高压摆喷墙止水帷幕

高压摆喷墙止水帷幕

1止水方案选择

目前，常用于止水帷幕的施工方法有3种：深层搅拌桩防水帷幕的优点是搅拌后水泥土不透水，施工速度快，造价低。但帷幕深度受限制，标贯击数大于15击的土层难以施工，且桩体垂直度要求高，若偏差容易造成叉脚漏水。高压摆喷墙作止水帷幕能形成搭接良好的不透水墙，止水效果好，施工速度快，但造价略高于搅拌桩。旋喷桩作止水帷幕常作挡土兼封水用，但造价偏高，也存在垂直度偏差造成叉脚漏水的缺点。

由于场区内填土层较厚且有杂质，主要含水层粗砂层较密实，标贯击数最大可达39击，粉质粘土层也由可塑至坚硬。本着安全、经济、快速的原则，选用高压摆喷墙做止水帷幕。

2高压摆喷墙止水帷幕的特点

高压摆喷墙止水帷幕是利用高压喷射注浆法做小角度摆动，边摆动边喷射边提升，形成小扇形状的连续固结体墙，以达到止水目的。

按喷射管的不同，高压喷射注浆法分为：单管法、双重管法、三重管法及多重管法4种。单管法只单独喷射一种水泥浆液或其他化学浆液；双重管法为同轴喷射水泥浆液和压缩空气；三重管法为3根互不相通的钢管，按直径大小沿同一轴线套在一起，向土体中同时喷射高压水、压缩空气和水泥浆。上述3种方法均属半置换法，即压缩空气、高压水携带一部分土颗粒流出地面，余下的浆液和土混合搅拌凝固。多重管法为全置换法，它用真空泵从多重管中将泥浆全部抽出，再注以设计要求的浆液。根据本工程地质和水文地质及经济可行性，为保证形成连续墙体，本工程选用三重管法高压喷射水泥浆液。

按喷射管旋转与否，高压喷射又分旋转喷射和定向喷射。旋转喷射固结体呈圆柱状，主要用于加固地基。定向喷射固结体呈板状，常用于防渗和稳定边坡。由于本工程水文地质情况较复杂，富含孔隙水，当采用定向喷射时，由于板状固结体薄而长，若垂直度控制不好易造成叉脚；且远离喷嘴的固结体因水泥浆液浓度较低而影响止水效果。本工程采用小角度摆动喷射，固结体呈扇形，使远离喷嘴的固结体变厚，更有利于保证连续性，止水效果更好。

施工时，先利用工程钻机将带有金属喷嘴的注浆管钻入土层的预定设计深度，然后用高压泵使水形成30 MPa左右的高压射流，从注浆管底部喷嘴喷出，切割破坏土体，利用压缩空气和高压水将部分泥浆带出地面，同时注射一定浓度的水泥浆液，在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下，水泥浆液和泥浆搅拌混合，浆液凝固后便形成一个个互相连接的连续的固结体，从而达到止水目的。

本工程高压摆喷帷幕钻孔孔距1.8 m，摆喷角20°，采用双喷嘴扇形单墙折线连接方式，如图1所示。为使两孔间帷幕搭接更好，保证施工质量和止水效果，在同一直线段，采用先摆喷单号孔再摆喷双号孔的方法。

图1高压摆喷墙帷幕示意图

3施工工艺

高压摆喷工艺流程如图2所示。

图2高压摆喷工艺施工流程

钻机就位后必须做垂直度校正，使钻杆垂直对准钻孔中心位置，保证钻孔达到设计要求的垂直度。

由于岩层中强风化岩较破碎，裂隙发育，裂隙水丰富，故摆喷墙深度要求超过强风化岩并达到中风化岩面。为保证摆喷墙体强度满足设计要求，采用表1所示的摆喷参数，施工过程中应注意检查各种参数是否符合设计要求，并做好记录。

4 锚杆对止水帷幕的影响

本工程支护结构采用人工挖孔挡土桩加预应力斜锚杆加固。锚杆施工时钻孔会暂时造成对止水幕墙的钻穿破坏，但由于锚孔放锚索后需进行压力灌浆，其压力为0.4～0.6 MPa，砂浆强度等级标准值大于20 MPa。灌浆后在对锚索形成锚固的同时对止水帷幕起到修补作用，对于帷幕的止水不会造成大的影响。