高压旋喷桩在水利枢纽工程中的应用

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翻新时间：2013-12-18

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高压旋喷桩在水利枢纽工程中的应用

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1、前言

高压喷射注浆技术自20世纪70年代从日本引进我国已有三十多年的历史。当时该技术主要用于软土地基的加固,到了20 世纪80 年代以后开始用于堤坝防渗。目前,该技术已在全国进行了推广应用,并用于长江三峡等大型水利工程。它具有安全可靠、适用的土质广,施工压缩试验噪音小,桩身强度高,固结体形状可控制,料源广阔,价格低廉等特点,因此在建筑物地基加固、深基坑开挖支护与止水、边坡稳定、堤坝防渗、盾构隧道沿线加固以及山岳、隧道可能坍塌部位加固等方面应用很广。

2、高压旋喷桩技术要点

2.1 技术原理。高压旋喷技术是采用三重管法,喷射介质为水、水泥浆液和压缩空气,使喷射管边旋转边提升,利用高压水形成高速喷射流束,冲击、切割、破碎地层土体,并以水泥浆液充填,形成圆形断面状的凝结体,以提高围堰防渗能力的施工技术。

2.2主要技术参数

2.3施工工序和设备。

高压旋喷施工工序为:钻孔、制浆、高压灌浆、静压回灌。2.3.1 钻孔。钻孔采用风动钻机套管跟进钻孔成孔,钻孔布置为单排,分二序施工,孔径146mm,孔位偏差≤10cm,孔斜≤1.0%,孔深不得小于设计孔深。钻至设计深度后,强风清孔,清孔验收合格下入特制PVC管护壁,液压拔管机起拔套管,孔口妥善保护。钻孔过程中对孔位、孔深、地层变化(表现为钻进速度骤变,返渣特性变化等现象)、特殊情况及处理措施等都作详细记录。 2.3.5主要施工设备有:风动油压钻机、高压旋喷台车、高速拌浆机、高压水泵、空压机等。

3、施工记录

在高喷灌浆施工中必须每天做好施工记录,记录中按造孔和灌浆分别记录,记录主要内容

一、造孔记录:造孔记录内容包括孔号、序号、桩号、钻孔时间(包括开钻时间和完成时间)、钻孔深度、基岩深度、地质分层描述以及钻孔过程中出现的问题等项内容;

二、高喷灌浆记录:包括孔号、序号、桩号、灌浆时间、提升速度、旋转速度、摆动角度、水、气、浆的压力和流量、浆液密度、孔口返浆情况以及出现特殊情况的处理等内容。

4 、施工中特殊情况的处理高喷灌浆施工中,在钻孔和灌浆过程会出现漏浆、冒浆、串孔等问题引起压力突降或骤增、孔口回浆密度或回浆量异常等情况,此时,必须查明原因,及时进行处理。本工程在高压旋喷灌浆中,以上情况都有不同程度发生,经过及时恰当的处理,确保了施工进度和质量。 4.1漏浆。漏浆是由于地层中存在砂、砂砾石或通道,主要表现在钻孔或灌浆时孔口不返浆或返浆量降低。解决方法:①降低喷射管提升速度或停止提升,②降低高压水(或浆)压力、流量,进行原地灌浆,③浆液中掺加速凝剂,④加大浆液浓度或灌注水泥砂浆、水泥粘土浆,⑤向孔内冲填砂、土等堵漏材料。

4.2冒浆。冒浆是指在灌浆过程中浆液在坝坡、地面或库区底部流出。解决方法:当冒浆量过大时,通过提高射流压力或适当缩小喷嘴孔径,或加快旋转和提升速度,减少冒浆量。

4.3串孔。串孔是指在某一孔口正常灌浆时,浆液从相临孔口返出,说明钻孔在地下有通道相通。

解决方法:应立即封堵被串孔,待串浆孔高喷灌浆结束后,尽快进行被串孔的扫孔、高喷灌浆或继续钻进。串浆量较大,应降低风压并加大进浆浆液密度或浆量。

5、压旋喷桩质量检查

在高压旋喷灌浆施工过程中,应对水泥、浆液和各道工序的质量严格进行控制和检查,灌浆结束后,可采用大开挖检查法,钻孔取芯检查法等方法对旋喷桩体进行质量检查和综合质量评定。 5.2钻孔取芯检查法。高压旋喷桩完成14天后,可在桩体上布置钻孔取芯。检查孔孔位布置在桩体中心线上的相邻两孔的搭接处,自上而下分段钻孔、取芯。每个单元工程可布置1个检查孔。

6、结束语

高压旋喷灌浆技术具有工程造价适中、防渗效果良好、施工条件要求低等优点,随着这项技术逐步成熟,必将在更多的防渗工程中推广和使用。