顧克勤

（江蘇省張家港市天源水利設(shè)計(jì)院，215600，張家港）

高壓定噴防滲墻工藝在雙山北閘翻建工程中的應(yīng)用

顧克勤

（江蘇省張家港市天源水利設(shè)計(jì)院，215600，張家港）

高壓定噴；防滲墻；工藝

高壓噴射灌漿技術(shù)自20世紀(jì)70年代引進(jìn)我國(guó)后逐漸在各行業(yè)建筑領(lǐng)域推廣，該技術(shù)在水利水電行業(yè)除應(yīng)用于地基加固外，更廣泛地應(yīng)用于水工建筑物防滲工程中。40多年來(lái)，經(jīng)過(guò)水利水電行業(yè)廣大工程技術(shù)人員努力，在各種規(guī)模的水工建筑物中，在復(fù)雜多樣的地質(zhì)條件下，建成了大量高噴灌漿防滲墻，積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。本文簡(jiǎn)要介紹高壓定噴防滲墻施工工藝在雙山北閘翻建工程中的應(yīng)用。該工程經(jīng)實(shí)地取樣，檢驗(yàn)質(zhì)量符合規(guī)范要求，取得了很好防滲效果，在類(lèi)似工程中有借鑒作用。

一、工程簡(jiǎn)介

張家港市雙山北閘翻建工程位于雙山島西北部千斤港河道上，距長(zhǎng)江約300 m，工程的主要作用是防洪擋潮、排澇及引水，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)按II等2級(jí)水工建筑物確定；防洪標(biāo)準(zhǔn)為二十年一遇最大三日暴雨雨后一天排出。工程規(guī)模確定為閘孔凈寬6 m節(jié)制閘加排澇流量2×2 m3/s的排澇泵站。節(jié)制閘擋潮閘門(mén)采用升臥式平板鋼閘門(mén)，門(mén)頂高程為8.1 m（吳淞基準(zhǔn)，下同）,配 Qswy-2×125 kn-11臥式油壓?jiǎn)㈤]機(jī)；排澇泵站安裝2×800ZLB-125軸流泵，配JSL-12-10立式電機(jī)，電機(jī)功率為130 kW。

地勘顯示，本工程閘站持力層坐落在②層淤泥質(zhì)重、中粉質(zhì)壤土夾輕砂壤土、輕粉質(zhì)壤土上，水平滲透系數(shù)為2.0×10-5cm/s，下臥層土質(zhì)為③層輕砂壤土，水平滲透系數(shù)為6.0×10-4cm/s；經(jīng)計(jì)算水平防滲長(zhǎng)度小于規(guī)范要求，需設(shè)置垂直防滲墻，確保防滲長(zhǎng)度滿(mǎn)足規(guī)范要求。根據(jù)工程地質(zhì)情況，考慮到工程位于長(zhǎng)江內(nèi)雙山島上特殊地理位置，大型地基處理設(shè)備無(wú)法正常通過(guò)水路進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)計(jì)采用高壓定噴防滲墻實(shí)施。

二、防滲排水設(shè)計(jì)

1.防滲長(zhǎng)度計(jì)算

閘站基礎(chǔ)的防滲長(zhǎng)度及閘站基礎(chǔ)的地下輪廓線(xiàn)長(zhǎng)度應(yīng)不小于地基允許滲徑系數(shù)與上下游水位差之積，及L≥C△H。根據(jù)地質(zhì)資料，閘站持力層坐落在②層淤泥質(zhì)重、中粉質(zhì)壤土夾輕砂壤土、輕粉質(zhì)壤土，該層滲透系數(shù)為2.0x10-5cm/s，參考《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》，允許滲徑系數(shù)值C為11，最大水頭差△H=4.80 m。經(jīng)計(jì)算，需要的防滲長(zhǎng)度C△H=52.8 m，現(xiàn)有防滲長(zhǎng)度L=43.5 m＜C△H,不滿(mǎn)足要求。為滿(mǎn)足抗?jié)B要求，閘站底板上、下游分別設(shè)3 m長(zhǎng)防滲墻，則滲徑達(dá)到55.5 m，滿(mǎn)足防滲要求，同時(shí)在兩側(cè)消力池設(shè)排水孔，并在排水孔下設(shè)反濾層。

2.閘站基礎(chǔ)滲透穩(wěn)定驗(yàn)算

閘站基礎(chǔ)基底滲透壓力采用改進(jìn)阻力系數(shù)法，按照《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄 C 公式（C.2.1.1～C2.6）計(jì)算，選取正向擋水校核最不利的設(shè)計(jì)工況作為控制計(jì)算條件，按砂壤土取允許滲流坡降值，水平、出口段滲流坡降計(jì)算見(jiàn)表1。計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)，水平段滲流坡降計(jì)算值小于允許值，但出口段滲流坡降計(jì)算值大于允許值，不滿(mǎn)足滲透穩(wěn)定要求，故采取防滲措施。

表1 閘站基礎(chǔ)滲透穩(wěn)定計(jì)算成果

3.閘站岸繞流滲透穩(wěn)定驗(yàn)算

邊岸繞流計(jì)算采用改進(jìn)阻力系數(shù)法先算出各鍵點(diǎn)化引水頭，再由公式算出滲流面不透水層以上水深，水平段、出口段滲流坡降計(jì)算成果見(jiàn)表2。計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)，閘站岸繞流滿(mǎn)足要求。

表2 閘站岸繞流穩(wěn)定計(jì)算成果

三、防滲墻形式確定與工藝

歷年來(lái)張家港市水工建筑物采用防滲墻結(jié)構(gòu)形式多種多樣，有木質(zhì)板樁、鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、深層攪拌樁及高壓噴射灌漿防滲帷幕等。成墻的施工方法有錘擊法、靜壓法、深層攪拌法及高壓噴射灌漿法等。由于本工程地址位于長(zhǎng)江中的雙山島上，進(jìn)入島上的交通工具僅靠?jī)蓷l小型汽渡船，且對(duì)汽車(chē)限載2 t，同時(shí)雙山北閘所處位置施工進(jìn)場(chǎng)道路及施工場(chǎng)地狹小，因此對(duì)于大型、重型的施工設(shè)備均不能正常通過(guò)水路進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。經(jīng)綜合分析比較，確定采用高壓定噴防滲墻形式，該成墻工藝特別適用于大型機(jī)械設(shè)備無(wú)法進(jìn)場(chǎng)、施工場(chǎng)地狹窄等情況。

工程采用新兩管法高壓定噴成墻工藝施工。

四、質(zhì)量控制

1.工藝參數(shù)確定

首先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)場(chǎng)地選擇地質(zhì)條件有代表性的地段，共布設(shè)3孔，孔位在同一直線(xiàn)上，施工時(shí)分序進(jìn)行，先噴1孔與3孔，后噴2孔，孔深均按照設(shè)計(jì)要求，在施工時(shí)將高壓氣嘴搖動(dòng)角度、壓力、氣量，水泥漿液的指標(biāo)及提升速度詳細(xì)做好記錄。等最后一孔噴完3天后進(jìn)行開(kāi)挖檢查，深度不小于2.5 m，墻體齡期達(dá)到后，采用鉆機(jī)對(duì)墻體取芯，送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行抗壓試驗(yàn)及滲透性試驗(yàn)。

根據(jù)提供的高程點(diǎn)、控制點(diǎn)測(cè)放施工軸線(xiàn)及起始點(diǎn)樁位，用水準(zhǔn)儀測(cè)定各樁位高程。根據(jù)設(shè)計(jì)防滲墻底高程和實(shí)測(cè)樁位點(diǎn)頂面高程確定防滲墻墻深，制成防滲墻深度施工控制表。用經(jīng)緯儀和鋼尺對(duì)每根高壓定噴樁位進(jìn)行測(cè)放，用30 cm的紅頭毛竹簽定樣，紅頭毛竹簽高出地面3～5 cm，確保樁位偏差小于2 cm。

2.鉆孔質(zhì)量控制

①根據(jù)施工圖紙規(guī)定的樁位進(jìn)行鉆孔定位，其中心誤差不大于3 cm。

采用非線(xiàn)性最優(yōu)控制的電流跟蹤效果比較差，原因是該系統(tǒng)本身是線(xiàn)性系統(tǒng)，當(dāng)采用非線(xiàn)性的控制方法之后，反而將控制變得更加復(fù)雜，效果反而不好。

②鉆機(jī)架設(shè)平穩(wěn)，保證鉆機(jī)在鉆進(jìn)過(guò)程中不移位，鉆桿在鉆進(jìn)過(guò)程中傾斜率小于1.5%。鉆進(jìn)中泥漿護(hù)壁，每孔完成后都要用鋼尺測(cè)量鉆具長(zhǎng)度，控制終孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度。

③認(rèn)真做好施工記錄，記錄與鉆孔同時(shí)進(jìn)行，要求正確反映地層情況，為定噴提供可靠的依據(jù)。

④每鉆完一孔，經(jīng)驗(yàn)收合格后用濃泥漿將孔內(nèi)充滿(mǎn)，防止塌孔，并堵住孔口，防止孔內(nèi)掉入異物。員之間要統(tǒng)一口令，相互溝通。

②定噴臺(tái)車(chē)就位后，地面試噴，定向擺噴，調(diào)整各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

③包好水嘴和氣嘴，將噴射管下到設(shè)計(jì)深度。

④拌制水泥漿液、供風(fēng)等，待各施工參數(shù)均達(dá)到實(shí)地試驗(yàn)確定的技術(shù)參數(shù)且孔口已返出水泥漿液時(shí)，即按技術(shù)參數(shù)自下而上進(jìn)行定向擺動(dòng)噴射灌漿，確保擺噴角度允許偏差1°。

⑤噴管提升至設(shè)計(jì)墻頂高程后，停止高壓噴射，并對(duì)孔內(nèi)及時(shí)回灌。

⑥作業(yè)中因拆卸噴射管等中斷施工后，重復(fù)噴射灌漿長(zhǎng)度不小于0.2m。

⑦施工分兩序進(jìn)行，先施工一序孔，后施工二序孔，相臨孔高噴間隔時(shí)間不少于10小時(shí)。

⑧每噴完一孔應(yīng)將水泥漿管路沖洗干凈，防止?jié){液凝結(jié)、堵塞噴嘴。

五、施工效果

3.水泥漿液質(zhì)量控制

①原材料質(zhì)量控制。本工程所用水泥為普硅32.5級(jí)，在使用過(guò)程中確保每批都有質(zhì)保書(shū)，并且經(jīng)抽樣試驗(yàn)合格、報(bào)監(jiān)理工程師審查同意后使用。

②漿液配合比.漿液水灰比采用1∶1，現(xiàn)場(chǎng)配置好后，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)方可使用。

③施工用機(jī)械攪拌水泥漿，水泥漿采用進(jìn)料機(jī)均勻地進(jìn)料。定期用比重秤檢測(cè)水泥漿液密度，控制水泥漿液密度不小于1.4 g/cm3。配制好的水泥漿用濾網(wǎng)過(guò)濾。

4.定噴質(zhì)量控制

①高壓定噴是多臺(tái)機(jī)械設(shè)備聯(lián)合作業(yè)，每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)都必須在設(shè)計(jì)要求范圍之內(nèi)。各設(shè)備操作人

高壓定噴防滲墻工藝在雙山北閘翻建工程中的應(yīng)用達(dá)到了規(guī)范要求，通過(guò)了江蘇水利建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)站檢測(cè)。

①防滲墻強(qiáng)度。采用現(xiàn)場(chǎng)取樣、室內(nèi)加工成型對(duì)閘底板及上游左側(cè)翼墻基礎(chǔ)防滲墻墻體高壓定噴施工工藝水泥強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，共抽檢4個(gè)斷面，底板和翼墻分別抽檢2個(gè)斷面，每個(gè)斷面各加工3個(gè)試樣，均合格。

③防滲墻滲透性。采用現(xiàn)場(chǎng)取樣、室內(nèi)加工成型對(duì)閘底板及上游左側(cè)翼墻基礎(chǔ)防滲墻墻體高壓定噴施工工藝水泥滲透性進(jìn)行檢測(cè)，共抽檢2個(gè)斷面 （底板和翼墻分別抽檢1個(gè)），每個(gè)斷面各加工6個(gè)試樣，合格。

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1000-1123（2017）20-0051-02

2017-09-27

顧克勤，院長(zhǎng)。

責(zé)任編輯 李建章