采用振孔高噴技術(shù)在卵礫石地層中構(gòu)造防滲體

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高壓噴射灌漿構(gòu)造防滲體在我國已得到廣泛應(yīng)用，其適用范圍也逐漸擴(kuò)大，從起初的砂層、粉土等細(xì)粒土逐步向砂礫石、礫卵石等大顆粒層發(fā)展。但在大顆粒地層中應(yīng)用尚存在許多問題，如造孔困難、孔垂直度不易保證、墻體連續(xù)性及完整性不好、各類材料消耗量過大等，均限制了高噴技術(shù)在此類地層中的推廣。針對以上問，通過大量研究試驗(yàn)工作，對現(xiàn)有高噴機(jī)具進(jìn)行了改進(jìn)，研制出振孔高噴工藝，并在水電站圍堰基礎(chǔ)防滲工程中得到應(yīng)用。

    一、振孔高噴技術(shù)介紹     1、主要設(shè)備     振孔高噴工藝施工使用的主要設(shè)備為改裝的液莊步履式振動樁架，其中包括行走部分、振動部分、特制φ110mm高噴振管等，另外還有常規(guī)高噴設(shè)備，如高壓水泵、泥漿泵、空壓機(jī)、攪拌機(jī)等。     2、施工工藝     振孔高噴工藝關(guān)鍵是利用高頻振動將帶有高噴頭的振管送至地層預(yù)定深度，用振動造孔代替了普通回轉(zhuǎn)或沖擊造孔，大大提高了造孔效率，造孔速度4～5m/min，并且振管即高噴管，造孔與插管同時進(jìn)行，簡化了工序，施工程序見圖1。  
      由于是自動行走，且樁架較高（ 18m），對場地要求其相對高差小于10om，坡度小于5°，并且要壓實(shí)。     二、工程實(shí)例     1、地層特點(diǎn)     某水電站圍堰地層為砂卵礫石，卵石含量達(dá)60％左右，粒徑多為50～100mm，個別為150～400mm，局部有孤石（勘察已發(fā)現(xiàn)有500rnm，1400mm直徑大的），砂含量10～20％，局部有架空層，礫卵石成分為花崗巖等堅硬巖石，全層厚5～9m，下部基巖為強(qiáng)一全風(fēng)化花崗巖。     2、施工工藝     按設(shè)計要求選用三管高噴，墻體要求厚度大于20 cm。根據(jù)地層及機(jī)具的特點(diǎn)，選用了小孔距大提速的方法，以提高墻體質(zhì)量，孔距采用0.8m，提速為20～30cm／min。     （1）下振造孔     地粘土漿，始終保持孔口返漿或漿面不下沉，使周圍地層盡量吃飽。由于樁管有滑道限制，且控制下振速度，孔垂直度可得到保證；定向是利用樁架底座的擺動，一次到位，一次提升結(jié)束，所以定向準(zhǔn)確，噴射方向不變，保證了墻體的良好搭接。下振至基巖后繼續(xù)振動1～2min，根據(jù)振動情況（電流值）、已有資料及前孔孔深判斷基巖面情況。     （2）噴射提升     達(dá)基巖后，如返漿正常，則換用1：0.9～1（水泥與水配比）的水泥漿，勻速提升，施工參數(shù)如附表。 經(jīng)過一段時間的施工后，開挖了部分前期孔，對墻體厚度、搭接情況進(jìn)行了檢查，結(jié)果均滿足設(shè)計要求。但鑒于提升時仍有部分孔段漏量偏大，致使噴射時間延長，水泥耗量增加；考慮到可能是由于下振時噴射壓力不夠所致，為了進(jìn)一步降低水泥消耗，決定變一次噴射提升為二次噴射提升，即在換水泥漿噴射前增加一次粘土漿正常壓力噴射，并且將噴射水泥漿時的提升速度提高至30～50cm／min。經(jīng)過開挖檢查認(rèn)為墻體厚度、連接情況、完整性等均滿足設(shè)計要求。該措施大大減少了大漏量段，施工效率提高50％以上，水泥耗量降低30％，達(dá)到了150～200 kg／m²，提前 15d完成施工，顯示了新工藝的巨大優(yōu)勢。     附表         振孔高噴施工技術(shù)參數(shù)  水 壓 （Mpa） 水 量 （L/min） 風(fēng) 壓 （（Mpa） 風(fēng) 量 （m³/min） 漿 壓 （Mpa） 漿 量 （L/min） 提 速 （cm/min） 28～35 70～75 0.3～0.6 0.2～0.3 0.7～1.0 80～90 20～30       三、質(zhì)量檢查     在施工軸線內(nèi)側(cè)構(gòu)筑檢查圍井2個（見圖2），主要采用向井內(nèi)注水，爾后測定滲透系數(shù)的方法進(jìn)行。1#圍井注水流量為0.25cm³/s’，水頭為168.5cm，墻厚20cm，段長542cm，滲透面積303520cm²，測得滲透系數(shù)是9.78×10^-8cm/s。2#圍井注水流量為1.17cm³/s，水頭為175cm，墻厚20cm，段長510cm，滲透面積285600cm²，測得滲透系數(shù)為4.68×10^-7crn/s。以上兩個檢查井測得滲透系數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計提出的5×10^-5crn/s，證明防滲體防滲效果良好。         四、結(jié)語     1、利用振動工藝將造孔與插管結(jié)合起來，不但解決了大顆粒地層造孔難等問題，且簡化了工作程序，避免了二次插管的麻煩。     2、與之配套的一系列方法如不分序次施工，小孔距大提速、二次噴射等，實(shí)踐證明是非常有效的，既能提高施工效率又能大量節(jié)省水泥，且又提高了墻體質(zhì)量，確是一套高效節(jié)能的新措施。     3、樁架底座為液壓步履式，移動方便，且插管迅速，可以多次噴射，為一些特殊工藝如多方位交叉噴射、局部加厚加寬、多種配方漿液施工提供了方便條件．     4、目前振孔高噴設(shè)備僅限于孔深20m以內(nèi)地層，較深地層施工設(shè)備尚待進(jìn)一步改進(jìn)。