南水北调渠堤三管法高压旋喷灌浆施工技术探索研究

南水北调渠堤三管法高压旋喷灌浆施工技术探索研究

陶元贵

中国安能集团第三工程局有限公司 四川省成都市 611130

摘 要：该文介绍了南水北调高填方防渗墙与穿渠建筑物处采用三管法高压旋喷灌浆处理，针对本工程施工中重点难点问题，介绍高压旋喷灌浆施工方法。为今后类似工程建设提供参考借鉴意义。

关键词：高填方；穿渠建筑物；高压旋喷灌浆；施工技术

1. 工程概况

1. 工程概况及地质水分情况

南水北调中线一期工程潮河段某标段位于河南省新郑市新村镇107国道旁。施工桩号SH(3)133+380.8～SH(3)141+800，标段长度8.4192km，断面设计流量305m³∕s、加大流量365m³∕s，设计水位为123.154m～122.825m。本标段工程渠道为梯形断面，渠底宽度为23.5m～15m，渠底高程116.154m～115.823m，渠道内一级边坡为1:2～1:2.5～1:3.5，二、三级边坡为1:1.5～1:3.25，一级马道（堤顶）宽5.0m，外坡1:2～1:1.5，渠道纵比降为1/26000～1/24000。

防渗墙与交叉建筑物结合处采用三管法高压旋喷灌浆灌浆进行防渗墙的衔接处理，高压旋喷段主要在梨园南沟排水涵洞建筑物左右岸25.652m范围内、暖泉河排水倒虹左右岸32.997m范围内、郜庄沟排水倒虹左右岸29.955m范围内。标头左岸133+380.8～133+428.8,右岸133+380.8～133+454.8；赵庄左右岸138+938～138+998处穿渠10KV高压线下进行防渗墙施工；为保证有效安全距离，将高压线下水泥搅拌桩防渗墙施工改为高压旋喷灌浆施工。

2. 施工特点难点

（1）填方大部分为敬楼料场所取粘土，粘性含量22%～27%，红土粘性含量35%，压实后干密度1.79 g/cm³，桩机设备效率低，桩机维修频率高。

（2）施工作业面为高填方段，施工作业面只有5米宽，桩机移动较慢，无法持续作业；施工过程中废浆、废渣清理作业量大。

（3）高压线下桩机就位吊装安全风险大，桩机改装工作量大。

2. 施工方案

1. 生产性试验

根据三管法高压旋喷灌浆生产性试验成果，本工程高压旋喷桩施工按下表施工参数施工。

2. 高喷施工

（1）孔位放样

高压喷射灌浆孔位可根据设计要求确定，现场测量放点。

（2）钻机就位
　　钻机设置在设计的孔位上应保持垂直，钻机就位后应进行水平、垂直校正，钻杆应与桩位吻合，偏差控制在50mm内。

（3）钻孔

钻孔采用XY-2型地质钻机进行。将钻机移至所定桩位，使钻机钻头对准孔位中心。为保证达到设计要求的垂直度，钻机就位后必须对钻机底盘进行调平，四角的水平误差应控制在1mm以内。调整水平度采用水准尺进行，并用水平尺检查钻杆的垂直度，钻孔偏斜率控制在1%以内，使钻杆与钻机底盘保持垂直；在钻机垂直方向两个侧面使用长靠尺和各打一个吊锤来控制垂直度，保证垂直度的偏差不超过1%。在钻机上挂采用130复合片钻头，三管钻进，钻进中采用泥浆护壁，钻进到设计高程下0.4m，如在钻进过程中，出现泥浆严重漏失，孔口不返浆时，应重新调整泥浆比重，直到孔口返浆为止。钻进时，必须详细记录孔位、孔深、地层变化等情况，钻进暂停或终孔待喷时，孔口应加盖保护。

（4）下管喷射
钻机移开后，将高喷台车就位，在地面上进行试喷，调整喷射的水压、气压，下入喷射管至设计深度。在下管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射气边下管，气压一般不超过1MPa。
（5）制备浆液

按设计要求的浆液比重进行浆液的制备。水泥采用PO42.5Mpa普通硅酸盐水泥；准确计量存入储浆桶的浆液。为保证浆液质量，高速搅拌机拌制浆液时间不少于30s，浆液在使用前均应过筛，施工中所用水泥浆的存放时间符合下列规定：当气温在10℃以上时，浆液存放不超过3h，当气温在10℃以下时，不超过4h；浆液存放时控制浆体温度在5～40℃范围内，采用比重计检测浆液密度，桩机搅拌下沉前完成拌制合格的水泥浆，存入贮浆桶中。

（6）喷射作业
当喷射管下到设计高程后，由下至上进行高压喷射作业，使用的试验参数见表3。高喷灌注分序进行，一序施工与二序施工的间隔时间不小于48小时，灌浆应全孔连续作业，每次拆卸喷射管后，应进行复喷，其长度不小于0.2m。操作人员及值班人员必须随时注意浆液的初凝时间、注浆量、水、水压、气压、提升速度及冒浆量等参数，并做好施工记录，同时保证孔内浆液上下畅通，注意观察冒浆情况，喷射作业完成后，应将注浆泵的吸水管移到水箱内，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除，防止残存的水泥浆将管路堵塞。

（7）回灌
注浆完成后，由于浆液的析水作用，一般固结体均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现下沉现象，故应在完成旋喷后，停滞一定时间，根据浆液回落情况，利用孔口回浆或混合浆液及时进行回灌，直至不下沉为止。

3. 高压线下高喷施工

因高压线距离地面太低只有4米左右，高度不能满足三管法设备施工，因此高压线下采用两管法施工。（高压浆、气）高喷管由原来1根管改为一根多段(每段1m)。施工参照三管法施工，喷射时每提升1m暂停1min，然后拆卸一节喷射管拆管时间控制在5min以内，拆管完成后，为防止施工中因拆高喷管而造成断桩，依据规范要求再每拆一根管时，在停喷位置进行复喷搭接，搭接长度为0.5米。在正式施工前先做试验桩来检验施工参数，待开挖现场查看达到有效桩径满足设计要求后进行高压线下施工。

结束语：综上所述，高压旋喷灌浆在工程建设中具有极为重要的作用，尤其是国家重大工程建设，关系到人民的生命生活安全，施工中一定要高度重视高压旋喷灌浆施工质量，对后期工程平稳运行起到至关重要的作用。

参考文献：

1. 1. 1. 1. 河南省水利勘测设计研究有限公司提供的施工图纸，图号为NZSⅡ（CH1）X001-3-01FSQ～07FSQ；

2. 《水电水利工程高压喷射灌浆技术规程》（DLT5200-2004）；

3. 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DLT5148-2001）；

4. 《水利水电工程钻孔压水试验规程》（SL31-2003）；

5. 《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）；

6. 《建筑地基处理技术规范》（JG179-2007）；

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