提高高压旋喷防渗墙成桩速度工艺浅析

提高高压旋喷防渗墙成桩速度工艺浅析
摘要：根据本施工方案要求，黄河主汛期来临前必须完成整个围堰施工，旋喷
桩施工完成后高程▽544.0，还有8.5m的围堰填筑，时间非常紧迫，高压旋喷施
工配置了3套钻机，4套旋喷机，在现有设备上加快旋喷桩施工无疑有利于整个
围堰能够按期完成。

由于基坑建筑物为延安黄河引水工程枢纽部位，为全线控制
性工程，地处黄河边，高程范围在▽532.0～▽544.0，河面高程为▽539.0～
▽540.0之间，基坑内最低▽531.88，围堰主要为黄河砂砾料填筑，因此高压旋喷桩的作用非常重要，高压旋喷施工直接关系到整个基坑内施工工期和质量，以及
对周边环境、邻近建筑物均会产生一定影响。

根据上述施工情况和基坑止水的分析，提高高压旋喷施工进度，对整个围堰施工非常有利。

接下来文章以高压旋喷
防渗墙成桩施工为研究对象，对其施工方法以及速度工艺应用进行探讨。

关键词：高压旋喷桩；三重管旋喷法；速度工艺
1工程概况
黄河取水枢纽导流围堰位于延安市延川县王家渠村黄河主河道上，堰顶长度418m，顶宽7m，围堰544m高程以下采用0.6m厚高压旋喷防渗墙截渗、542m
高程以上采用粘土心墙截渗。

围堰高压旋喷防渗墙长度394.4m，共493孔。

防渗墙为单排孔，孔间距
0.8m，深度9～13m（深入基岩1m）。

高喷防渗墙标准：有效墙厚0.8～1m，墙
体连接处最小厚度不小于0.6m。

选用“三重管法”旋喷注浆。

三重管法是指使用互不相通的三根管子分别输送水、压缩空气和浆液三种介质，喷射流为水和空气，浆液填充喷射流造成的空隙。

钻孔、灌浆分Ⅰ、Ⅱ序进行施工。

2施工方法
2.1主要施工设备的选择
高压喷射灌浆施工采用集中制浆站供浆，根据地形条件，在黄河右岸边适当
位置设置一个集中制浆站，制浆站面积约40m2，制浆站由水泥堆放平台和高速
搅拌机平台组成，送入灌浆现场的低速搅拌机内后采用SGB6～10型输浆泵泵送
入至喷射管内进行喷浆作业。

管路采用ø25cm钢管。

高喷引孔钻机、供浆等环节，采用MZ～200履带液压潜孔钻机2台，6PQ潜水泵1台，ZJ～400型高速制浆机
1台，SGB6～10中压灌浆泵1台，GYP～50型高压喷机2台，XPB～10高压水泵
2台，SGY～80岩心钻机1台，23m3/min空压机2台。

2.2施工参数
根据设计要求进行生产性试喷，采用三重管法旋喷套接，初拟参数为：水压：35～40Mpa空气压力：0.6～0.8Mpa，排量0.8～1.2m³/min；浆压：0.4～1.0Mpa，水灰比1：1～1.5：1，进浆比重1.5～1.7g/cm³，排量60～160L/min，回浆比重应大于：1.2～1.3g/cm³；提升速度：Ⅰ序（6～8）、Ⅱ序（8～10）cm/min；旋转
速度：0.8～1.0V（V：提升速度）r/min，分次卸管注浆，搭接厚度≥30cm。

2.3高压旋喷桩施工方法
高喷防渗墙施工采用按单元分段作业，依次成墙。

高喷防渗墙各旋喷孔分序
施工，套结成墙，自下游向上游，先Ⅰ序再Ⅱ序。

分段包干，平行作业。

（1）钻孔
防渗墙施工平台形成后，由测量人员准确放样，并在适当位置布置控制点，
进行施工区的检测校验，孔位中心允许偏差不大于5cm。

钻孔时先移机就位，用
水平尺校准机身，控制孔位偏差不大于5cm，确保钻孔偏斜率不大于1%。

由于
工程地质条件复杂，采用MZ～200履带液压潜孔钻机以及MGY～80钻机钻孔、
潜孔偏心锤跟管钻进造孔，采用150mm，下146mm套管跟进；钻机移位后边旋
喷边起拔套管。

（2）喷浆
①制浆：采用42.5号普通硅酸盐水泥，采用ZJ～400型高速搅拌机制浆，如
需掺加外加剂时，浆液配比将通过试验后确定。

制浆过程中应随时测量浆液密度，工作结束后，统计该孔的材料用量，浆液制备采用无受蚀水源，确保浆液质量。

②喷射提升：喷射管下至设计深度，开始送入符合要求的水、气、浆，待注
入浆液冒出孔口后，按设计的提升、旋转、搅动速度，自下而上边转动喷射边提升，直至设计终喷高程停喷。

喷射过程中，技术人员应随时检查各环节的运行情况，并根据具体情况采取下列措施：
接、卸、换管要快，防止塌孔和堵嘴。

喷射因故障中断应酌情处理，因
机械故障要尽力缩短中断时间，及早恢复喷射灌浆，如中断时间超过一小时，要
采取补救措施，恢复喷射时，喷灌要多下0.5～1.2m，保证凝结体的连续性。

③回灌：高喷注浆完成后，由于浆液的析水作用，一般固结体均有不同程度
的收缩，使固结体顶部出现下沉现象，故应在完成注浆之后，停滞一段时间，根
据浆液回落情况直至浆面不再下沉为止，回灌浆液一般采用邻孔高喷冒浆自流充填。

需要注意的是，钻孔结束后，将喷射机移至成孔处，先进行地面试喷，检查
各项工艺参数符合要求后下管，待现场技术人员认可后方可喷射施工，喷射过程
中如遇到特殊情况，如喷嘴堵塞等，应将管提出地面进行处理后再进行喷射施工。

3高压旋喷防渗墙成桩速度工艺分析
3.1影响高压旋喷成桩速度的原因
（1）通过翻阅高压旋喷灌浆施工参数的规范性资料，并进行现场调查发现，在参数设置方面，若按照提升速度为9cm/min计算，每米平均延长时间为
5.48min，提升速度严重影响了高压旋喷桩的成桩速度，因此，参数设置太过保守成为了影响高压旋喷防渗墙成桩速度的主要原因。

（2）技术人员在现场分析中得知，采用分Ⅱ序进行施工，Ⅰ序孔均出现了水泥浆液通过砂砾石料串入到下一个Ⅰ序孔中（两孔之间的的距离为1.6m），浆液并从此孔直接串入地面，造成水泥浆液浪费，从原始记录表中分析计算每米平均
延长时间为5.09min，严重影响了高压旋喷桩的成桩速度。

因此，分序不合理为
另一个主要原因。

3.2提高高压旋喷成桩速度的对策实施
（1）将提升速度提高至9cm/min
前期施工中采用提升速度为6cm/min，翻阅《水电水利工程高压喷射灌浆技
术规范》中的要求，根据规范给出在砂砾石层采用三重管法施工中提升速度的范
围值为5-10cm/min，因此将提升速度提高为9cm/min是可行的，为保证质量规范要求回浆密度≥1.2g/m³，经现场试配，将水泥浆液密度提高为1.7g/m³，测得回浆密度在1.3以上，满足密度要求，并加大了浆压和水压，加快旋喷速度。

经过现场试验，提升速度为9cm/min，灌注完成后采用直尺量取旋喷直径达
到110cm以上，效果明显，符合设计要求的桩径，并进行了开挖直观检查法，水
泥浆液将松散的砂砾石料凝结在一起。

（2）Ⅱ序施工变为Ⅲ序施工
前期常规施工采用分Ⅱ序进行施工，查阅分析现场记录表并结合现场观察，其中Ⅰ序孔共11个，Ⅱ序共9个，Ⅰ序孔均出现了水泥浆液通过砂砾石料串入到下一个Ⅰ序孔中（两孔之间的的距离为1.6m），浆液并从此孔直接串入地面，造成耗时大，经过小组讨论一致同意分Ⅲ序进行生产性试验，首先现场使用GPS 测量放线确定点位，使用钢筋头标定位置，由原先相距1.6m到相距3.2m。

经过试验，基本上消除了串孔现象，加快了成桩速度。

（3）规整管线、合理引排
不断查找施工现场的其他影响因素，及时清理设备，现场气压管道电缆整齐摆放，灌浆时及时开挖好废浆沟，防止造成工作面脏乱，影响灌浆耗时，现场安排专职文明施工监督人员监督，以进一步减少灌浆耗时。

结语：综上所述，为了确保旋喷桩质量，减少基坑内渗水量，提高液压潜孔钻高压旋喷桩成桩速度，本项目技术人员根据自身丰富的施工经验，较高的专业技术水平和良好的团队协作，并根据《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》中给出的常用施工参数，在活动过程中采取有效的措施予以改进，主要是改变施工工序和施工参数来减少耗时，加上严格的质量控制，收效了成桩速度减少30%，因此，我们的高压旋喷防渗墙成桩速度工艺目标是可行的。

参考文献：
[1]陈志成，贾世攀.浅析围堰高压旋喷防渗墙施工[J].技术与市场，2017，24（08）：130-131.
[2]宛召.高压旋喷工艺在上海某污染场地修复中的应用研究[D].吉林大学，2017.。