齊燁

摘 要：高壓噴射灌漿技術(shù)是水利工程中常用防滲技術(shù)，因?yàn)槭┕て诙?，造價(jià)低，質(zhì)量可靠，技術(shù)成熟，在土堤防防滲加固工程中應(yīng)用特別廣泛。由于勘察、設(shè)計(jì)中對(duì)地質(zhì)研究不完全，不能充分對(duì)噴射灌漿各項(xiàng)參數(shù)做出準(zhǔn)確設(shè)計(jì)，故施工單位應(yīng)在施工中必須結(jié)合工地地質(zhì)條件，經(jīng)試驗(yàn)采集各項(xiàng)參數(shù)，指導(dǎo)下一步施工，確保工程質(zhì)量和工程進(jìn)度。

關(guān)鍵詞：高壓噴射^[1];灌漿技術(shù)^[2];防滲試驗(yàn)^[3];防滲計(jì)算

引言

二管法^[4]高壓噴射灌漿技術(shù)：先由鉆孔機(jī)在堤壩鉆孔至巖層，成孔后利用灌漿機(jī)內(nèi)含的管道，在噴射管底部側(cè)面的同軸雙重噴嘴中噴射出高壓漿液和空氣兩種射流，在高壓作用下沖擊破壞土體，因壓力大小不同，切割地體直徑為0.8～1.5不等。水泥漿在高壓下滲入地層細(xì)小裂縫，融合土體，相鄰兩孔連接距離小于切割土體直徑，使土體形成強(qiáng)度較高的整體，從而提高土堤的防滲效果，改善堤防防汛能力，減少汛期危害的發(fā)生。

1、高壓擺噴在實(shí)際工程中的應(yīng)用

1.1工程概述

宿松縣華陽河湖五里六虹段防洪工程起始段南臨沙港河與縣大河交匯處，向南側(cè)延伸至潘圩后轉(zhuǎn)向南東向，至險(xiǎn)峰后與千嶺龍湖段防洪工程相連，樁號(hào)范圍為KW0-182.6～KW3+887.7，總長 4.07km，全部為加高培厚段，主要加固項(xiàng)目有堤身加高培坡、壓浸平臺(tái)、堤身錐探灌漿、堤身堤基高噴灌漿、堤身堤基深層攪拌防滲墻、上下游坡面草皮護(hù)坡及堤頂泥結(jié)石路面、穿堤涵閘拆除重建及廢棄涵管拆除等。工程區(qū)河道 20 年一遇設(shè)計(jì)洪水位為 19.53m～21.13m，主要水工建筑物防洪堤、排澇泵站等級(jí)為 4 級(jí)、次要水工建筑物等級(jí)為 5 級(jí)。

根據(jù)宿松縣華陽河湖五里六虹段防洪工程高壓擺噴灌漿設(shè)計(jì)圖紙及分布情況，對(duì)設(shè)計(jì)所布設(shè)高壓擺噴灌漿的實(shí)際防滲效果進(jìn)行實(shí)際檢驗(yàn)。為取得真實(shí)、接近實(shí)際防滲效果的數(shù)據(jù)，試驗(yàn)采用在現(xiàn)場布設(shè)高壓擺噴灌漿孔形成高噴防滲墻。待防滲墻達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定強(qiáng)度后，在防滲區(qū)域內(nèi)進(jìn)行滲透試驗(yàn)。試驗(yàn)嚴(yán)格按照業(yè)主、監(jiān)理批準(zhǔn)的試驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)施，采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，得出試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)單位時(shí)間滲流量。以此數(shù)據(jù)對(duì)實(shí)際施工進(jìn)行檢驗(yàn)。

1.2實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^圍井試驗(yàn)取得本工程高壓擺噴灌漿所需要的主要參數(shù)，包括提升速度，灌漿流量，空氣壓力，空氣流量，擺噴角度，噴射壓力等，為后期擺噴灌漿施工做基礎(chǔ)準(zhǔn)備。

1.3 注水試驗(yàn)工作內(nèi)容

根據(jù)本工程設(shè)計(jì)要求，本標(biāo)段高噴灌漿施工采用高壓擺噴施工方法。為檢驗(yàn)高壓擺噴灌漿的真實(shí)效果，本試驗(yàn)采用規(guī)范規(guī)定的檢查方法，即圍井注水法^[5]。在試驗(yàn)區(qū)鉆孔灌漿圍成封閉圍井，在圍井內(nèi)注水，通過注入水量和滲出水量計(jì)算出灌漿防滲效果。

1.4注水試驗(yàn)過程^[6]

圍井法檢查高壓擺噴防滲墻防滲性能的步驟：

1）鉆孔。取圍井中心點(diǎn)鉆孔，采用清水鉆孔至圍井底部，并清洗成孔，使孔底沉淀物不超過規(guī)范規(guī)定的允許值;并測量地下水位高度。

2）護(hù)壁。全孔下入特制的PVC過濾花管護(hù)壁，并固定PVC管，以免影響試驗(yàn)效果。

3）注水。向套管內(nèi)注入清水，使套管中水位高出地下水位至孔口，且保持固定不變。用流量計(jì)量測注水流量并記錄。

4）量測^[7]。開始連續(xù)量測5次，每次間隔5分鐘，并記錄每次量測的注水量;以后間隔20min量測一次，持續(xù)時(shí)間不應(yīng)小于兩小時(shí)，列表計(jì)算相鄰兩次的注水量之差，當(dāng)相鄰2次的注入流量之差小于最后一次注入流量的10%時(shí)，即兩次注入水量相差不大時(shí)試驗(yàn)結(jié)束，取最后一次注入流量作為計(jì)算值。

1.5試驗(yàn)方案^[8]

試驗(yàn)原理為理想模型，即理論認(rèn)為高噴防滲墻與基巖底部完全連接為一整體，也就是高噴墻與基巖形成完整桶體封閉結(jié)構(gòu)。通過注水管向桶體內(nèi)注水，通過測量注水管內(nèi)單位時(shí)間注入流量計(jì)算桶體結(jié)構(gòu)滲透系數(shù)。

（1）滲透試驗(yàn)孔成孔施工，孔位鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度后，檢測是否鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)要求成孔深度;

（2）圍井高噴灌漿施工，按技術(shù)文件參數(shù)及有關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工;

（3）測量高噴墻的厚度和圍井墻體軸線的周長;

（4）測量圍井外側(cè)地下水位，為簡化試驗(yàn)條件，視龔家壩水面高度為地下水位高度;

（5）在圍井中心部位埋設(shè)注水孔口管（φ75mmPVC管）;

（6）向注水管內(nèi)注水，注水時(shí)，保持水位不變，記錄注水流量，當(dāng)流量穩(wěn)定后，測量注水管內(nèi)水位高度，并計(jì)算穩(wěn)定注水流量。

（7）計(jì)算滲透系數(shù)K^[9]：

在透水層進(jìn)行圍井注水試驗(yàn)，高噴墻的滲透系數(shù)K按下面公式進(jìn)行計(jì)算：

式中：K——滲透系數(shù)（m/d）

Q——穩(wěn)定流量（m3/d）

t——高壓擺噴墻平均厚度（m）

L——圍井周邊高壓擺噴墻軸線長度（m）

H——圍井內(nèi)試驗(yàn)水位至井底的深度（m）

h0——地下水位至圍井底的深度（m）

1.6試驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算過程

試驗(yàn)數(shù)據(jù)及參數(shù)如下：

注水試驗(yàn)于2018年6月30日上午10：00開始，經(jīng)測量，試驗(yàn)孔口水位（與孔口平齊）為21.60m，龔家壩河段水位為12.05m;歷經(jīng)24小時(shí)連續(xù)觀測，試驗(yàn)孔口水位為21.43m，龔家壩河段水位為12.05m;樁深17.50m。

圍井注水試驗(yàn)的各項(xiàng)參數(shù)如下：

計(jì)算說明：

1.Q=V（觀測期間內(nèi)圍井內(nèi)部水流失總體積，m3）/T（觀測時(shí)間，d）;

2.圍井內(nèi)部含水量按60%計(jì)算;

3.試驗(yàn)孔φ75mmPVC管，孔徑為0.0375m計(jì)算;

4.圍井高壓擺噴墻厚度t按平均值為0.35m計(jì)算。

計(jì)算過程：

V=（21.6-21.53）×[（3-0.35）×（1-0.35）×60%+3.14×0.03752×（1-60%）]=0.1857 m3

T=24h=1d

Q=V/T=0.1857/1=0.1857 m3/d

t=0.35m

L=（3+1）×2=8m

H=17.5m

h0=12.05-4.1=7.95m

計(jì)算滲透系數(shù)得：

=6.69×10-5 m/d =7.74×10-8 cm/s

1.7試驗(yàn)結(jié)論及參數(shù)

試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求的墻體滲透系數(shù)K≤5×10-5 cm/s的要求。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，得出的試驗(yàn)參數(shù)如下表。

高噴防滲墻孔距1.5m，噴管采用雙噴嘴，噴嘴直徑1.8～3.0mm。具體施工技術(shù)參數(shù)如下表：

2、結(jié)語

在加高培厚的堤防，特別是新建堤防，由于土方?jīng)]有經(jīng)過長時(shí)間的沉積，土層隙縫多，滲水性較強(qiáng)，高壓噴射灌漿技術(shù)的加固效果好，工期短。施工試驗(yàn)是設(shè)計(jì)、勘察的補(bǔ)充，是結(jié)合地質(zhì)條件取得的實(shí)際數(shù)據(jù)，不僅可以獲取施工中的各項(xiàng)參數(shù)，指導(dǎo)下階段施工;還可以保證工程質(zhì)量;通過施工試驗(yàn)也能指導(dǎo)施工進(jìn)度;施工單位應(yīng)高度重視施工試驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] DL/T 5200-2004 水電水利工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 袁勛。高壓噴射灌漿技術(shù)在防滲工程中的應(yīng)用 [J]。建設(shè)工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014，20：23-25

[3] 李明。淺析高壓噴射灌漿技術(shù)在病險(xiǎn)壩防滲加固工程中的應(yīng)用 [J]。城市建設(shè)理論研究，2012，32：32-34

[4] 英志堅(jiān)，胡建任，向征。“新二管法”在深基坑止水帷幕中的應(yīng)用[J]。西部交通科技，2009，07：16-17

[5] 斐生虎，張鵬。圍井注水試驗(yàn)檢測高噴防滲帷幕滲透系數(shù)的應(yīng)用[J]。西部探礦工程，2011，1：31-32

[6] 王明森。高壓噴射灌漿防滲加固技術(shù)[M]。濟(jì)南：中國水利水電出版社，2010.

[7] 趙祥。塑性混凝土防滲墻質(zhì)量無損檢測技術(shù)研究[D].華北水利水電大學(xué)，2018

[8] 夏曉明，朱永清。太原汾河美化工程高噴防滲墻圍井注水試驗(yàn)分析[J]。山西建筑，2000，05：12-13

[9] 黃宗營。高噴防滲墻在天生橋一級(jí)水電站圍堰工程中的應(yīng)用[J];水利水電技術(shù)，1997，12：22-24