多年來(lái)水工建筑物防滲加固問(wèn)題一直是水利工程施工當(dāng)中施工中尤為重要的環(huán)節(jié),當(dāng)基礎(chǔ)土質(zhì)較差,滲透性較強(qiáng)時(shí),在水流的作用下對(duì)基礎(chǔ)的危害很大。因此防滲加固工程便成了水工建筑施工中不可忽視的部分。本文簡(jiǎn)要介紹幾種防滲加固技術(shù)。

高壓噴射灌漿技術(shù)

在堤壩防滲工程中,高壓噴射灌漿技術(shù)與常規(guī)砼防滲墻相比,可不同程度地降低工程造價(jià),具有開(kāi)挖量小,施工方便,占地少,對(duì)臨近建筑物影響小等特點(diǎn)。此項(xiàng)技術(shù)很大程度地提高了江、河、湖、庫(kù)、渠的堤壩防滲抗災(zāi)能力,減輕防洪壓力,對(duì)保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展將起到積極的作用,其社會(huì)效益是十分明顯的。

1高壓噴射灌漿施工工藝

施工中所用技術(shù)參數(shù)因使用高噴的方法不同而不同。所用的灌漿壓力不同,提升速度也有差異。對(duì)各類地層而言,若使用同一種施工方法則水壓、氣壓、漿壓的變化不大,唯有提升速度變化較大,是影響高噴質(zhì)量的主要因素。一般情況下,確定提升速度應(yīng)注意下列幾個(gè)問(wèn)題:因地層而異,在砂層中提升速度可稍快,砂卵(礫)石層中應(yīng)放慢些,含有大粒徑(40cm以上)塊石或塊石比較集中的地層應(yīng)更慢;因分序而異。先序孔提升速度可稍慢,后序孔相對(duì)來(lái)講可稍快;高噴施工中發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)返漿量減少時(shí)宜放慢提升速度。

高壓噴射注漿法所形成的固結(jié)體形狀與噴射流移動(dòng)方向有關(guān),一般分為旋轉(zhuǎn)噴射(簡(jiǎn)稱旋噴),定向噴射(簡(jiǎn)稱定噴)和擺動(dòng)噴射(簡(jiǎn)稱擺噴)三種形式,如下圖。

 

(高壓噴射注漿法的三種噴法)
   旋噴法形成圓形固結(jié)物,施工時(shí),噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)并提升,固結(jié)體呈圓柱狀;定噴法形成片狀固結(jié)物,施工時(shí),噴嘴一面噴射一面提升,噴射方向固定不變,固結(jié)體形如板狀或壁狀;擺噴法形成扇形固結(jié)物,施工時(shí),噴嘴一面噴射一面提升,噴射的方向呈較小角度來(lái)回?cái)[動(dòng),固結(jié)體形如較厚墻狀。
    定噴及擺噴兩種方法通常用于基坑防滲,改善地基土的水流性質(zhì)和穩(wěn)定邊坡等工程,加固地基主要用旋噴法,旋噴法施工后,在地基中形成的圓柱體稱為旋噴樁。
    旋噴樁施工時(shí)采用單獨(dú)噴出水泥漿的工藝,稱為單管法;采用同時(shí)噴出高壓空氣與水泥漿的工藝,稱為二重管法;采用同時(shí)噴出高壓水、高壓空氣及水泥漿的工藝,稱為三重管法(下圖)。

(三重管旋噴樁)

    旋噴樁的施工工藝流程為:布孔放樣→鉆機(jī)就位→鉆孔→插管→噴射注漿→拔管及沖洗。具體如下:
    1)布孔放樣。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和說(shuō)明書(shū)進(jìn)行孔位放樣,采用跳孔噴漿的方法。
    2)鉆孔將鉆機(jī)就位、鉆孔。鉆頭準(zhǔn)確定位居中,鉆孔位置與設(shè)計(jì)位置偏差小于10cm。鉆架矯正擺平,鉆桿垂直,傾斜度小于等于1.5%,開(kāi)始鉆孔,鉆孔過(guò)程中要經(jīng)常注意鉆桿偏斜情況,及時(shí)矯正。鉆孔孔口采用套管保護(hù)。
    3)制備漿液。利用攪拌機(jī),將水與42.5普通硅酸鹽水泥按1:1的水灰比充分?jǐn)嚢杈鶆,制備水泥漿液,隨時(shí)拌制隨時(shí)噴注。
    4)插管、噴漿。旋噴機(jī)具就位,校正機(jī)架水平度和噴主管的垂直度,灌注管插入高噴孔前采用中等壓力試噴,以檢查噴射和灌漿系統(tǒng)是否暢通,然后用卷?yè)P(yáng)機(jī)將灌注管插入鉆孔設(shè)計(jì)深度,開(kāi)始噴射灌漿作業(yè),按成樁實(shí)驗(yàn)確定提升速度,和旋轉(zhuǎn)速度,邊提升噴灌管邊旋轉(zhuǎn),待噴管達(dá)到設(shè)計(jì)長(zhǎng)度范圍內(nèi)停止噴漿,將灌注管提出空口,在鉆孔內(nèi)進(jìn)行靜壓灌漿,防止固結(jié)體形成凹形。
    5)移動(dòng)機(jī)架和沖洗管路。灌注完畢,拔出注漿管,移動(dòng)機(jī)架,沖洗管路器具,開(kāi)始下一個(gè)孔的施工。


鉆機(jī)與高壓注漿泵的距離不宜過(guò)遠(yuǎn)。鉆孔的位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于50mm。實(shí)際孔位、孔深和每個(gè)鉆孔內(nèi)的地下障礙物、洞穴、涌水、漏水及與工程地質(zhì)報(bào)告不符等情況均應(yīng)做詳細(xì)記錄。
    當(dāng)注漿管貫入土中,噴嘴達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),即可噴射注漿。在噴射注漿參數(shù)達(dá)到規(guī)定值后,隨即分別按旋噴、定噴或擺噴的工藝要求,提升注漿管,由上至下噴射注漿。注漿管分段提升的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm。對(duì)需要擴(kuò)大加固范圍或提高強(qiáng)度的工程,可采取復(fù)噴措施,即先噴一遍清水再噴一遍或兩遍水泥漿。在高壓噴射注漿過(guò)程中出現(xiàn)壓力驟然下降、上升或大量冒漿等異常情況時(shí),應(yīng)查明產(chǎn)生的原因并及時(shí)采取措施。
    當(dāng)高壓噴射注漿完畢,應(yīng)迅速拔出注漿管。為防止?jié){液凝固收縮影響樁頂高程,必要時(shí)可在原孔位采用冒漿回灌或第二次注漿等措施。當(dāng)處理既有建筑地基時(shí),應(yīng)采取速凝漿液或大間距隔孔旋噴和冒漿回灌等措施,以防旋噴過(guò)程中地基產(chǎn)生附加變形和地基與基礎(chǔ)間出現(xiàn)脫空現(xiàn)象,影響被加固建筑及鄰近建筑。同時(shí),應(yīng)對(duì)建筑物進(jìn)行沉降觀測(cè)。  

一般灌漿治漏加固技術(shù)

1灌漿治漏加固技術(shù)簡(jiǎn)介

1 壩體、壩基帷幕灌漿;主要充填漏洞和縫隙,防滲裁漏,通過(guò)灌漿加固,形成防滲體。此方法適用于漿砌石重力壩。

2 壩上游面固結(jié)灌漿;堵塞漏洞和縫隙,加固補(bǔ)強(qiáng)壩體和提高防滲性能,以進(jìn)一步提高壩體的承載能力和完整性。

3 壩下游面追蹤固結(jié)灌漿;在下游壩面有漏水或溶蝕物出逸的地方,造成水平孔或斜孔,埋注漿管進(jìn)行灌漿,以堵塞漏水通道和壩體空洞、裂縫,加固壩體,增加壩面穩(wěn)定性和抗沖刷能力。這種反向灌漿工藝,非常適合拱壩和支墩壩工程,對(duì)重力壩工程只有搞清揚(yáng)壓力并設(shè)排水孔也可采用。采用這種方法時(shí)最好是壩前無(wú)水。

4 壩面重新剔勾縫;剔縫后,用高標(biāo)號(hào)水泥砂漿、干硬性預(yù)縮水泥砂漿或用防水材料配制高標(biāo)號(hào)水泥砂漿勾縫,提高壩面防滲漏能力及壩體穩(wěn)定性、整體性和抗凍融、抗風(fēng)浪淘刷能力。此方法即“前堵、中截、后追蹤”灌漿治漏加固法。

2灌漿治漏加固技術(shù)布孔和造孔應(yīng)遵循的原則

1 帷幕灌漿布孔,在漏水壩段沿壩頂中心線,以孔距3m、孔徑50mm或75mm為宜,或根據(jù)試驗(yàn)確定孔距?咨钽@至漏水部位以下1m——2m,如接觸帶或基巖漏水,鉆孔可鉆至不透水基巖以下lm——2m。造孔可一次性造孔,也可分序造孔,破碎地帶上下分段造孔、分段海漿,同時(shí)在漿體凝固5-7天后,再繼續(xù)向下鉆孔,以防止卡鉆、埋鉆事故發(fā)生。壩體與基巖接觸部位和壩基灌漿,也可采取在上游壩腳打斜孔或垂直孔灌漿堵漏,但造孔前應(yīng)先清基,在壩腳澆筑0.3m一0.5m厚混凝土,待凝固后再打孔。垂直或傾角小于5。的帷幕灌漿孔,其孔向的偏差值不得大于規(guī)定值。

2 壩上游固結(jié)灌漿布孔;在漏水部位呈“梅花”型,鉆孔間距和排距l(xiāng)m——3m為宜,根據(jù)漏水情況確定,鉆孔位置選在砌石“了”縫中;在裂縫部位,可沿裂縫每lm布設(shè)一孔。孔徑為42mm,孔深0.7m——1.5m,根據(jù)壩體實(shí)際情況確定。

3 壩下游面追蹤固結(jié)淄漿布孔;在裂縫部位沿縫隙每1m布一孔;在其它滲水部位,按照“梅花”型布孔,排距和孔距2m——3m為宜,布孔位置在?“T”縫中,也可適當(dāng)加密布孔。孔深和孔徑同壩上游面。

3施工要求

1 先放空水庫(kù)或?qū)?kù)水位降至灌漿部位以下,再灌漿施工,并做好灌漿各項(xiàng)記錄。

2 洗孔;灌漿前應(yīng)對(duì)孔壁、孔底及裂縫進(jìn)行沖洗,采用風(fēng)水聯(lián)合沖洗方法,水壓力不大于本段灌漿壓力的75%,時(shí)間以孔深淺確定,直到回清水為止。

3 維幕灌漿;①采用孔內(nèi)循環(huán)法,自上而下或自下而上分段灌漿,最后全孔灌注。分段灌漿時(shí),要在遭漿段以上Oo5m處加膠塞封堵。通過(guò)論證,也可采用小口徑鉆孔孔口封閉灌漿法;⑨壩體內(nèi)灌漿長(zhǎng)度,一船5nt左右較好,孔深不超過(guò)8m時(shí),可全孔一次性灌注;⑧灌漿壓力按設(shè)計(jì)控制,但要低于抬動(dòng)試驗(yàn)極限壓力,一般控制在0.2MPa——0.4MPa。

4 壩面固結(jié)和追蹤灌漿;①在孔內(nèi)預(yù)埋注漿管,孔口管周圍用干硬性水泥砂漿填堵,采用內(nèi)徑20mm鋼管,長(zhǎng)50cm,插入孔內(nèi)40cm,外露5Cm“10Cm,管頭要加工絲扣,以便與輸漿管連接;⑦采取一組四孔并聯(lián)灌漿法,也可單孔或兩孔一起灌注。對(duì)壩后漏水處重點(diǎn)孔位要采取單孔重點(diǎn)灌漿。灌漿壓力按設(shè)計(jì)控制,一般采用0.2MPa——0.25MPa。

5 漿液的濃度;灌漿時(shí)應(yīng)遵循由稀到濃的原則,根據(jù)壓水試驗(yàn)逐級(jí)改濃。壩體當(dāng)注入漿量大于30L/min時(shí),可越級(jí)變濃。當(dāng)某一級(jí)漿液灌注400L以上,而灌漿壓力和吸漿量均無(wú)明顯改變時(shí),可改濃一級(jí)漿液灌注。漿液水灰比一般采用重量比8:1、5:1、3:1、2:1、1.5:1、1:1、0,8:1、0.6:1、0.5:1九個(gè)級(jí)別。根據(jù)設(shè)計(jì),必要時(shí)還可摻和粉煤灰、砂于、石英粉、鋁粉等。在灌漿過(guò)程中,漿液要每隔一小時(shí)測(cè)定一次比重。

6 灌漿時(shí)要分2-3序灌注,同時(shí)一定要進(jìn)行復(fù)灌。在設(shè)計(jì)壓力下,當(dāng)吸漿量不大于O.4L/mio時(shí),再續(xù)灌30分鐘即可結(jié)束。

7 灌漿孔封孔;帷幕灌漿時(shí),豎孔封孔采.用機(jī)械導(dǎo)管法,用1:2水泥砂漿從孔底向上逐漸提升封填密實(shí);壩面固結(jié)灌漿水平孔封孔,采用低水灰比1:2水泥砂漿人工填堵?lián)v實(shí)。封填材料最好用膨脹水泥砂漿。

截滲墻技術(shù)

截滲墻為臨河截滲。其作用是加固堤防,降低大堤浸潤(rùn)線出逸點(diǎn),確保大堤安全。

截滲墻技術(shù)分為兩種:一種是水泥土截滲墻其造價(jià)最低;一種是混凝土截滲墻,其造價(jià)較水泥土截滲墻略高。混凝土截滲墻是在地面上進(jìn)行開(kāi)槽(造孔)施工,在地基中以泥漿固壁,開(kāi)鑿成槽形孔或連鎖樁柱孔,回填防滲材料,筑成具有防滲性能的地下連續(xù)墻。水泥土攪拌樁截滲技術(shù)是利用多頭小直徑深層攪拌機(jī)具把水泥漿噴入土體并攪拌形成水泥土,以水泥為固化劑,固化劑和土體之間發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng),使土體固結(jié)成具有良好整體性、穩(wěn)定性、不透水性,并具有一定強(qiáng)度的水泥土截滲墻,以達(dá)到截滲的目的。

優(yōu)點(diǎn):工程造價(jià)低,占地少,施工進(jìn)度快。

缺點(diǎn):截滲墻為地下隱蔽工程,施工工藝復(fù)雜,技術(shù)要求高,特別是在地基土層復(fù)雜時(shí),施工中容易出現(xiàn)意想不到的問(wèn)題,造成施工中斷;炷两貪B墻還容易出現(xiàn)槽壁坍塌、漏漿、墻體接縫有泥皮夾層、墻體槽間橫向傾斜等技術(shù)難題,還有待于進(jìn)一步分析研究。