高压喷射水泥搅拌防渗墙(B)

2.4.7.三轴高压旋喷桩防渗墙施工
（1）工程概述
本工程三轴高压旋喷桩防渗墙施工技术要求为：三轴高压旋喷桩旋喷桩径Φ850mm，桩距300-500mm，桩身偏斜率不大于0.5%。

高压旋喷桩材料采用42.5普通硅酸盐水泥，水灰比1:1。

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。

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。

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

（2）三轴高压旋喷防渗墙的主要结构型式
本工程三轴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。

三轴高压旋喷防渗墙结构型式
（3）三轴高压旋喷灌浆工艺参数的选择
施工工艺技术参数的选择直接影响着高压喷射灌浆的质量、工效和造价。

高喷施工工艺技术参数包括水、气、浆的压力及其流量、喷嘴直径大小及数量、喷射管旋转速度、摆角及摆动频率、提升速度、浆液配比及密度、孔距与板墙的布置形式等。

实践表明，要获得较大的防渗加固体，一般应加大泵压，常用的喷射水压力为20～
合考虑确定。

三轴高压旋喷灌浆的工艺参数和钻孔布置初步确定以后，一般宜进行现场试验予以验证和调整。

特别是重要的、地层复杂的或深度较大(≥40m)的高喷灌浆防渗工程，一定要进行现场试验。

高喷灌浆试验可按照下述原则进行：
确定有效桩径或喷射范围、施工工艺参数和浆液种类等技术指标时，宜分别采用不同的技术参数进行单孔高喷灌浆试验。

确定孔距和墙体的防渗性能时，宜分别采用不同的孔距和结构型式进行群孔高喷灌浆试验。

（4）施工机械的选择
高压喷射灌浆的施工机械设备由普通地质钻机或特种钻机、高压泵等组成。

根据本工程情况，钻孔设备拟选用XY-1A型深层搅拌桩机，该机适用于高喷灌浆、帷幕灌浆的钻孔，是一种具有油压给进的高速轻便钻机。

最大开孔直径允许为150mm。

其主要特点：
具有油压自动给进机构，提高钻进效率，减轻工人劳动强度。

钻机配有上球卡式夹持机构并带有六方主动钻杆，可实行不停倒杆工作效率高，安全可靠。

配有孔底压力表指示压力，便于掌握孔内情况。

手柄集中，操作方便，安全可靠。

钻机结构紧凑，体积小，重量轻，便于解体和搬运，适合于平原和山区工作。

2）搅浆机
搅浆机现常用的有卧式搅浆机和立式搅浆机两种。

制浆作业时，将水泥和水等灌浆材料，按设计配合比，经过料斗送入搅浆筒内。

卧式搅浆机搅浆时，灌浆材料从进料端至出浆端连续受到10根搅臂和8根定臂的高速搅拌粉碎成浆。

浆体由甩浆板通过离心作用甩至滚动筛中。

搅臂的最大线速度达16m/s。

立式搅浆机原理与卧式搅浆机基本相同，分为上、下两只浆筒，由电动机通过减速器带动搅臂旋转。

3）灌浆泵：
灌浆机WB80/10型最大压力60MPa，排量90～160L/min，功率4kW。

4）水泥上料机
水泥上料机有皮带上料机、气动上料机和螺旋上料机等许多种类，工地上常用的是螺旋上料机。

螺旋上料机是一种不带挠性牵引件的输送装置，它的主要部件是螺旋(搅龙)，螺旋体在固定的倾斜输送管(或槽)内旋转，输送水泥至储料罐。

易变质的、粘性大的、易结块的及大块的物料不容易输送。

5）三轴喷射装置
三轴喷射装置用以输送一种高压浆液，使高压浆液在地层中切割掺搅升扬置换土体。

三轴水龙头安装在喷射管的顶部，它将高压胶管和旋摆的喷射管连接起来，而将高压浆液从胶管输送给喷射管、喷头。

单介质喷射管一般采用φ50mm或φ42mm普通地质钻杆，每根长1～3.5m。

钻杆的上下连接采用方扣螺纹，螺纹接头处应加铜垫圈，保证有良好的密封性。

用于摆动喷射时，应加配销钉孔，在反摆时用以阻止销钉倒移。

单介质喷头装在钻杆的最下端。

喷头的圆锥形（如下图）。

圆锥型喷头结构，端部没有合金块，用45号钢加工而成。

圆锥型喷头对粘性土或砂类土等小粒径地层中喷射，较为理想。

喷头上各装有高压喷嘴两个，喷嘴装在喷头的两侧，高压射流可横向射入地层。

喷嘴结构如下图所示，其直径一般为1.6～3.5mm。

喷射水泥浆的喷嘴一般用硬质合金钢制成(多用YG8或YG11)。

（5）施工安排
根据施工总进度要求，拟安排2套旋喷桩施工机械设备进行三轴高压旋喷桩施工。

（6）高压喷射灌浆施工流程图
施工程序：钻孔→下置喷射管→喷射提升→成桩成板或成墙等。

高压喷射灌浆施工流程图
（7）三轴高压旋喷防渗墙工艺及方法
1）三轴高喷灌浆施工工艺
①准备工作：“三通一平”后，在大坝三轴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1.08～1.5，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，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。

搅拌桩设备实例图
（8）质量验收标准
1)搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺的要求，应有专人记录搅拌机每米下沉或提升的时间，深度记录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5s，施工中发现的问题及处理情况均应注明。

2）施工过程中应随时检查施工记录，并对每根桩进行质量评定。

对于不合格的桩应根据其位置和数量等具体情况，分别采取补桩或加强邻桩等措施。

3）搅拌桩应在成桩后7d 内用轻便触探器钻取桩身加固土样，观察搅拌均匀程度，同时根据轻便触探击数用对比法判断桩身强度。

检验桩的数量应不少于已完成桩数的2%。

4)水泥土搅拌桩地基质量检验标准应符合下表的规定。

为确保水泥搅拌桩施工质量，抽检质量合格率达100%，项目部成立了水泥搅拌桩施工质量保证体系，项目经理、总工、副经理、工程部、安质部、试验室、物资部、合同部、水泥搅拌桩协作队伍组成，实行24小时旁站制度，各部门及协作队伍职责如下：物资部负责水泥原材料进场关；安质部负责检查施工安全质量情况，试验室控制好浆液的配合比、做好原材料、成桩的检验工作；工程部对桩基质量负主要技术责任，应做好技术交底、工艺标准交底，把好质量关。

质量控制保证措施如下：
1）机械设备方面
①对桩机进行编号，用红色油漆在钻杆桁架上划桩长的明显标志（桩长应不小于设计要求），以便掌握钻杆钻入深度、复搅深度，确保设计桩长；
②进场设备必须配备电流表、压力表、水泥浆量检测记录仪、并须经计量部门检验合格。

③按照桩长进行分区设置桩机，设立机械标志牌并标明桩机编号、分区，桩长、桩距、操作手、值班人。

2）人员方面
①项目部制定水泥搅拌桩质量控制夜间值班制度。

②现场技术员及施工管理人员白天全程监控。

③项目部与协作队伍签订责任书，协作队伍与施工作业人员签订责任书,如发现搅拌桩质量问题直接追究责任人责任处以罚款。

④每施工一根搅拌桩必须做好现场记录。

（桩号、桩长、开钻时间、结束时间、钻孔深度、操作手签字）
3）工艺方面
①制浆
按设计给定的水灰比（水和水泥按重量比严格控制）在制浆罐中进行拌制，备好的浆液还应不停地搅拌，使其均匀稳定，不得离析或停置时间过长。

为确保水泥搅拌桩单根水泥掺量达到设计要求，现要求，制浆人员在开钻之前先制备一根桩的灰浆，同时由现场管理人员检查一根桩的水泥用量是否符合设计标准（现场数水泥袋），待第一根桩
最后一搅时开始制备第二根桩灰浆，既能保证单桩水泥掺入量符合要求，又能保证施工的连续性。

在制浆过程中项目部试验人员每天至少不少于2次抽查水泥浆水灰比，物资部与工程技术员对每天水泥消耗量进行统计，核算水泥用量。

②送浆
泵送浆液过程中，泵的压力必须足够和稳定，供浆必须连续，拌和必须均匀。

如遇到浆液硬结堵管，必须立即拆卸输浆管道，清洗干净。

控制好输浆泵。

泵必须有足够的压力和持久稳定的输浆能力，输浆量必须与桩机钻进速度、搅拌速度及提升速度相匹配。

③搅拌
控制好桩机的钻进速度、搅拌速度及提升速度（小于1m/min）。

确保单桩施工完毕后，为该桩所配制的水泥浆能全部用完，不得有剩余。

现场操作人员应详细记录每米下沉时间、提升时间，记录送浆时间、停浆时间以及施工桩长等参数的变化。