陳盛

摘要：高壓噴射灌漿技術(shù)自20世紀(jì)80年代引進我國，后逐漸在建筑領(lǐng)域推廣，普遍應(yīng)用于建筑物的地基加固，同時也廣泛應(yīng)用于水工建筑物的防滲工程中，但在公路路基防滲處理工程中應(yīng)用較少。本文通過高壓噴射灌漿技術(shù)在公路防滲處理工程中的設(shè)計總結(jié)，可對同類工程提供一些參考。

關(guān)鍵詞：灌漿技術(shù);公路路基;防滲應(yīng)用

1? ?工程概況

某省道改建工程路段與某高速公路形成立交，下穿該高速公路，路段附近地形平坦，一般地面高程20. 3-21. 0m，在此立交的西南側(cè)及東北側(cè)附近范圍內(nèi)為養(yǎng)殖魚塘水面，緊鄰北側(cè)路基邊緣為一條與二環(huán)平行的明渠排水溝。通車一個月后.在下穿段范圍內(nèi)路面上出現(xiàn)多處滲水現(xiàn)象，對路基、路面造成破壞，影響工程使用壽命，更嚴(yán)重的是路面濕滑，在冬季結(jié)冰后危及行車安全，容易造成交通事故。為此，需對該段道路進行防滲處理，解浹交通安全隱患。

2工程地質(zhì)條件

施工場地屬黃泛沖積平原地貌，地勢低平。在勘察揭露深度內(nèi)的土層均為第四系地層，成因以沖積、沖湖積為主。場地范圍內(nèi)的地層主要有：

①素填土：灰黃色，松散，以亞砂土為主，含少量碎石。層頂高程21.5 - 22.3 m，平均層厚1.5 m.

②亞砂土：灰黃色，軟塑，不均勻，夾淤泥質(zhì)亞粘土薄層。層頂高程19. 1-21.5 m，平均層厚2.7 m。

③粘土：灰黃色，軟塑，局部夾亞砂土薄層。層頂高程16. 3-18.2 m，平均層厚5.0m。

③1淤泥質(zhì)粘土：灰色，流塑，含腐殖質(zhì)，有臭味。層頂高程14. 2-17.9 m，平均層厚1.8 m。

④粘土：灰黃色，硬塑，夾亞粘土薄層，含鐵錳結(jié)核，含少量鈣質(zhì)結(jié)核。層頂高程10. 7-12.9 m，平均層厚3.9 m。

3滲水成因分析

路面出滲點主要集中在西向行車道K5+390-K5+500及東向行車道K5+610-K5+720兩段，地下水出滲后順路面坡度向低處自流，造成該段路面長期大面積潮濕。根據(jù)地質(zhì)資料，該段地面以下5m范圍內(nèi)為灰黃色亞粘土混粉砂，砂性重，透水性強，其下部淤泥質(zhì)粘土局部夾粉砂，層厚4m左右。通過分析地下水出滲原因，發(fā)現(xiàn)出滲點主要位于立交的西南側(cè)及東北側(cè)附近養(yǎng)殖水塘下游，塘內(nèi)水面與下穿段路面高差約1.8 m，具有一定的壓力水頭，且魚塘水、排水溝內(nèi)明水與地下潛水相互連通，水源補給豐富，形成穩(wěn)定滲流，使路基長期位于地下水位以下。

南二環(huán)下穿段道路兩側(cè)均有漿砌塊石護坡。坡腳處設(shè)有漿砌石排水溝。均為相對不透水層.而該段道路結(jié)構(gòu)為乳化瀝青碎石路基，上鋪瀝青路面，相當(dāng)于一透水蓋重層，所以地下水繞過漿砌石排水溝底部通過路基、路面向上出滲。

基于以上分析，選取K5+610斷面作為代表斷面，通過有限元計算方法進行滲流場內(nèi)流速、等勢線計算，對現(xiàn)狀滲流情況進行復(fù)核。計算求得路面上出滲最大流速Vmax=3. 39～10-7 m/s，單位寬度滲流量q=5. 96×10-8 m3/s，即5.2×10-3 m3/d，折算成單位面積道路上的每天滲透積水厚度為5.2 mm，大于該地區(qū)日平均蒸發(fā)量4.2 mm。

4? 防滲處理方案的選定

防滲處理主要目的是控制滲流量，以保持下穿段路面干燥。防滲的方法是在該段道路外圍地基內(nèi)布置兩道縱向和兩道橫向弱透水材料，并將該弱透水材料插入至相對不透水的粘土層，形成一個封閉的圍井，截斷滲透水流.起消剎地基部分水頭作用，以減少滲流量。

針對本工程的實際情況，選取機械垂直鋪膜、多頭小直徑深層攪拌樁、射水法地下砼連續(xù)墻和高壓擺噴防滲板墻等幾種新近發(fā)展起來的防滲技術(shù)，從技術(shù)、經(jīng)濟、施工等方面進行方案比選?？紤]到施工場地上空有高壓線，高速公路橋下凈空高度也不足5 m，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟及施工可行性等方面比較，設(shè)計采用截滲效果較好、施工空間要求小的高壓擺噴板墻方案。

5? 高壓擺噴防滲板墻設(shè)計

5.1工藝選擇

高壓擺噴板墻施工是通過高壓發(fā)生裝置，使?jié){液、氣混合而成的噴射流獲得巨大的能量，對特定范圍內(nèi)的土層進行切割，改變原土層的結(jié)構(gòu)和組成，隨之灌注水泥漿液，依靠高壓射流的卷吸作用置換已被破壞區(qū)域的土層結(jié)構(gòu)，形成凝結(jié)體，前后連接，以達到加固地層和防滲的目的。

按噴射介質(zhì)及其管路多少.可分為單管法、二管法、三管法。本防滲處理工程緊鄰高速公路，為減少高壓噴射施工給公路路基造成的影響.采用二管法高壓擺噴工藝。擺噴板墻設(shè)計結(jié)構(gòu)見圖1。

5.2防滲板墻布置

設(shè)計在下穿段路面兩側(cè)排水溝底部各布設(shè)一道縱向防滲墻，長度范圍為樁號K5+390-K5+720，兩側(cè)防滲墻長度均為330 m，墻頂部分與已建排水溝底部連接成一體。

在樁號K5+390和K5+720斷面處各布設(shè)一道橫向防滲墻，與縱向防滲墻共同組成封閉的矩形防滲帷幕體系。橫向防滲墻位于公路路面下，公路結(jié)構(gòu)從上至下依次為12 cm瀝青混凝土、32 cm二灰碎石墊層、20cm二灰土底基層和80 cm水泥石灰土。為不破壞公路路基，設(shè)計墻頂高程位于二灰土底基層下。待施工完畢后再將路面及排水溝上的鉆孔填平，恢復(fù)至原狀。

5.3防滲效果計算

經(jīng)計算，工程實施后，路面上出滲最大流速Vmax=3. 09x 10-7 m/s，單位寬度滲流量q=4. 27×10-10m3/（s·m），即3.7×10-5m3/（d·m），折算成單位面積道路上的每天滲透積水厚度為0. 037 mm，遠小于該地區(qū)日平均蒸發(fā)量4.2 mm。

通過對比可知，經(jīng)過高壓擺噴板墻防滲后，代表斷面處單位寬度滲流量僅為工程實施前的1/100，防滲效果非常明顯，可以解決路面積水問題。

6技術(shù)要求

工程施工采用兩管法擺噴工藝，防滲墻底部插入④層粘土中0.5 m;防滲墻墻體厚度為0.2～0.3 m;防滲墻墻體滲透系數(shù)≤A×10-6 cm/s;防滲墻墻體抗壓強度1.0 MPa。高噴孔孔距1.2 m，噴嘴方向與設(shè)計軸線夾角±15°一序孔注漿壓力約28 MPa，二序孔注漿壓力約30 MPa，提升速度控制在13-15 cm/min。噴漿施工先施工一序孔后施工二序孔。

7工程效果

本工程結(jié)束后，局部沿排水溝路面有隆起現(xiàn)象，最大變形為6.3 cm，經(jīng)局部洗刨處理，基本上保證了原路面的完好。業(yè)主委托第三方試驗機構(gòu)進行了鉆孔取芯檢驗，共鉆孔10個，其中，北側(cè)防滲墻部位6個，南側(cè)防滲墻部位4個，孔位、孔深由業(yè)主派專人指定。

從鉆取的高噴墻巖芯來看，高噴樁施工質(zhì)量較好，巖芯連續(xù)、墻體完好，其抗壓強度均大于1.0 MPa，滲透系數(shù)均小于A× 10-6cm/s。芯樣單軸抗壓強度、滲透性能均滿足設(shè)計要求。經(jīng)過近3年觀測，該路段未再出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，達到了預(yù)期的效果。

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