三管高壓擺噴水泥防滲墻技術(shù)

三管高壓擺噴水泥防滲墻技術(shù)

1主壩與副壩壩基子梁水庫(kù)建于1958年，位于準(zhǔn)河市泥河上，桑干河支流之一。乾隆縣，全長(zhǎng)1840公里，總蓄水74940公頃。主壩高15m，長(zhǎng)270m，壩寬6.0m，壩高1262.0m，正常蓄水位1191.25m。副壩高3～6m,長(zhǎng)2300m,壩頂寬4.0m,壩頂高程1022.8m。副壩壩基置于級(jí)配不良砂層上,存在滲漏問(wèn)題,嚴(yán)重制約下游灌區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展。2008年開(kāi)始對(duì)水庫(kù)副壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固。2高壓噴射注漿管水庫(kù)垂直防滲工程有4種形式:多頭等厚掘攪水泥土防滲墻、沖擊鉆孔筑地下連續(xù)混凝土防滲墻、水沖板樁混凝土防滲墻、高壓噴射水泥漿防滲墻。經(jīng)專家論證,綜合考慮費(fèi)用、工期等各方面因素,鎮(zhèn)子梁水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程副壩防滲采用高壓噴射水泥漿防滲墻的方法。高壓噴射注漿是利用鉆機(jī)成孔后,把帶有噴嘴的噴射注漿管插入土層預(yù)定深度后,以高壓設(shè)備使水成為30～40MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來(lái),沖擊破壞土體,同時(shí)噴管以一定速度逐漸向上提升,將水泥漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合,漿液凝固后,在土中形成一個(gè)固結(jié)體。高噴形式有旋噴、直噴、擺噴三種。擺噴法是在噴管提升過(guò)程中,噴嘴以一定的角度轉(zhuǎn)動(dòng),從而形成截面似啞鈴狀的連續(xù)墻體,達(dá)到防滲目的。三管高壓擺噴法是將高壓水管、高壓氣管、高壓水泥漿管三管組合成一體,以15°～18°的角度轉(zhuǎn)動(dòng),混合噴入地下,凝固后形成地下連續(xù)防滲墻體。副壩除險(xiǎn)加固采用壩基垂直防滲墻和壩坡鋪設(shè)土工膜結(jié)合的方法。副壩垂直防滲墻采用較先進(jìn)的三管高壓擺噴水泥防滲墻技術(shù),該技術(shù)具有機(jī)械化程度高,節(jié)省勞動(dòng)力,施工簡(jiǎn)單、易操作,工程量小,進(jìn)度快,造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。53d完成高噴水泥防滲墻12792m2,封堵了副壩壩基滲漏水,使水庫(kù)能夠正常蓄水。3主水庫(kù)基礎(chǔ)上的三級(jí)管道高壓噴射防護(hù)墻的施工3.1高壓擺噴防滲墻施工前的環(huán)境要求由于每項(xiàng)工程的地質(zhì)條件不同,要求的施工參數(shù)也不同,因此高壓擺噴防滲墻施工前必須按照設(shè)計(jì)圖紙和有關(guān)要求,結(jié)合本工程地質(zhì)情況進(jìn)行試驗(yàn)。3.1.1主要施工參數(shù)確定根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求,為使防滲板墻的施工技術(shù)符合本工程的實(shí)際情況,初步擬定兩組主要施工參數(shù)(見(jiàn)表1)。在試驗(yàn)過(guò)程中,如不能滿足需要,可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。結(jié)合防滲墻施工,進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn),布置6個(gè)試驗(yàn)孔,采用分序施工,即先施工Ⅰ序孔,后施工Ⅱ序孔,布孔如圖1所示。3.1.2成墻效果的測(cè)量,根據(jù)墻本次試驗(yàn)于2009年9月30日進(jìn)行上下游土體開(kāi)挖檢查,開(kāi)挖深度1.5m。從開(kāi)挖揭露的墻體來(lái)看,成墻效果良好,墻體紋絡(luò)明顯,墻體最小厚度0.2m,最大厚度0.45m。根據(jù)開(kāi)挖檢查及試驗(yàn)時(shí)擬定的參數(shù)分析得出適合本工程的施工參數(shù),見(jiàn)表2。3.2調(diào)平鉆機(jī)的定位、鉆孔首先進(jìn)行測(cè)量放線定位。用50m鋼尺在施工中線拉直,按標(biāo)定的孔距每隔1.2m釘一根長(zhǎng)20cm、直徑1～2cm的竹桿作為標(biāo)記,以便鉆機(jī)鉆孔、定位。鉆機(jī)就位找到鉆孔中心點(diǎn)后,調(diào)平鉆機(jī)開(kāi)始鉆孔。鉆孔經(jīng)驗(yàn)收合格后移到下一孔位。高噴臺(tái)車就位后對(duì)準(zhǔn)鉆孔、調(diào)平,調(diào)直后開(kāi)始按由試驗(yàn)確定的施工參數(shù)噴漿,噴漿結(jié)束經(jīng)驗(yàn)收合格后,沖洗管路,靜壓回灌,臺(tái)車移到下一孔位。3.3進(jìn)水口注射試驗(yàn)3.3.1圍井的圍井設(shè)計(jì)防滲墻形成后,根據(jù)監(jiān)理和業(yè)主抽查指定的位置布設(shè)圍井,進(jìn)行防滲墻透水率檢查。在高噴軸線上的相鄰兩個(gè)高噴孔上游0.6m處布置兩個(gè)高噴漿孔,構(gòu)成一個(gè)1.2m×0.6m四周封閉的圍井,在圍井中設(shè)一個(gè)直徑128mm的注水檢查孔,并放入有孔塑料花管。圍井深度和防滲板墻相同。3.3.2孔口下水流量測(cè)定圍井注水試驗(yàn)在圍井高噴結(jié)束3d后進(jìn)行,試驗(yàn)前連續(xù)向井內(nèi)注水4～8h,使井內(nèi)天然地層呈飽和狀態(tài)。注水過(guò)程中使水位保持在孔口以上,用量筒向孔口管內(nèi)注水,每隔5～10min測(cè)讀一次流量值,以計(jì)算滲透系數(shù)。通過(guò)對(duì)23個(gè)圍井注水試驗(yàn)的檢查結(jié)果表明:透水率最大值9.44×10-7cm/s,最小值3.27×10-7cm/s,平均值5.77×10-7cm/s,小于設(shè)計(jì)值1×10-6cm/s,全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求。4增加了灌溉經(jīng)濟(jì)效益三管高壓擺噴防滲墻施工法在鎮(zhèn)子梁水庫(kù)實(shí)施后,很好地解決了水庫(kù)副壩壩基滲漏問(wèn)題,消除了水庫(kù)安全隱患,保證了庫(kù)區(qū)的蓄水量。除險(xiǎn)加固后,鎮(zhèn)子梁水庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)正常蓄水灌溉得以保證,相當(dāng)于新增保澆地面積0.8萬(wàn)hm2,按每公頃耕地增產(chǎn)2250kg糧食,每公斤糧食1.6元計(jì)算,每年直接新增經(jīng)濟(jì)效益2880萬(wàn)元,為水庫(kù)管理單