洪澤湖大堤除險(xiǎn)加固工程中的堤防防滲技術(shù)

洪澤湖大堤除險(xiǎn)加固工程中的堤防防滲技術(shù)

1防洪工程措施洪澤湖水庫是洪澤湖防止和儲(chǔ)存淮河上游洪水的重要節(jié)水工程。負(fù)責(zé)防洪、灌溉、交通運(yùn)輸、水產(chǎn)養(yǎng)殖和生態(tài)調(diào)節(jié)。下游2600多萬人口、3000多萬人口和許多重要基礎(chǔ)設(shè)施。由于大堤建設(shè)年代久遠(yuǎn),歷經(jīng)興毀,決而復(fù)堵,毀而重建,堤內(nèi)留有許多亂石堆、埽工、淤泥等隱患,雖經(jīng)多次加固,均未徹底解決,部分隱患危及大堤安全。為徹底消除隱患,達(dá)到堤基防滲的目的,經(jīng)省水利廳批準(zhǔn),采用高壓擺噴垂直截滲墻技術(shù)對(duì)堤防堤基進(jìn)行截滲處理。2垂直截滲墻截滲工藝試驗(yàn)及施工質(zhì)量控制工程高壓擺噴采用三重管雙高壓擺動(dòng)噴射注漿,由于不同地質(zhì)條件下擺噴施工時(shí)采用的高壓泵壓力、噴頭提升速度、噴射間距、水灰比以及對(duì)接角度都會(huì)影響成墻質(zhì)量,故為使工程垂直截滲墻截滲效果更好,施工工藝更合理,根據(jù)《水利水電工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》(DL/T5200-2004)有關(guān)技術(shù)條款的要求,對(duì)工程采用高壓擺噴噴孔間距、各項(xiàng)施工參數(shù)(提升速度、氣水漿的泵壓力)、漿液性能要求、墻體防滲性能進(jìn)行工藝試驗(yàn),并在施工工藝上通過總結(jié)指導(dǎo)后續(xù)施工。3試驗(yàn)技術(shù)要求3.1堤基32層體系根據(jù)設(shè)計(jì)要求高噴截滲墻采用直線對(duì)接法,對(duì)接角度暫定為30°(±15°擺噴),噴水孔間距暫定1.4m,高壓擺噴成墻,墻體平均厚度不小于10cm,墻體嵌入(3)2層上層土100cm,下層土50cm,墻體滲透系數(shù)小于A×10-6cm/s(1≤A≤9),28d抗壓強(qiáng)度不小于1.0MPa。高噴需布置先導(dǎo)孔,以探明堤基(3)2層分布情況。通過先導(dǎo)孔采取芯樣以核對(duì)地層,必要時(shí)需做動(dòng)力觸探試驗(yàn)。先導(dǎo)孔的深度超過墻底深度0.3m,間距為30m左右。3.2孔距和提升速度根據(jù)常規(guī)三管法高噴工藝參數(shù),擬定洪澤湖大堤高壓擺噴垂直截滲墻試驗(yàn)段各項(xiàng)參數(shù)為:擺噴角30°,孔距分別為1.3m、1.4m、1.5m,提升速度分別為13cm/min、15cm/min、18cm/min,水壓力35~45MPa,氣壓0.5~0.7MPa,注漿壓力0.5~1.0MPa,水灰比1.0,漿量80L/min。3.3試驗(yàn)段堤基的分布根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)條件及地質(zhì)結(jié)構(gòu)分布圖,選定大堤樁號(hào)K40+350~K40+450(100m)作為試驗(yàn)段,該段堤基廣泛分布(2)2層、(3)1層粘性土,以及(3)2層、(6)層砂性土,(6)層砂性土頂面底面高程起伏較大。4試驗(yàn)方法和質(zhì)量控制4.1高壓噴射孔間距試驗(yàn)采用三管擺噴法,分別輸送氣、漿、水3種介質(zhì)到灌漿管,利用高壓水噴射沖切擠壓土體,高壓漿射流切割地層,使?jié){液在切割范圍更好地與地層顆粒摻合。根據(jù)施工圖紙,先導(dǎo)孔間距為30m左右,試驗(yàn)段為100m,高壓噴射孔間距為1.3m、1.4m、1.5m,分別取3組芯樣,核對(duì)地層,進(jìn)一步探明堤基(3)2層分布情況。具體施工流程見圖1。4.2防滲墻頂、底高程控制在試驗(yàn)段擺噴施工軸線上用鋼尺測(cè)放樁位,誤差不得大于5cm,用竹簽標(biāo)定孔位,根據(jù)實(shí)測(cè)作業(yè)面高程控制防滲墻頂、底高程,以滿足墻體深度的要求。4.3防滲墻頂、底高程設(shè)計(jì)鉆孔前先布設(shè)先導(dǎo)孔,約30m布置1個(gè),共3個(gè),探明堤基(3)2層分布情況,以控制防滲墻頂、底高程;鉆機(jī)架設(shè)平穩(wěn),保證鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中不移位,控制鉆孔垂直度不超過1/100,鉆進(jìn)中用鋼卷尺測(cè)量校核鉆具長(zhǎng)度,控制終孔有效深度應(yīng)超過設(shè)計(jì)墻底深度0.3m;認(rèn)真做好鉆孔記錄,正確反映堤基底層特別是(3)2層情況。4.4施工工藝調(diào)節(jié)將高噴臺(tái)車移至孔口處,進(jìn)行地面水、氣試噴,以檢查高噴系統(tǒng)工作是否正常,調(diào)節(jié)好各項(xiàng)施工工藝參數(shù)。然后開始下噴射管,下管深度要根據(jù)先導(dǎo)孔探測(cè)的深度進(jìn)行控制,確保達(dá)到設(shè)計(jì)要求。下管過程中若遇到特殊情況,如孔內(nèi)阻塞、塌孔等,應(yīng)立即停止下管,將噴管提出地面,重新掃孔后再下管。4.5冒出孔口高噴作業(yè)噴射管下至設(shè)計(jì)深度后,送入符合設(shè)計(jì)要求的氣、漿、水。待注入漿液冒出孔口時(shí),按試驗(yàn)設(shè)計(jì)提升速度,自下而上進(jìn)行高噴作業(yè)。在噴射過程中,需隨時(shí)記錄注漿流量、風(fēng)量、壓力、旋轉(zhuǎn)和提升速度,以及噴射時(shí)間、用漿量、冒漿情況、壓力變化等。4.6冒漿注漿管保護(hù)如流量不變而壓力突然下降時(shí),應(yīng)檢查各部位的泄露情況,必要時(shí)拔出注漿管,檢查密封性能;如出現(xiàn)不冒漿或斷續(xù)冒漿時(shí),若系土質(zhì)松軟則視為正?，F(xiàn)象,若系附近有空洞、通道,則應(yīng)不提升注漿管繼續(xù)注漿直至冒漿為止或拔出注漿管待漿液凝固后重新注漿;如在大量冒漿壓力稍有下降時(shí),可能系注漿管被擊穿或有孔洞,使噴射能力降低,需拔出注漿管進(jìn)行檢查;如壓力徒增超過最高限值,流量為零,停機(jī)后壓力仍不變動(dòng)時(shí),則可能系噴嘴堵塞,應(yīng)拔管疏通噴嘴。如噴射過程中因故中斷或因加接噴射管等停噴,在恢復(fù)施工時(shí),重復(fù)擺噴灌漿搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于50cm。5試驗(yàn)結(jié)論、試驗(yàn)5.1平均墻體厚度高壓擺噴試驗(yàn)段完成21d后,施工人員按試驗(yàn)段1.3m、1.4m、1.5m開挖了3個(gè)探坑,通過目測(cè)檢測(cè)了防滲墻連接情況、墻體厚度、密實(shí)度,并委托有資質(zhì)單位對(duì)墻體進(jìn)行鉆芯取樣,對(duì)室內(nèi)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)進(jìn)行了檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果表明,擺噴孔距1.3m、1.4m、1.5m的平均墻體厚度分別為10.5cm、10.0cm、11.0cm,平均抗壓強(qiáng)度分別為5.02MPa、5.43MPa、4.41MPa,平均滲透系數(shù)為2.13×10-6cm/s、1.96×10-6cm/s、1.92×10-6cm/s。通過現(xiàn)場(chǎng)施工記錄及檢測(cè)結(jié)果比照,采用水壓35~38MPa,氣壓0.5~0.7MPa,漿壓0.7~1.0MPa,成墻最小厚度為10~11cm;采用水壓40~45MPa,氣壓0.5~0.7MPa,漿壓1.0~1.5MPa,成墻最小厚度為12~15cm。對(duì)比結(jié)果反映,隨水壓、氣壓、漿壓數(shù)值增大,墻體厚度也隨之增大;在18cm/min的提升速度下,墻體芯樣不夠完整,局部破碎,15cm/min的提升速度下,墻體芯樣基本完整,水泥漿液在土體中分布基本均勻,與土體膠結(jié)較好,強(qiáng)度較高。5.2推進(jìn)水灰壓漿根據(jù)工藝試驗(yàn)結(jié)果,綜合工程投資因素,洪澤湖大堤高壓擺噴截滲墻施工工藝參數(shù)采用:孔距1.4m,水壓大于40MPa,氣壓0.5~0.7MPa,漿壓不小于1.0MPa,提速15cm/min,擺速15次/min,水灰比1.0,漿液流量80L/min,提升速度13~