三管高压旋喷桩防渗墙施工方案1

1.1三管高压旋喷桩防渗墙施工方案

1.1.1概述

三管高压旋喷桩施工要求为：

(1)三管高压旋喷桩旋喷桩径Φ1200，桩距1000，桩身偏斜率不大于0.5%。

(2)高压旋喷桩材料采用32.5普通硅酸盐水泥，水灰比1:1。

(3)高压旋喷桩灌浆压力20～30MPa，具体压力需现场试验确定。旋喷灌浆时提速8～10cm/min，高压水流量80L/min，压气流量1200L/min，喷浆浆液流量80～120L/min。喷射管分段提升搭接长度不得小于100mm。

(4)喷射孔与高压注浆泵的距离不大于50m，钻孔的位置与设计的位置偏差不得大于50mm。

(5)检测点的数量为施工孔数的1%，并不小于3点，质量检验在高压喷射注浆结束28d后进行。

1.1.2施工安排

根据施工总进度要求，拟安排1套旋喷桩施工机械设备进行三管高压旋喷桩施工。

1.1.3三管高压旋喷防渗墙工艺

1.1.3.1三管高喷灌浆施工工艺流程

1)准备工作：“三通一平”后，在大坝三管高压旋喷防渗墙施工轴线一侧布置二个水泥平台及灌浆平台，沿防渗墙轴线布设宽度不小于8.0m的工作面，按《高压旋喷防渗墙孔位平面布置图》在防渗墙

轴线上测定出高喷孔位，并做好标记。孔位定出后，即可进行钻机、高喷台车就位和安装调试设备，为正式施工做准备。

2) 泥浆制备：由于地层主要为大坝填筑土，将采用泥浆护壁造孔，泥浆制备采用优质粘土造浆，泥浆比重控制在1.08～1.2，粘度17～20s ，胶体率＞90%，含砂量＜4%。

3) 钻孔：采用PH-5B 型深层搅拌桩机钻进，孔径φ150mm ，采用泥浆护壁正循环钻进，孔深按设计要求控制，施工时分二序孔进行，钻孔过程中应注意控制泥浆的比重，避免出现塌孔及埋钻现象，控制孔斜率＜1.0%。

4) 高压旋喷：根据设计要求，采用三重管并列式喷射管，喷射管长度大于孔深，一次提升喷射完毕，保证防渗墙的连续性与完整性。

图 错误!文档中没有指定样式的文字。-3 三管高压旋喷法施工工

艺流程

(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；

(a) (b) (c) (d)

(e)

1—钻孔机械；2—高压泥浆泵；3—高压胶管

1.1.3.2 高压喷射灌浆施工流程图

施工程序为钻孔、下置喷射管、喷射提升、成桩成板或成墙等。

图 错误!文档中没有指定样式的文字。-4 高压喷射灌浆施工流程图 1.1.3.3 三管高压旋喷凝结体的形状

三管高压旋喷凝结体的形状与喷射形式有关。旋转喷射时，喷嘴一面提升、一面旋转，形成柱状凝结体。

旋喷凝结体如下图所示。图中延伸长度A 是喷射中心至凝结体边缘的最大长度。有效长度B 是喷射中心至凝结体的均匀连续长度。

图 错误!文档中没有指定样式的文字。-5 旋喷凝结体的形式、结构

A--延伸长度； B —有效长度

(1) (2) (3) (4)

A

B

1—渗透凝结层(粘性土中无此层);2—挤压层;3—搅拌混合层;4—浆液主体层

1.1.3.4三管高压旋喷凝结体的特性

三管高压旋喷凝结体的物理力学性质取决于工艺参数、灌浆材料及地层组成条件。纯水泥浆在砂砾石层中喷射，经升扬置换和搅拌混合成水泥砂浆凝结体，而在黏土层中的凝结体的性状相当于水泥土。高压喷射灌浆凝结体的组成不均匀，一般凝结体的各项特性如下述。

(1)抗冻和抗干湿循环

凝结体抗冻和抗干湿循环在-20℃条件下是稳定的。因此在冻结温度不低于-20℃条件下，高喷凝结体可用于永久性工程。

(2)渗透系数

喷射凝结体的渗透系数可达10-6～10-7cm/s，具有良好的防渗性能。

(3)凝结体直径

三管高压旋喷凝结体直径的大小与土的种类和密实程度有较密切的关系。旋喷灌浆凝结体直径见下表。三管法旋喷灌浆凝结体直径0.5～0.9m。

表错误!文档中没有指定样式的文字。-1 三管高压旋喷灌浆凝结体的直径

注：N为土层的标准贯入击数。

(4)凝结体形状

在均质土中，旋喷的圆柱体比较均称。在非均质或有裂隙土中，旋喷的圆柱体不均称，甚至在圆柱体旁凸出翼片。由于喷射流脉动和提升速度不均匀，固结体的外表很粗糙。凝结体的形状可以通过改变喷射方法、喷射参数来控制，大致可喷成均匀圆柱状、非均匀圆柱状、圆盘状、板墙状及扇形状。

在深度大的土层中，因受地层密实度和喷射压力阻减的影响，如果不采用其他的措施，旋喷圆柱固结体可能出现上粗下细似胡萝卜的形状。

(5)凝结体密度

凝结体内部含土粒较少并有一定数量的气泡，因此凝结体的重量较轻，小于或接近于原状土的密度。黏性土高喷凝结体比原状土密度小约10％，但砂类土凝结体密度可能比原状土大10%左右。

(6)凝结体强度

土体经过喷射灌浆后，土粒重新排列，水泥等浆液含量大。一般外侧土颗粒直径大些，数量也多些，浆液成分多。因此在横断面上中心强度低，外侧强度高，与土交换的边缘处有一层坚硬的外壳。

影响凝结体强度的主要因素是土质和旋喷灌浆材料。有时使用同一浆材配方，软黏土中凝结体强度成倍地小于砂土中凝结体强度。

高喷凝结体弹性模量较低。喷射水泥浆形成凝结体的弹性模量为1000MPa，喷射黏土水泥浆凝结体一般远小于1000MPa，具有较高

的变形适应性。通常黏土和水泥的重量比为1:1时，黏土水泥浆凝结体的抗压强度仍不低于3～5MPa。

凝结体的抗拉强度较低，一般是抗压强度的1/5～1/10。

(7)单桩承载力

旋喷柱状凝结体有较高的强度，外形凸凹不平，因此具有较大的承载力。一般固结土直径愈大，承载力愈高。高压喷射灌浆固结体力学性质见下表。

表错误!文档中没有指定样式的文字。-2 三管高压旋喷凝结体性质一览表

1.1.3.5三管高压旋喷防渗墙的主要结构型式

本工程三管高压旋喷防渗墙采用单排套接，为有效搭接采用单双序孔施工。

(a)

图错误!文档中没有指定样式的文字。-1 三管高压旋喷防渗墙结构