进行生产性试桩，采用参数为：空气压力为0.7Mpa，排量0.4～1.8m3/min，浆压：18～22Mpa，水灰比1：1～1.5：1，进浆比重：1.37～1.5g/cm3，排量60～160L/min，回浆比重应大于：1.2～1.3g/cm3，提升速度：8～18cm/min，旋转速度：7～10r/min，分次卸管注浆，搭接厚度≥30cm。试验施工高压旋喷孔5个，累计钻孔进尺119.15m、旋喷119.15延米；开挖检查30m³。旋喷水泥用量总计79.80吨，PVC管（钻孔护壁）用量125m，水玻璃用量50kg，平均水泥用量669.7kg/m。

通过试验段试桩开挖检验，桩体连接不好，成墙效果差。（原因为开挖检查过早，水泥与砂石未能有效粘合，强度太低）。为保证墙体连续性采用后续补孔措施进行补救，并将后续施工参数调整为：空气压力为0.6~0.8Mpa，排量0.8～1.2 m3/min，浆压：18～22Mpa，水灰比1：1～1.5：1，进浆比重：1.37～1.5g/cm3，排量60～160L/min，回浆比重应大于：1.2～1.3g/cm3，提升速度：Ⅰ序（6~8）Ⅱ序（10~12）cm/min，旋转速度：0.8~1.0V（V：提升速度）r/min，分次卸管注浆，搭接厚度≥30cm。

2.2施工布置

2.2.1水泥制浆站

高压喷射灌浆施工采用集中制浆站供浆，根据地形条件，在黑水河上游右岸河边适当位置设置一个集中制浆站，制浆站面积约40m2。制浆站由水泥堆放平台和高速搅拌机平台组成，送入灌浆现场的低速搅拌机内后采用SGB6-10型输浆泵泵送入至喷射管内进行喷浆作业。管路采用Φ25CM钢管。

2.2.2施工用风、水、电

高压喷射灌浆施工用风采用移动式电动空压机供风,供风量约为20m3/h；

施工用水根据需要使用潜水泵直接从河道内抽取，用水量约35m3/h；

施工用电，高峰期同时用电负荷约为382.5kvA（取0.8同时系数）。

1#变压器： 容量1000kvA，负责供应空压机站180KW空压机一台、浆液制输站、高喷灌浆工作面、泵站抽水及辅助作业等用电。

柴油发电机：容量400kvA，供应空压机站一台200KW空压机用电。

备注：当主供电系统电压过低或者电压不稳时，采用柴油发电机进行临时供电，以保证工程的连续性及工程质量、进度。

3机械设备及浆液材料

3.1机械设备

GYP-50型高喷机1台，XPB-10高压水泵1台，SGY-80岩心钻机2台，6PQ潜水泵1台，XPB-90E高压水泵1台，SGB6-10中压灌浆泵1台，20m3空压机1台，MZ-200履带液压潜孔钻机1台。

3.2浆液材料

（1）制浆：水泥采用标号不低于32.5号硅酸盐水泥，并符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）的规定，采用ZJ-400型高速搅拌机制浆。

（2）高喷灌浆浆液的水灰比1~1.5,为提高防渗性根据需要在孔口对正在进行灌注的孔内加入水玻璃。

（3）制浆材料的称量采用质量或体积计量法，其误差不大于5%。

4施工工艺

4.1施工工序

（1）高喷防渗强施工采用分段作业，依次成墙。

（2）高喷防渗强各旋喷孔分序施工，套接成墙，自下游再上游，先Ⅰ序后Ⅱ序。分段包干，平行作业。

（3）单孔喷灌施工程序为：放样→造孔→下喷具→喷射→提升→回灌→成桩→结束。

4.2施工方法

4.2.1钻孔

（1）测量放样：防渗墙施工平台形成后，由测量人员准确放样，并在适当位置布置控制点，进行施工期的检测校核，孔位中心允许偏差不大于5cm。

（2）钻孔时先移机就位，用水平尺校准机身，控制孔位偏差不大于5 cm，确保钻孔偏斜率不大于1%。

（3）由于工程地质条件复杂，采用MZ-200履带液压潜孔钻机以及MGY-80钻机钻孔潜孔偏心锤跟管钻进造孔，孔径150mm，下￠146mm套管跟进，在孔深达到设计要求时下入特制PVC管护壁直至孔底，（PVC管要求脆性较好）然后起拔套管。

4.2.2喷浆

（1）钻孔结束后，将喷射机移至成孔处，先进行地面试喷，检查各项工艺参数符合要求后下管，待现场技术人员认可后方可喷射施工，喷射过程中如遇到特殊情况，如喷嘴堵塞等，应将管提出地面进行处理后再进行施工。

（2）制浆：水泥采用标号不低于32.5号硅酸盐水泥，采用ZJ-400型高速搅拌机制浆，如需掺加外加剂时，浆液配比将通过试验后确定。

制浆过程中应随时测量浆液密度，工作结束后，统计该孔的材料用量，浆液制备采用无受蚀水源，确保浆液质量。

（3）喷射提升：喷射管下至设计深度，开始送入符合要求的气、浆，待注入浆液冒出孔口后，按设计的提升、旋转、搅动速度，自下而上边转动喷射边提升，直至设计终喷高程停喷。

喷射过程中，技术人员应随时检查各环节的运行情况，并根据具体情况采取下列措施：

①接、卸、换管要快，防止塌孔和堵咀。

②喷射因故障中断应酌情处理，因机械故障要尽力缩短中断时间，及早恢复喷射灌浆，如中断时间超过1小时，要采取补救措施，恢复喷射时，喷管要多下0.5～1.0m，保证凝结体的连续性。

（4）回灌：高喷注浆完成后，由于浆液的析水作用，一般固结体均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现下沉现象，故应在完成注浆后，停滞一定时间，根据浆液回落情况直至浆面不再下沉为止，回灌浆液一般采用邻孔高喷冒浆自流充填。

4.2.3高喷灌浆施工要点

高压喷射灌浆施工时应注意如下情况：

（1）围堰填筑的高度和宽度，填筑材料的级配和压实度均应认真规划，以满足灌浆施工的客观要求。

（2）管路、旋转活接头和喷嘴等必须拧紧，达到安全密封；水泥浆液、高压水和压缩空气各管路系统均应不堵不漏不串。设备系统安装后，必须经过运行试验，试验压力要达到工作压力的 1.5～2.0 倍。

（3）台车安放应保持水平，喷管的允许斜度不得大于 1.5%。

（4）喷管进入预定深度后应先进行试喷，待达到预定压力、流量后，再提升摆喷。中途发生故障，应立即停止提升和喷射，以防止桩体中断。同时进行检查，尽快排除故障恢复注浆并做好详细记录。高喷灌浆因故中断恢复施工时，要将喷射管头下入中断处以下 30cm，采取重叠搭接喷射处理后，方可继续向上提升喷射注浆，停机时间超过 3h时，要对泵体及输浆管路进行清洗后方可继续施工。

（5）高喷水泥浆液必须严格过滤，防止水泥结块和杂物堵塞喷嘴及管路。

（6）高喷结束后要连续将冒浆回灌至孔内，直到浆液面稳定为止，在黏土层或淤泥层内进行喷射时，不得将冒浆回灌至孔内。每次施工完毕后，必须立即用清水冲洗喷射机具和管路，检查磨损情况，如有损坏零部件应及时更换。

（7）高压喷射作业过程中，应经常测试水泥浆液密度。浆液水灰比为1：1时，其相应浆液密度为 1.5g/cm3 ，当施工中浆液密度超出上述指标时，应立即停止喷注，并调整至上述正常范围后，方可继续喷射。

（8）喷射过程中，按设计文件要求或监理人指示经常检查、调整高压水泵或低压灌浆泵的压力，浆液流量、空压机风压和风量，旋转和提升速度以及实际的浆液耗用量。当冒浆量超过 20%或完全不冒浆时，则在浆液中加入速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定地层范围内凝固，同时增大注浆量，减慢提升速度或进行静喷，直至正常为止。

（9）若冒浆过大，采取提高喷射压力，加快提升速度，但应经现场监理人批准，同时对冒出地面的浆液进行过滤，沉淀去杂质，再回收利用。

4.2.4特殊情况处理措施

（1）在喷射过程中，因停电或喷嘴堵塞等分原因造成的喷灌中断，尽快排除故障，并复喷0.3~0.5cm。

（2）孔内严重漏浆需降低喷管提升速度或停止提升静喷30min，掺加速凝剂，加大浆液密度或灌注水泥砂浆、水泥粘土浆，向孔口冲填砂、土料，如上述方法无效，则报告监理人采用间歇处理。

（3）在喷射过程中，喷射流遇大块石层或大卵石层，在正常旋喷的情况下，并在块体另一端的两侧（或一侧，依钻孔情况而定）补增喷灌孔以确保搭接，或者调整邻孔孔距以及相应参数进行处理。

5施工中遇到的主要问题

5.1钻孔

（1）遇有块石后漂石时，集中体现在2单元（46~58#孔，桩号为：0+062~0+074）；3单元（65~77#孔，桩号为：0+114~0+126）钻进十分困难，平均进尺为1.2m/d，且消耗材料多，采用直捶钻进，偏心锤扫孔钻进速度稍有提高。

（2）在砂卵石层中经常出现卡锤的现象，严重时偏心锤回返不出就必须连同套管一起拔出，重新造孔，造成大量重复工作。通过更换管靴和偏心锤此问题才得以缓解。

5.2喷浆

（1）孔口返浆反常，返浆量小于进浆量的20%或者不返浆，或反浆密度小于1.2g/cm3，密度过小或者不返浆，慢速提升或加入水玻璃。过大可采用提高喷射压力，适当加快提升。

（2）为防止喷嘴堵塞，采用下管低压喷水或者气的方式，也可用胶布缠住喷嘴下管。

6结语

（1）工程完工后检测墙体0.8~1.1m，抗压强度达到6mpa,,抗压强度达到75kn，达到了质量要求。后期开挖桩体搭接好，防渗效果很好，使后续工程得以顺利进行。