（淄博职业学院，山东 淄博 255314）
【基金项目】淄博职业学院院级科研基金项目（2018zzzr08）
摘要：结合某厂房围堰施工及围堰防渗效果，对高压旋喷灌浆防渗的施工工艺进行探讨。
关键词：土石围堰；高压旋喷；防渗处理
1围堰防渗方案选择
根据厂房围堰填筑情况及围堰地质情况，围堰基础主要为砂卵石夹漂石，考虑到厂房围堰为临时工程，在尾水闸门安装完成投入使用后拆除，结合高压旋喷灌浆施工适用于砂土、粉土、砂砾石、卵石等松散透水地基的特点，决定采用高压旋喷结合水泥砂土心墙联合防渗。
2技术原理
高压旋喷灌浆防渗技术通过连续相互搭接桩体，形成防渗墙。单个旋喷桩体成桩原理是采用钻机造孔，带有喷嘴的喷管下至设计位置，高压射流旋喷时，高压射流边旋转边缓慢上升，对周围的土体进行切削破坏，切削下来的一部分细小的土颗粒被喷射浆液置换，被液流携带到地表（称为冒浆），其余的土颗粒在喷射动压、离心力和重力的共同作用下，在横断面按质量大小重新排列，形成－种新型的水泥——土网络结构。－般小颗粒在中部位置居多，大颗粒多分布在外侧或边缘部分，四周未被切削下来的土体被挤密压缩。
3施工方案
根据厂房围堰的实际特点，本工程高压旋喷拟采用的工艺流程如下：场地平整→高压旋喷试验→测量放线→钻孔就位→跟管钻孔→钻机移位→下入PVC管护壁→拔跟管→旋喷钻机就位→下入喷射管→旋喷灌浆→旋喷钻机移位→下一孔施工。
3.1场地平整 在高喷施工设备进入工作面之前，先利用推土机将目前围堰回填顶面整平，再利用振动碾碾压密实。
3.2高压旋喷试验 为了确定正式施工时的高压旋喷灌浆参数，在围堰上取10m做旋喷试验。试验孔的孔距选择1.0、1.2m两种进行对比，试喷完7d后通过开挖检査相互搭接情况、水泥包裹砂砾石情况，并取芯做强度及渗透性试验，发现孔距1.2m既满足设计防渗要求又经济合理。
3.3测量放线 钻机就位之前，由现场施工员配合测量人员测放出高压旋喷防渗墙的轴线及每个高喷孔的孔位，并用钢筋头进行标识。
3.4钻孔及护壁 钻机就位后用水平仪检查钻机前后左右并调整至水平状态，确保钻杆呈垂直状态后方可开孔，开孔孔位与设计孔位的偏差不大于5cm。钻孔采用MD-80A型风动冲击钻机、同心锤跟管钻进。钻孔直径为146m，孔底髙程为761.5m。在上、下游围堰与山体连接侧，若基岩面出露高程较高，则孔深深入基岩0.5～1.0m。钻孔时要保证钻孔的垂直度，钻进过程中每6m应至少校核一次钻孔的垂直度，当发现钻孔倾斜时，及时采取补救措施。钻孔分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ序进行，先进行Ⅰ序孔钻孔与灌浆，其次是Ⅱ序孔，最后是Ⅲ序孔。钻孔完成后进行孔深测量，由质检人员进行工序验收，检测孔深达到设计要求后方可终孔。在钻进过程中，随钻孔进度做好钻孔记录，准确反映地层岩性、有无地下水及孔口返渣情况。钻孔完成并将钻机移至下一孔位后，在跟管内下入PVC管进行护壁，最后利用拔管机将跟管拔出。
3.5下入喷射管 高压旋喷钻机就位后，下入喷射管之前，应在地面进行试喷，以检查机械及管路是否处于完好、畅通状态，再调整旋喷钻机使机身处于水平状态，使喷管处于垂直状态，最后下入高喷管至孔底，并进行试旋转，确保高喷管在孔内可以正常旋转。
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3.6浆液拌制 高喷灌浆浆液采用纯水泥浆，水泥选用当地生产的43号普通水泥。正常情况下，浆液水灰比选用1:1，密度为1.5～1.55g/cm3，当孔口无返浆或浆液流失较大时，将水灰比调整为0.8:1～0.6:1，密度为1.6～1.7g/cm3。浆液拌制严格按照配合比进行，制浆材料的称量误差应控制在5%以内，同时利用比重计对配制好的浆液进行检查、校核。浆液拌制时，首先利用高速搅拌机进行搅拌，搅拌时间不得少于60s，拌制完成后，经筛网过滤后自流至低速搅拌桶，高喷灌浆时由灌浆泵自低速搅拌桶中直接抽取。水泥浆自制备至用完时间不应超过4h。
3.7高压旋喷灌浆 当高喷管喷头下放至设计孔深后，先按设计的施工参数进行原位旋转喷射（即只旋转不提升的静喷），当孔口返浆、情况正常后方可开始提升喷射。喷射过程中，要及时检查各参数确保符合设计要求，并定时测定孔口回浆密度，按设计规定的提升速度和旋转速度进行施工。高压旋喷灌浆采用自下而上连续进行喷射，若中途要拆卸喷射管，搭接段应进行复喷，复喷长度不小于0.3m。因故中断后再恢复施工时，应对中断段进行复喷，搭接长度不小于0.5m。当喷射达到桩顶即将结束时，应放慢提升速度，利用回浆或水泥浆及时回灌，直至孔口浆面不下降为止。高压旋喷灌浆施工过程中，应做好灌浆记录，其内容应包括灌浆孔段、时长、水压、风压、浆压、提升速度、旋转速度、浆液水灰比（或密度）、回浆密度、吃浆量以及异常情况的处理措施及效果等。
4施工难点及处理措施
高压旋喷灌浆施工过程中可能出现的异常情况主要有串浆、孔口不返浆、“抱管”现象以及遭遇大孤石、局部渗漏等，在实际施工时拟采取以下应对措施。
4.1串浆 在喷射灌浆过程中，当在相邻孔发生串浆现象且较为严重时，应堵塞串浆孔，待该高喷孔灌浆结束后，及时对串浆孔进行扫孔处理后，再进行高喷灌浆或继续钻进。
4.2孔口不返浆 当新灌浆孔在设计孔底处进行原位静喷时，因孔内有较大裂隙或碎石层，导致孔口不返浆时，应根据实际情况，至少静喷3～5min后，方可开始提升喷射。在高喷灌浆过程中，发生孔口不返浆时，应停止提升，并查明原因。若因孔内严重漏浆时，可降低喷射压力、流量，进行原位静喷，或加大浆液密度，或在浆液内加入水玻璃等速凝剂加速浆液凝固。在高喷灌浆过程中，当孔口返浆量明显减少时根据实际情况适当降低提升速度。
4.3“抱管”现象 当在砂卵石段喷射过程遭遇细砂层出现“抱管”现象，而无法按原设计的旋转速度喷射时，则可以不出现“抱管”现象为前提，适当提高旋转速度，一般宜控制在20r/min以内。若“抱管”现象较为严重，可以在孔内下入高喷管之前，直接向孔内灌注经过筛分的黏土或膨润土，并在下入高喷管过程中进行旋转搅拌，进而对细砂层形成二次护壁。
4.4大孤石 在钻孔过程中，如遭遇大孤石，必须准确记录孤石上、下界面的位置，在高喷灌浆至孤石上、下界面时，应静喷3～5min，同时加大浆液密度。
4.5局部渗漏 由于厂房围堰属临时工程，使用期仅约１年，再加上围堰高喷防渗体内有大孤石揭露，在围堰“闭气”后的基坑开挖过程中，出现局部渗漏的可能性较大，届时将根据实际渗水量大小，采取增加水泵进行“强排”，或找出渗漏点，局部再增加一排高压旋喷桩进行堵漏处理。
5防渗效果检查
厂房基坑开挖完成后，通过后期观察表明，厂房围堰防渗效果达到预期效果，围堰下部砂砾石基础防渗效果较好，无明显渗水通道。厂房基础岩面揭露后，由于基础开挖爆破影响，河床基岩局部裂隙有渗流现象，但通过后期基础固结灌浆处理，渗水现象得到解决。
作者简介：袁庆铭（1982-），男，山东潍坊人，讲师，硕士，研究方向：工程技术及预算。
论文作者:袁庆铭
论文发表刊物:《新材料·新装饰》2018年7月下
论文发表时间:2019/1/11
标签：围堰论文; 钻孔论文; 浆液论文; 高压论文; 钻机论文; 喷管论文; 过程中论文; 《新材料·新装饰》2018年7月下论文;