葉常桃

(蘇州吳中水務發(fā)展集團有限公司， 江蘇 蘇州　215128)

高壓旋噴樁在船塢堵漏中的應用

葉常桃

(蘇州吳中水務發(fā)展集團有限公司， 江蘇 蘇州215128)

【摘要】近年，隨著我國船舶工業(yè)的高速發(fā)展，船塢也經(jīng)歷了一個建設高潮期，長江沿線大量船塢應運而生。在船塢生產(chǎn)過程中，塢口防滲體系所承受的水壓力最大，因此塢口也是最容易產(chǎn)生滲漏的部位。已建船塢的滲漏在地下，普通地基處理方式根本無法施工，船塢防滲堵漏。本文著重以南通啟東市中遠船務海工塢塢口堵漏為例，詳述高壓旋噴樁在船塢堵漏工程中的施工工藝，以供從事相關工作的人員交流借鑒。

【關鍵詞】船塢； 堵漏； 水上平臺； 高壓旋噴樁； 塢口清淤

1工程概況

南通啟東市中遠船務海工塢于2010年建設完成，平面尺寸150m×120m，塢室頂標高7.03m(吳淞高程，下同)，底標高-7.60m，底板底標高-9.9m，滲漏量達到700m3/h左右，遠遠大于設計值50m3/h，導致泵房抽水頻率達到2h/次，增加了船塢使用成本，產(chǎn)生安全隱患。經(jīng)業(yè)主召開的專家討論會決定采取高壓旋噴樁對塢口進行堵漏施工。

所建船塢地區(qū)地貌類型屬長江三角洲沖積平原河口相新近沉積區(qū)，地貌單一。根據(jù)勘察資料，自上而下地基土情況見下頁表。

地基土分布描述一覽表

2堵漏方案設計

原船塢在塢口設計了三排高壓旋噴樁，排間距650mm，孔間距800mm，此次設計在原止水帷幕內(nèi)側重新增加兩排高壓旋噴樁，樁徑1000mm，排間距700mm，孔距800mm，梅花形布置，共334孔。成樁深度為底板下12m，東側與東烏墩原高壓旋噴樁防滲體相接，西側與水泵房處高壓旋噴樁防滲體相接，以在原防滲體系內(nèi)側增加一道封閉的防滲體系，如圖1～圖3所示。

圖1　高壓旋噴樁平面布置示意圖 (高程單位：m,尺寸單位：mm)

圖2　高壓旋噴樁剖面示意圖(高程單位：m,尺寸單位：mm)

圖3　高壓旋噴樁孔位詳圖(單位：mm)

此次高噴堵漏采用新二管法施工，要求防滲墻28d齡期的防滲系數(shù)不大于k×10-5cm/s。新二管法是近年來國內(nèi)常用的地基處理方法，該法用專門設備對水泥漿進行加壓，使其壓力達到35MPa以上，然后通過高強度泥漿管輸送至直徑1.8mm的噴嘴噴出。空壓機對空氣加壓至0.6～0.7MPa，通過環(huán)繞在水泥漿噴嘴四周的特制噴嘴噴出，以保護噴射出的水泥漿體，使其能夠更有效沖切破壞土體。伴隨噴管的旋轉(zhuǎn)和提升，水泥漿與土體摻攪后凝結成樁體。與原二管法和三管法相比，新二管法切割土體能量大，土體與水泥漿攪拌更加均勻，所形成的樁體直徑更大，水泥含量更高，強度更大，工效也更高。

考慮到船塢生產(chǎn)期間水頭差對成樁質(zhì)量的影響，此次塢口堵漏利用春節(jié)船塢停止生產(chǎn)的間隙，在塢門打開后、水頭平衡的條件下進行施工。

3高壓旋噴樁施工

3.1水上施工平臺搭設

塢口處鋼平臺搭設采用陸上整體焊接、水上整體拼裝工藝，平臺共分三段，每段長36m。塢室放水具備條件后，由廠區(qū)600t龍門吊整體吊裝到位。為了防止鋼支架在水上安裝時碰壞塢口花崗巖及利于平臺定位，在鋼支架岸側鋼管樁下端焊制限位，限位采用型鋼焊制，距離鋼管樁支柱底口50cm，限位外側與花崗巖接觸面安裝木方，以防止碰碎花崗巖。

3.2造孔

此次堵漏施工的孔位在水下塢門底板上，如鉆機直接將鉆頭下放至塢門底板鉆孔，則會導致成孔孔位偏差較大。因此本次施工時，先在鋼平臺上將孔位位置放線標記，并在標記孔位位置處安裝定位管，定位管與鋼平臺整體焊接，長度為平臺頂部至塢門底板上方30cm，孔位誤差不大于5cm。鉆機由船塢兩側50t門機吊運至塢口水上鋼平臺，將鉆機移至鋼導管位置，對位后，用水平尺和框架水平儀找平機身并使立軸垂直。

鉆孔過程中，如遇到掉鉆、無法鉆進、偏孔等異常情況，應及時找出原因，并進行合理的處理。對所取巖芯的土質(zhì)、硬度、深度及開停鉆時間等要詳細填入鉆孔記錄表。尤其需要觀察取芯中是否有不連續(xù)的原高噴樁體，如有，則需在此孔兩側各增加一根高噴樁，以保證防滲體系連續(xù)。

3.3拌制水泥漿

水泥漿拌制設備應盡量靠近施工位置，減少輸送距離，降低能量損失。此次施工的水泥漿制備位置布置在東塢墩和水泵房，每處兩套設備，一套備用。水泥漿按照水工混凝土規(guī)范拌制，用高速攪拌機連續(xù)攪拌，攪拌時間均大于30s。水泥選用散裝P.O42.5普通硅酸鹽水泥，不能有結塊，要求0.08mm方孔篩的篩余量不大于5%，使用前再過濾，否則易堵塞噴漿管。制漿用廠區(qū)自來水嚴禁使用江水海水。制漿過程中，每隔20min測量一次漿液比重，隨時增減水泥用量，確保數(shù)值在設計范圍內(nèi)。

3.4下噴射管

用船塢兩側50t門機將高噴臺車整套設備吊運至水上施工平臺，組裝好后對噴射管進行試噴，檢驗設備使用工況是否良好。如發(fā)現(xiàn)噴漿管或噴氣管發(fā)生堵塞，則立即檢修，待檢修合格后移動噴射臺車至成孔處，噴射管下至設計樁底標高以下0.3m。

噴射過程中如漿壓突然升高，則可能由于噴嘴堵塞，此時應立即停止噴射，將噴射管提至平臺進行清洗，疏通后再繼續(xù)施工。

3.5噴射提升

噴射提升是高噴施工中的重要環(huán)節(jié)，必需嚴格按照工藝參數(shù)控制提升和旋轉(zhuǎn)速度，才能保證成樁質(zhì)量。該工程兩排高噴樁成梅花形布置，總體上先施工岸側樁位，后施工江側樁位。每排樁位又根據(jù)編號奇偶數(shù)分為兩序進行，先施工Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔，以使相鄰樁之間的搭接更牢靠。

噴射管下至設計標高后，按設計參數(shù)旋轉(zhuǎn)噴射管，并輸送水泥漿和壓縮空氣，直至漿液冒出孔口后方可提升噴射管，提升至塢底板上0.5m處終噴。噴射過程中應盡量減少接、卸管時間，防止塌孔和堵嘴。如因故障中斷噴射超過1h，恢復噴射時，需將噴射管下至停噴前深度以下，以保證樁體的連續(xù)性。

3.6充砂回灌

噴漿結束后，立即用比重1.6的水泥漿進行充砂回灌，直至孔口套管漿滿，漿面不再下沉為止，以保證高噴防滲墻固結后的墻頂標高達到設計要求。為防止因定位管被砂漿堵塞造成回灌飽滿的假象，可將噴漿管再次下入鉆孔至底板以下，進行疏通后繼續(xù)沖砂灌漿。如此反復，直至回灌飽滿為止。對竄孔及回灌后有氣泡冒出的樁位必須進行二次回灌，以保證成樁體連續(xù)。

3.7施工參數(shù)

工藝參數(shù)直接決定了高噴灌漿成樁樁徑大小和質(zhì)量好壞，對高噴樁防滲效果起著決定性作用。工藝參數(shù)主要包括水泥漿比重、水泥漿壓力、氣體壓力、噴射管提升速度及旋轉(zhuǎn)速度等。不同土質(zhì)其工藝參數(shù)也各不相同，因此必須在施工位置附近通過試驗確定最佳參數(shù)值。

該工程施工前，共做了三組試驗，對試驗結果進行綜合分析后，得出的最佳工藝參數(shù)為：水泥漿比重1.45～1.55，壓力35～37MPa，漿量65～75L/min；空氣壓0.5～0.7MPa，氣量60～70m3/h；噴射管提升速度7～10cm/min，旋轉(zhuǎn)速度7～10r/min。

4定位管及清淤

高壓旋噴樁施工過程中為保證套管底部不漏漿、回灌飽滿，首先用φ146mm的鉆頭引孔，引孔深度為30cm，然后在孔內(nèi)下φ140mm的鋼套管。由于套管底部30cm嵌入塢底板內(nèi)，高壓旋噴樁施工后，水泥砂漿將套管和塢底板黏結在一起，套管拔出較為困難，可在套管底部包裹幾層土工布，將新老混凝土分隔，降低拔管難度。該工程施工過程中，采用扒桿船單根拔出套管。

高壓旋噴樁施工后，塢門檻沉積大量黃沙和淤泥，黃沙和淤泥交替沉積，約1.5m厚，沒有水泥砂漿固結體，可抓動。塢口采用槽鋼刮除和潛水員高壓沖洗工藝清洗。

5結論

采用以上施工方法對中遠船務海工塢進行高壓旋噴樁堵漏施工后，7d、14d、28d取芯抗壓強度均達到設計要求。施工結束后，船塢關閉塢門重新開始生產(chǎn)，各方綜合測量的滲流量已滿足設計要求，是一次成功的船塢堵漏案例。

參考文獻

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[5]吳桂昌,張忠林,高凌云.高壓旋噴樁施工工藝及技術措施[J].中國建設信息,2005(19).

Application of high pressure jet grouting pile in dock plugging

YE Changtao

(SuzhouWuzhongWaterDevelopmentGroupCo.,Ltd.,Suzhou215128,China)

Abstract：In recent years, docks experience a construction peak period with the rapid development of shipping industry in China. A lot of docks are produced along the Yangtze River. In dock production process, sill seepage control system bears the largest water pressure. Therefore, sill is also a position which is the most prone to leakage. Since constructed docks have leakage under the ground, common foundation treatment methods cannot be constructed, thereby leading to difficult dock plugging. In the paper, dock sill plugging in Nantong Qidong COSCO Offshore Dock is adopted as an example. Construction process of high pressure jet grouting pile in dock plugging project is introduced in detail, thereby providing exchange reference for personnel engaged in related work.

Key words：dock; plugging; water platform; high pressure jet grouting pile; sill desilting

中圖分類號：TV54

文獻標志碼：B

文章編號：1005-4774(2015)12-0016-04

DOI:10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2015.12.005