砂砾石地层高压旋喷灌浆防渗施工工法.doc

砂砾石地层高压旋喷灌浆防渗施工工法砂砾石地层中高压旋喷灌浆防渗施工工法李晓光一、前言高压喷射注浆法(HighPressureJetGrouting)在1968年创始于日本。70年代初我国铁路、煤炭、水电等系统相继引进并开始研究这项技术。80年代以来,其他国家也开始大规模采用这项技术。我国水利系统于1980年首先将此技术应用于山东白浪河土坝工程。根据喷嘴的喷射范围,高压喷射注浆分为旋喷、摆喷和定喷。近年来,高压喷射注浆技术作为一个日趋成熟的地基基础处理方法,已被广泛的应用于砂、土质地层的河道、堤坝、工业民用建筑基础防渗和地基加固中。但在砂砾石地层的应用因其成孔困难、成墙效果不理想等原因,并未被广泛采用。由水电十一局承建的九甸峡水电站厂房工程砂砾石围堰截渗应用了高压旋喷灌浆,取得了成功,现对之进行总结,形成本施工工法。二、工法特点砂砾石层主要由细砂及砂卵石等粗颗粒组成,其透水性较强,透水率较大,对于该类型地层防渗,一般采用帷幕灌浆处理,但帷幕灌浆施工速度慢,投资大,防渗效果并不十分明显。采用高压旋喷灌浆进行防渗处理可达到帷幕灌浆处理所达不到的效果。但高压喷射灌浆存在其不可回避的弊端,一是砂砾石地层成孔过程中的塌孔问题,二是地层中的孤石能否有效被水泥浆包裹问题。本工法从九甸峡水电站厂房基础防渗中总结出来。为了解决高压旋喷防渗墙处理方案在砂砾石层中的可施工性,在常规施工方法的基础上采取了有效改进措施。针对砂砾石地层成孔难、易塌孔、钻进速度慢等技术难题,采取了大扭矩风动回转式液压钻机跟管钻进,PVC套管护壁成孔方法。这种钻孔方法与传统泥浆、水泥浆护壁钻孔方法相比,具有成孔快、不塌孔、工艺简单等优点。针对注浆过程中的孤石能否有效被水泥浆包裹及水泥浆与砂砾石充分搅拌问题,在注浆施工方法上选用高压水孔内切割,风动搅拌,水泥固结的三管法。在参数选择上尽量选择大水压,加大高压水对地层冲击、切割力度;在遇有孤石时,采取在孤石上、下50cm加大喷嘴旋转速度、慢速提升的办法,充分将孤石用水泥浆包住,从而使固结后的柱体达到连续完整的目的。工程所取得的成功经验值得类似工程借鉴和使用。三、适用范围高压喷射注浆法防渗和加固技术主要适用于砂类土、黏性土、黄土、和淤泥等软弱土层,本工法主要介绍其在砂砾石中的应用。四、工艺原理高压喷射注浆是利用钻机成孔后,由高压喷射注浆台车(简称高喷台车)把前端带有喷嘴的注浆管置入砂砾石层预定深度后,以30,40Mpa压力把浆液或水从喷嘴中喷射出来,形成喷射流切割破坏砂砾石层,使原砂砾石层被破坏并与高压喷射进来的水泥浆按一定的比例和质量大小,有规律地重新排列组合,浆液凝固后,便在砂砾石层中形成一个柱状固结体,无数个柱状固结体的连接便形成一道屏蔽幕墙。因从喷嘴中喷射出来的浆液或水能量很大,能够置换部分碎石土颗粒,使浆液进入碎石土中,从而起到加固地基和防渗的作用。五、,首先进行试验孔施工,试验孔施工主要确定孔深、孔距、水气浆压力、浆液密度、注浆率、旋转及提升速度,试验孔施工结束后,进行钻孔取芯、注水试验和开挖检查。计算出透水率并通过试验得出芯体的抗压强度,从开挖检查看,旋喷墙厚度及成墙连续性。在九甸峡水电站厂房下游沿河围堰高压旋喷渗墙施工前,在防渗墙体一端选取了两个孔位进行了高压旋喷试验。根据