高压旋喷灌浆施工实例

高压旋喷灌浆施工方法说明
1工程简要概况
本工程砂砾石层截渗采用旋喷桩，施工轴线长度283m。分河床段和两岸段，河床段砂砾石层厚度8-12m，上接心墙粘土，底部为基岩；两岸段无砂砾石层，心墙粘土以下为基岩。初设旋喷孔距1.0m，钻孔工作量为8535m，旋喷工作量为2471m。截渗面积2289m2。
2施工程序
高压旋喷灌浆孔均分两序或三序施工（遇串浆、串风现象，分成三序施工），总程序为：施工临建（包括水管、电缆铺设、排污系统和集中制浆站建造）、高喷灌浆试验、高喷钻孔、高喷灌浆（先封堵河床段，后施工两岸段）和墙体检查。
高喷灌浆施工程序见图3-1。
图3-1 高喷灌浆施工程序图
3钻孔施工工艺
3.1钻孔设备
拟采用9台地质钻机造孔，其中重庆探矿机械厂生产的XY-2型钻机5台和杭州探矿机械厂生产的SGZ-ⅢA型回转式地质钻机各4台。每台钻机配一台BW200/4型双作用柱塞泵钻孔。

3.2钻孔方法
钻进方法采用硬质合金回转钻进、金刚石钻进、合金牙轮钻进等方法成孔。心墙粘土层段一般宜采用干钻取芯成孔，必要时可向孔内加入少量清水或泥浆；亦可采用泥浆钻进，冲洗液选用优质粘土泥浆或膨润土泥浆；当坝体心墙粘土适合于自然造浆时，可用清水做为冲洗液，但泵量应根据需要严格控制。各种造孔方式均以不破坏坝体心墙粘土结构为原则。砂砾石层采用硬质合金回转钻进、合金牙轮钻进，泥浆护壁，基岩段造孔采用硬质合金回转钻进或金刚石钻进方法。
3.3钻孔基本要求
孔径：高喷钻孔孔径不小于Φ110mm。
孔深：终孔深度以达到设计要求为准，即伸入基岩1.0m。
孔斜：孔斜合格标准为偏斜率≤0.5%。
桩位：根据施工图纸规定的桩位进行放样定位，其中心允许误差应不大于1%孔距。
3.4孔斜测量与控制
⑴孔斜测量
测量仪器采用上海地质仪器厂制造的KXP-1轻便测斜仪，便于操作，可直接从操作箱刻度盘上观察到测量结果，精度可满足工程使用要求。因钻孔孔径比仪器外径较大，以求测量结果真实准确，测孔时配加导向，测斜仪安装在导向管内，与导向管（长度3.5-4.0m，外径与钻孔钻具外径相同）同心同轴。导向装置如图3-2所示。

图3-2 测斜仪导向装置图
⑵孔斜控制
钻孔偏斜是影响墙体可靠搭接的关键因素，施工时采取以下措施进行防斜：
①钻机加设底座，力求钻机工作时保持平稳。
②钻机就位后，应垫稳及调整好钻机，使开孔钻具保持铅垂状态。
③随时校对立轴垂直度，加长粗径钻具，禁止使用弯曲钻杆和弯曲的粗径钻具。
④除开孔外，不得使用短小钻具，钻具长度应保持在3.5m以上，并在钻进时合理使用钻进参数。
⑤钻孔每5-10m进行一次孔斜测量，对钻孔过程实施检测，如孔斜偏差较大，应及时采取有效措施纠偏（如钻具上下往复拉动修复、填孔重钻、扩孔修复等）。
3.5固壁泥浆
采用当地优质粘土或采用膨润土做为造浆主要材料。泥浆性能参数指标按表3-1控制：
表3-1 泥浆性能指标控制标准表
指标
泥浆 密度
(g/cm3) 马氏漏斗
粘度(s) 含砂量
(%)
粘土泥浆 ≤1.15 35～40 ≤10
膨润土泥浆 ≤1.08 30～35 ≤5
3.5泥浆净化及回收
钻孔时，孔口返出的泥浆经排浆沟、沉淀池沉淀后，用泥浆泵再次泵入钻杆循环使用，排浆沟、沉淀池的浆渣人工挖出，运至指定地点堆放。当泥浆中含砂量增多不能满足护壁要求时，应采用特殊除砂措施（振动筛除砂）或废弃。
4高喷灌浆施工工艺
4.1高喷墙设计方案
⑴设计方案
高喷墙设计为旋喷桩防渗墙，在防渗墙轴线上单排布置。两岸段孔距1.4m，伸入基岩1.0m，伸入心墙内1.0-2.0m；河床段孔距1.0 m，伸入基岩1.0m，伸入心墙内4.0-4.5m。旋喷桩布置及墙体搭接型式如图3.3所示。
图3-3 三管旋喷墙体搭接示意图
⑵高喷防渗墙设计要求及性能指标
防渗墙有效搭接厚度应不小于60cm。
渗透系数应不大于：心墙粘土层1×10-6 cm/s，坝基砂砾石层5×10-6 cm/s。
防渗墙抗压强度应不小于：心墙粘土层3MPa，坝基砂砾石层8MPa。
4.2机具配置
拟采用一台高喷台车（组装高喷震动锤，频率800HZ，冲击功5.3KN）、一台高压清水泵、一台空压机和一台灌浆泵组装成一套高喷设备进施工，高压喷射设备组装见图3-4。

CYP-50高喷机
图3-4高压喷射设备组装示意图
3D2-SZ高压清水泵
4.3高压旋喷施工方案
旋喷桩施工采用预先成孔，而后下入高喷管进行。
旋喷桩施工采用三管或三重管法实施。三管和三重管法即以浆、气、水三种介质同时作用于地层，使浆液与地层颗粒成份混合、搅拌、置换、充填渗透形成固结体。高压水嘴布置为直线双喷嘴（180度夹角），使用定向送液器，高喷作业时喷嘴对准高喷墙轴线向左右两方向实