高壓擺噴灌漿技術(shù)在汾河城區(qū)段中隔堤高噴防滲墻工程中的應(yīng)用

高壓擺噴灌漿技術(shù)在汾河城區(qū)段中隔堤高噴防滲墻工程中的應(yīng)用

1景觀節(jié)點(diǎn)的串聯(lián)汾河市生態(tài)環(huán)境綜合修復(fù)和保護(hù)工程的結(jié)構(gòu)為“軸、軸、中心、區(qū)、珠”，即汾河河景觀軸線(xiàn)，兩個(gè)城市廣場(chǎng)（市政廣場(chǎng)和歌劇廣場(chǎng)），三個(gè)功能區(qū)（北部田園濕地、中部文化休閑區(qū)和南部鄉(xiāng)村休閑區(qū)）和24個(gè)景觀節(jié)點(diǎn)鏈。將汾河城區(qū)段建成一幅臨汾綠廊,唐堯畫(huà)卷,打造“臨汾客廳,城市綠肺“,建設(shè)“一川清水,兩岸錦繡”的城市形象。中隔堤高噴防滲墻工程是橡膠壩與中隔堤庫(kù)區(qū)蓄水重要的組成部分,總長(zhǎng)度6707.044m。2擺噴防滲墻工程原理高壓擺噴灌漿技術(shù)即利用水為噴射介質(zhì),水泥基質(zhì)漿液和壓縮空氣使噴射管按照一定角度轉(zhuǎn)動(dòng)和提升。即鉆機(jī)鉆孔至土層預(yù)定深度,把帶有噴嘴的注漿管鉆入噴孔內(nèi),利用高壓灌漿設(shè)備使水轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏荷淞?通過(guò)噴嘴噴射沖擊切割土體,與此同時(shí),按照一定的速度將噴射管向上進(jìn)行提升,在壓縮空氣的作用下將切割土體與漿液充分混合,使其攪拌均勻,待混合漿液固結(jié)之后,在土體內(nèi)形成一面防滲墻體。擺噴法是在鉆桿提升過(guò)程中,噴嘴以一定的角度轉(zhuǎn)動(dòng),從而形成截面似啞鈴狀的墻體。臨汾市汾河城區(qū)段中隔堤高噴防滲墻工程分為4部分,分別為A段:樁號(hào)范圍為0+017至2+072.96,長(zhǎng)度為2055.96m。B段:樁號(hào)范圍為2+072.96至4+032.96,長(zhǎng)度為1960m。C段:樁號(hào)范圍為4+032.96至6+004.044,長(zhǎng)度為1971.084m。D段:3號(hào)、4號(hào)橡膠壩高噴防滲墻長(zhǎng)度為720(360×2)m。2.1墻體駁岸形式高壓擺噴灌漿工程沿中隔堤堤頂及橡膠壩壩基布置。灌漿方法采用三重管法,結(jié)構(gòu)形式采用單排擺噴折接形式,孔距1.7m?？咨钪恋滔氯跬杆畬?.5~1.0m。墻體性能指標(biāo)如下:要求最小墻厚不小于0.15m,抗壓強(qiáng)度R28≥2MPa,滲透系數(shù)K≤5×10-6cm/s。高壓擺噴灌漿設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。2.2細(xì)度模數(shù)要求高壓擺噴灌漿漿液水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥,細(xì)度模數(shù)要求通過(guò)80μm方孔篩的篩余量不大于5%。拌和用水應(yīng)符合拌制水工混凝土用水要求,采用汾河水,拌漿水溫不得高于40℃。2.3高壓擺噴灌漿工藝試驗(yàn)在高壓擺噴灌漿作業(yè)開(kāi)始前,按照施工圖紙要求和監(jiān)理指示,選擇地質(zhì)條件具有代表性的區(qū)段,在西關(guān)橋下游河道約260m處,按室內(nèi)試驗(yàn)選定的配合比進(jìn)行高壓擺噴灌漿的工藝試驗(yàn),以選定施工工藝參數(shù)。通過(guò)試驗(yàn)確定主要施工參數(shù)為:水壓力36~38MPa,流量70~80L/min;氣壓力0.6~0.8MPa,風(fēng)量0.8~1.2m3/min;漿壓力0.5~1.0MPa,流量60~80L/min;擺噴折接角20°,土夾卵石層提升速度為8~12cm/min,黏土層為6~8cm/min;進(jìn)漿密度1.6~1.7g/cm3,孔口返漿密度不小于1.2g/cm3。2.4預(yù)應(yīng)力噴射管施工高壓噴射構(gòu)筑防滲墻主要有造孔、噴墻兩大工序,本工程采用水、氣、漿液三重管法施工。每34m造一先導(dǎo)孔并繪制地質(zhì)柱狀圖。高噴灌漿施工分為兩序進(jìn)行,奇數(shù)孔為Ⅰ序孔,偶數(shù)孔為Ⅱ序孔。其中鉆孔順序?yàn)橄茹@先導(dǎo)孔以此來(lái)掌握地層結(jié)構(gòu),再進(jìn)行Ⅰ序孔的造孔,最后鉆Ⅱ序孔,即先鉆先導(dǎo)孔,再鉆奇數(shù)孔,最后鉆偶數(shù)孔。其主要的工藝流程為:放線(xiàn)定位、鉆機(jī)就位、鉆孔、臺(tái)車(chē)就位、下噴射管、噴射和提升、沖洗機(jī)具、回填灌漿、移機(jī)等。(1)放線(xiàn)定位:由專(zhuān)業(yè)測(cè)量人員在施工軸線(xiàn)上用全站儀測(cè)放控制點(diǎn)坐標(biāo),然后用白灰畫(huà)出軸線(xiàn),施工前用鋼卷尺定出鉆孔的位置并用釘入鋼釬進(jìn)行標(biāo)注識(shí)別。(2)鉆機(jī)就位:啟動(dòng)鉆機(jī)開(kāi)至預(yù)定的孔位上面,將鉆桿及其鉆頭對(duì)準(zhǔn)孔位中心點(diǎn)位置,然后進(jìn)行鉆機(jī)的水平校正,最后對(duì)鉆機(jī)底座加以固定。(3)鉆孔:使用300型地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔,采用Φ12.7cm合金剛鉆頭,鉆孔完成后孔口直徑為13cm。根據(jù)前期先導(dǎo)孔的施工勘查,技術(shù)人員必須及時(shí)提供先導(dǎo)孔的地質(zhì)柱狀圖,利于鉆機(jī)操作人員鉆孔中進(jìn)行參考,能夠及時(shí)核對(duì)地層的情況變化。鉆孔過(guò)程中采用泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)。引孔的垂直度對(duì)成墻質(zhì)量有很大影響,在鉆進(jìn)過(guò)程中對(duì)鉆孔垂直度進(jìn)行嚴(yán)格控制,鉆孔垂直度控制在1%內(nèi)。(4)臺(tái)車(chē)就位:啟動(dòng)臺(tái)車(chē)開(kāi)至已鉆好的孔位上面,將噴射管及其噴頭對(duì)準(zhǔn)已鉆好的孔位中心點(diǎn)位置,利用水平儀對(duì)臺(tái)車(chē)進(jìn)行整平,調(diào)整高噴臺(tái)車(chē)的噴射管與鉆孔孔位在同一軸線(xiàn)上,利于噴射管能夠順利下放至孔底。噴射管就位后,檢查三重管的管路,然后進(jìn)行試噴,檢查各項(xiàng)施工參數(shù)的指標(biāo),達(dá)到要求后開(kāi)始下噴射管。(5)下噴射管:鉆機(jī)引孔完成后,下噴射管到設(shè)計(jì)的深度。在下管的過(guò)程中,為了防止泥沙等雜物堵塞噴嘴,采用低壓射水下管,水壓力控制在0.1~11MPa,壓力過(guò)高容易產(chǎn)生塌孔,將噴射管埋入孔內(nèi)。(6)噴射和提升:噴射管下到設(shè)計(jì)深度后,立即開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī),拌制水泥漿液。漿液通過(guò)管道送入,當(dāng)孔口開(kāi)始冒漿時(shí)送水、氣,達(dá)到試驗(yàn)壓力后開(kāi)始進(jìn)行高噴灌漿作業(yè)。將噴射管根據(jù)試驗(yàn)確定參數(shù)進(jìn)行噴射和提升,作業(yè)中嚴(yán)格按照試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行施工和控制,臺(tái)車(chē)操作人員應(yīng)做好噴射孔的施工記錄。(7)沖洗機(jī)具:當(dāng)噴射管提升到設(shè)計(jì)高度后,高噴灌漿結(jié)束,停止?jié){、水、氣的供應(yīng),提出噴射管。此時(shí)要把灌漿管等機(jī)具沖洗干凈,管內(nèi)機(jī)內(nèi)不得殘留水泥漿液,以利于下一次作業(yè)。(8)回填灌漿:高噴灌漿結(jié)束,由于孔內(nèi)漿液沉淀,必須向孔內(nèi)注入漿液進(jìn)行回灌,可利用下一個(gè)孔位的返漿漿液將其回填飽滿(mǎn)。不得將在淤泥層或黏土層內(nèi)噴射的返漿進(jìn)行回灌。(9)移機(jī):高噴灌漿結(jié)束后即沖洗噴射管,移動(dòng)臺(tái)車(chē)到新的孔位。3高壓旋轉(zhuǎn)軸實(shí)際作業(yè)工藝(1)在鉆孔的過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)遇到護(hù)壁泥漿漏失等問(wèn)題,主要采取使用比較稠的泥漿來(lái)灌注,施工中若漏失的泥漿量太大時(shí),使用黏土、砂和少量的水泥按一定比例混合后進(jìn)行封堵。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn),加入少量的水泥可加快護(hù)壁泥漿的凝結(jié)速度,便于鉆孔進(jìn)度的快速恢復(fù),其效果比較良好。(2)在灌漿的過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)遇到漏漿等問(wèn)題,其原因?yàn)樵诘貙觾?nèi)有裂隙,可采取增大注漿量及在漿液中摻入速凝劑等處理措施,待裂隙填滿(mǎn)后進(jìn)行正常作業(yè)。(3)返漿量過(guò)大的主要原因?yàn)樽{量與設(shè)計(jì)參數(shù)不相適應(yīng),可采取縮小噴嘴孔徑、加快旋轉(zhuǎn)和提升速度、提高噴射壓力等減少返漿的處理措施。(4)噴射管內(nèi)的進(jìn)水管路、漿液管路由于在作業(yè)中管道內(nèi)混入水泥結(jié)塊或小砂子或者在中途卸管時(shí)水壓急速降低使得管內(nèi)產(chǎn)生了真空,管道內(nèi)孔內(nèi)吸入一些砂子、石子等,經(jīng)常導(dǎo)致管道的不通。在出現(xiàn)此類(lèi)事故時(shí),必須起管進(jìn)行檢查,同時(shí)將孔內(nèi)的水泥漿液改用護(hù)壁泥漿置換出來(lái),避免孔內(nèi)的水泥漿液凝固影響灌漿質(zhì)量。(5)由于停電及機(jī)械故障造成的停噴恢復(fù)施工后,采取重疊搭接的方法進(jìn)行處理,搭接長(zhǎng)度至少0.3m。停機(jī)超過(guò)3h后,必須對(duì)漿液泵及漿管管路進(jìn)行清洗后方可繼續(xù)作業(yè)。(6)中隔堤高噴防滲墻工程根據(jù)建設(shè)單位總進(jìn)度計(jì)劃處于冬季施工。工期緊、工序復(fù)雜、戰(zhàn)線(xiàn)較長(zhǎng),受天氣影響很大,必須充分周密計(jì)劃,合理安排,加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)控制。采取對(duì)每個(gè)灌漿平臺(tái)搭設(shè)棉帳篷,增加取暖工具,使平臺(tái)內(nèi)的施工人員、機(jī)械設(shè)備處于一個(gè)溫暖的環(huán)境。將外露的三重管道全部用保溫材料包裹,安排專(zhuān)職管路檢測(cè)人員,不間斷對(duì)管路檢查,發(fā)現(xiàn)管路有凍結(jié)現(xiàn)象,及時(shí)用噴燈烤開(kāi),保證施工順利進(jìn)行。4工程的質(zhì)量控制高壓擺噴灌漿施工結(jié)束后,由監(jiān)理單位和建設(shè)單位現(xiàn)場(chǎng)指