总干渠渠堤高压旋喷防渗墙试验方案

目录
1、工程概况 (1)
2、编制依据 (1)
3、试验目的 (1)
4、施工准备 (1)
4.1 施工道路 (1)
4.2 施工风、水、电系统设施 (2)
4.3 设备配置 (2)
4.4 旋喷浆液材料配比 (2)
5、试验方案 (2)
5.1 工艺流程 (3)
5.2 钻孔 (4)
5.4 喷射灌浆 (4)
5.5 充填 (4)
5.6 清洗 (4)
5.7 高压喷射注浆检查 (5)
6、资源配置 (5)
6.1 施工设备配置 (5)
6.2 施工人员配置 (6)
7、质量控制措施 (7)
8、安全控制措施 (7)
9、环境保护措施 (8)
1
总干渠渠堤高压旋喷防渗墙试验方案
1、工程概况
根据设计技术要求，南水北调中线一期工程焦作1段高填方段及缺口回填部位，采取塑性混凝土防渗墙进行渠堤渗控处理，防渗墙与1-8#泵站、闫河倒虹吸出口、退水闸、排污廊道结合处采用高压旋喷灌浆进行防渗墙的衔接处理，各结合处均以混凝土防渗墙为中心对称交错布置。

根据设计要求，高压旋喷灌浆有效厚度不小于0.3m，我部在渠堤外按照0.5m孔间距布置试验孔，按照浆压26-28MPa进行初步试验，工艺参数可以满足设计要求，因此我部决定在5#泵站位置进行高压旋喷灌浆生产性试验，高压旋喷灌浆孔距0.5m。

旋喷试验施工技术参数拟定如下：
提升速度：20-25cm/min 旋转速度：15-20r/min
浆压：26-28MPa 进浆密度：≥1.5g/cm³
2、编制依据
1）总干渠焦作1段（第2标段）渠堤填筑缺口处防渗墙布置图；
2）《地基与基础工程施工及验收规范》GBJ202-83；
3）《粉煤灰混凝土应用技术标准》GBJ146-90；
4）《水工混凝土外加剂技术规程》DL/T5100-1999；
5）《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2001；
6）《建筑地基处理技术规程》JGJ 79—2002；
7）混凝土拌和用水标准JGJ63-89；
8）《水利水电工程高压喷射灌浆技术规范》（DLT 5200-2004）。

3、试验目的
1）检查高喷机械的性能是否满足施工要求；
2）确定旋喷桩施工间距并对技术参数作适当优化调整；
3）确定有关质量控制的技术要求和检测方法。

4、施工准备
4.1 施工道路
施工道路布置在堤顶，作为设备行走路线，左、右岸沿渠路作为弃渣、材料运输的通行道路。

施工结束以后，在渠底修筑一条道路，作为泥浆池拆除、泥浆处理及钻孔沉淀清除
进场道路。

弃渣运至监理指定弃渣场，场外外运道路利用现有施工交通便道。

4.2 施工风、水、电系统设施
1）施工用风：在泥浆池旁配置2台3m³/min移动式空压机，直接向泥浆池内供风，防止泥浆存储时间过长沉淀、影响泥浆质量。

2）施工用水：在总干渠内泥浆池系统附近布置一眼供水井，以满足施工用水需求。

泥浆池供水直接由供水井提供，采用Φ2寸管供水，作业面供水管道沿渠堤内侧布置，由水叉接Φ2寸管至作业面。

备用2辆4m3水罐车。

3）施工用电：就近从渠堤旁边的800KVA变压器供电；作业面附近无变压器时，采用200Kw柴油发电机供电。

4.3 设备配置
高喷防渗墙施工设备由造孔、供水、供气、制浆、喷灌及其它设备组成。

造孔、高喷设备选用京探-100型地质钻机及泥浆制备设备；供气设备选用V-6/8-1型空气压缩机；制浆设备选用JIS-2B搅拌机；注浆、注水设备选用ZJB/BP-90变频高压注浆泵；单管喷射装置及高压胶管等。

根据钻孔和注浆施工的效率不同、定额生产率和现场条件，合理确定钻灌设备的配套比例。

单管旋喷注浆示意图见图1。

图1 单重管旋喷注浆示意图
4.4 旋喷浆液材料配比
材料采用水泥标号为P.042.5，初拟浆液配比1：1。

5、试验方案
高喷防渗墙施工选定5#泵站作为试验段，试验段按设计孔排距参数布置，试验段布
置59个钻孔，钻孔间距初选0.5m ，根据施工情况进行加密。

高喷灌浆墙厚按0.5m 计算，两排孔排距应布置为0.8～1.0m ，两排孔梅花型交错布置。

根据设计参数高喷灌浆防渗墙有效墙厚不小于30cm 的要求，高喷防渗墙施工试验采用“单管法”进行。

高喷灌试验段结束后，对试验段形成的围井采取坑探结合注水试验进行检查：即在围井井口2.0m 范围进行坑探检查，验证旋喷桩柱间结合是否密实？高喷墙体厚度是否满足设计要求？坑探结束后，钻孔进行注水试验，钻孔底部高于防渗墙底部按0.5-1.0m 控制。

5.1 工艺流程
高压喷射注浆施工工艺流程图见图2。

定孔位
造孔下喷射管喷射旋转提升回灌高压水泥浆
成墙
结束
施工作业流程图
测斜 图2 高压喷射注浆施工工艺流程图
单管旋喷法施工工艺流程示意图见图3。

（a ）钻机就位钻孔；（b ）钻孔至设计标高；（c ）旋喷开始；（d ）边旋喷边提升；（e ）旋喷结束成桩
1—钻孔机械；2—超高压脉冲泵；3—高压胶管
图3 高压喷射注浆施工工艺流程示意图
5.2 钻孔
试验段共布设59个钻孔，呈梅花形布置，排距0.8～1.0m ，间距0.5m 。

钻孔布置见附图4。

0.8～1m
防渗墙中心线
0.5m
围井围井
压水试验孔
图4 钻孔位置布置图
钻孔采用SGZ-300型地质钻，钻孔孔径初拟ф91mm ，按照设计图纸进行钻孔放样定位，其中心容许误差不大于5cm 。

钻机对准孔位后，用水平尺检查调整机身水平后，垫稳、垫牢、垫平机架后对钻机固定。

钻进过程及时记录钻孔情况，终孔结束后经值班质检员检查，成孔偏斜率控制在1%以内。

严格控制孔斜，为保证旋喷桩柱相互套接，形成完整防渗墙，不致出现漏灌，每钻进3～5m ，用测斜仪量测一次，发现孔斜率超过规定时随即进行纠正。

孔深、孔位、成孔偏斜率经监理人检验合格后，再下喷射管。

5.4 喷射灌浆
高喷注浆初拟设计参数为：注浆压力：26-28MPa ；喷嘴个数：2个；喷嘴直径：2-3mm ；提升速度：20-25cm/min ；旋转速度：20r/min 。

喷射注浆试验按上述参数进行试验和调整，当喷射管下到设计深度后，送入适合要求的浆液，喷射 1~3min ；待注入的浆液冒出后，再按预定的提升、旋转。

采用同轴喷射，高压注浆泵压保持在20±2MPa。

边提升直到设计高度，停送浆液，提出喷射管。

喷射灌浆开始后，值班技术人员时刻注意检查注浆的流量压力以及旋、提升速度等参数是否符合设计要求，并且随时做好记录。

定期检测浆液密度，按1.58g/cm 3进行控制，如发现施工中的浆液密度超出该指标时，则立即停止喷注，并对浆液密度进行调整，到达正常范围后再进行喷射注浆。

在施工过程中，根据监理人的指示，采集冒浆试件。

5.5 充填
为解决凝结体顶部因浆液析水而出现的凹陷现象，每当喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直至孔口液面不再下沉为止。

5.6 清洗
当喷射完毕时，及时将各管路冲洗干净，不留有残渣，以防堵塞，尤其是灌浆系统
更为重要。

即将浆液换成水进行连续冲选，直到管路中出现清水为止。

5.7 高压喷射注浆检查
高喷体施工作业过程质量检验包括孔位、孔斜、注入的浆液性能检验，回浆的浆液性能检验，喷嘴下入孔底深度检验，喷浆作业过程的压力、转速提升速度检验等每孔施工全过程检验。

旋喷试验28天后按围井法对旋喷桩体形成的部位进行坑控或钻孔注水试验对防渗墙体整体质量进行检查。

钻孔位于围井中心，钻孔直径按ф91mm控制，钻孔底部高程在防渗墙底部高程以上50～100cm，利用取芯样检查旋喷体均匀性和桩体搭接质量；利用取芯孔进行注水试验，计算墙体渗透系数。

根据试验检测成果确定旋喷桩施工间距并对技术参数作适当优化调整。

⑴钻孔取芯
从已旋喷注浆的凝固墙体中，钻孔取出岩芯样品，做成标准试件，进行室内物理力学试验，鉴定是否满足设计要求。

⑵压水试验
在已完成的防渗墙形成封闭围井，并凝固后，在井内打孔，进行压水试验，并进行开挖检查和摄像。

如发现有局部质量缺陷，或施工过程中，根据施工情况或记录资料，监理人认为存在质量隐患的部位，进行复喷处理。

6、资源配置
6.1 施工设备配置
高压旋喷灌浆防渗墙主要施工机械具体配置见表1。

表1 主要施工机械、设备和仪器配置
序号设备名称型号及规格单位数量备注
1 变频高压注浆泵ZJB/BP-90 台套 1
2 地质钻机SGZ-300 台套 2
3 泥浆泵100 台 1
4 搅浆机台 2
5 水泵W09.22.2.2 台 2
6 电焊机BX6-200 台 1
7 铝芯线150mm2米150
8 电缆线10mm2米300
9 电缆线4mm2米100
序号设备名称型号及规格单位数量备注
10 水管50mm 米300
11 高压水管15mm 米200
12 浆管20mm 米60
13 钻杆75mm 米35
14 钢管40mm 米20
15 岩芯管75mm 米7
16 混凝土运输车10m3台 5
17 装载机ZL50 台 1
18 挖掘机 1.0m3台 1
19 自卸汽车10t 辆 3
20 变压器800KVA 台 1
21 柴油发电机200KW 台 1
22 灌浆自动记录仪J31 个 1
23 泥浆比重计1002 个 1
24 塌落度筒个 2
25 漏斗粘度计马氏个 1
26 含砂量测定仪ZNH 台 1
27 空压机V-6/8-1 台 2
28 搅拌机JIS-2B 台 1
29 水罐车4m3辆 2
30 全站仪TCR802power 套 1
31 水准仪DSC332 套 1
6.2 施工人员配置
本试验人力资源配置见表2。

表2 人力资源配置
序号工种人数
1 泥浆制浆工 3
2 混凝土灌注工8
序号工种人数
3 排送泥浆 2
4 钻探工 4
5 电工、修理工、司机 6
6 其他工种 6
7 技术人员 5
8 管理人员 2
合计36
7、质量控制措施
防渗墙工程是重要的隐蔽工程，为确保施工质量，需要进行严谨的施工及在施工过程中进行有效的质量控制。

1）质检员旁站值班，对整个施工过程进行观察记录，特别注意泥浆液面的变化并及时往槽内补浆，随时注意地层的变化情况。

2）循环使用的泥浆，每隔一段时间检查一次性能指标，当泥浆超出规定指标时，作废浆处理，废浆集中排放在监理工程师指定的位置。

3）配制泥浆的水采用地下水，在使用泥浆过程中，保持循环系统相对对立和稳定。

储浆池内的泥浆定时搅动，防止结块和沉淀。

4）风、水、浆应连续输送，水泥浆液的高压喷射作业不得停喷或中断。

因故停喷后重新恢复施工前，将喷头下放不小于50cm，采取重叠搭接喷射处理后方可继续向上提升及喷射注浆，并应记录中断深度和时间，停机超过3h时，则对泵体输浆管路进行清洗后方可继续施工。

8、安全控制措施
1）我部安全环保监督管理科将在项目部制订的安全生产保证体系的要求下，开展专项安全生产管理工作。

2）机具进场后，首先细致检查各部位和防护装置是否齐全灵敏、可靠，然后进行启动运转，运转正常经机械员验收合格后方可使用。

3）设备零件必须齐全良好，有防护装置。

4）施工机械设置防雨设施。

开机操作工人穿绝缘鞋、戴绝缘手套。

5）现场用电安全措施：
①工地临时用电一律采用“三相五线制”配线，每个临时配电板（箱）必须全部安装灵敏的漏电保护器。

②施工现场采用380/220v电压，照明用电为220v，均采用绝缘电缆连接。

③对所有配电箱均标明其名称、编号，并做出分路标记，门上上锁，专人负责，定期检查维修。

④动力配电箱和照明配电箱分别设置，并设在干燥、通风及常温场所，周围不得堆放任何障碍物。

⑤用电设备开关的设置保证能在任何情况下都可以使用电设备实行单独用电隔离，漏电保护器必须安装在设备负荷线的首端处。

⑥所有配电箱、开关箱、用电器在使用过程中按规定顺序操作。

6）对生产人员进行培训和技术交底，检查进场设备的安全操作规程是否齐全，在泥浆池、道路、堤顶设置安全警示标志。

7）配备防渗工程兼职安全人员，进行巡检和班前安全教育工作。

9、环境保护措施
1）在工程施工过程中，严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章以及监理人制定的有关本工程环境保护的规则，加强对粉尘、废水、废浆、弃渣的控制和治理，努力控制粉尘以及做好废水和废浆的治理和排放。

随时接受业主、监理人的监督检查。

2）粉尘等大气污染防治措施施工期间，晴天对施工场区进行洒水；运渣车辆行使速度一般不超过15km/h，以减少施工扬尘。

定期保养施工设备，减少噪音。

施工期间，不随意燃烧树木及废物，以免污染空气。

3）采取措施防止任何污染物质直接或间接地进入市政管道，各种施工用的燃料、油料等做到严格管理。

严格防止废水、污水直接排入市政管道。

对生产垃圾，集中收集并运至设置的垃圾处理点。

4）优化施工方案对泥浆采用循环使用，泥浆外运采用专用车辆，防止沿途泼洒，做好施工生产区排水系统的设计，施工排水在施工征地边线附近开挖排水沟，集中到污水池中沉淀处理。

严禁污水、泥水乱排，淤积已经施工完成的截流沟等设施，确保沿渠路畅通。

中国水利水电第十一工程局有限公司
南水北调中线焦作1段Ⅱ标项目经理部。