安徽省蕪湖長江大橋104#墩高壓定向噴注漿防滲墻工程設(shè)計

安徽省蕪湖長江大橋104#墩高壓定向噴注漿防滲墻工程設(shè)計

1水泥灌漿和土工膜鋪設(shè)蕪湖長江大橋04#墩位于武威堤外。該壩屬于國家重點壩段。原碼頭基礎(chǔ)開挖較深，填充質(zhì)量較差。為了保證橋墩的質(zhì)量，將原文埋在地上。清除局部片段，并用粘土，并將水泥漿入樁臺周圍，以提高墩基的承載能力。同時在墩承臺四周鋪設(shè)防滲土工膜,土工膜與墩承臺封閉接合,防止地表水滲入。因無為大堤有一長9.4m,寬15～20cm的裂縫,裂縫方向基本與承臺邊平行,距離04#墩承臺5m,距離開挖邊坡頂僅1.6m。原堤坡坡腳處用鋼板樁作為臨時支護(hù)。為消除裂縫對大堤和04#墩承臺的危害,要對裂縫部位的堤坡進(jìn)行翻修。挖去滑動體及挖除裂縫并回填新土,將鋼板樁拆除后在原線位置施工雙擺定噴注漿防滲墻,防滲墻深11.5m,長70m。該工程施工期間正值汛期,被列為省防汛指揮部無為大堤搶險加固重點工程。2高壓噴射注漿設(shè)計關(guān)鍵在于墻體形式,孔距,孔深,提升速度,水壓,漿液濃度等參數(shù),尤其孔距更為重要。本工程設(shè)計采用雙擺定噴注漿墻體形式,該墻體連續(xù)性好,結(jié)構(gòu)性較強(qiáng),防滲效果好。施工注漿孔時分兩序鉆進(jìn),孔距1m,第一序孔沿軸線擺動噴射,擺動夾角30。左右,第二序孔間隔定噴(如圖1),要注意一、二序孔的施工間隔時間,保證兩序孔注漿體的可靠連接,漿液初凝時間一般為15h左右。雙擺定噴注漿墻采用三重管法施工,水、氣、漿同軸噴射。由于防滲對噴射流的垂直度和方向性要求嚴(yán)格,施工過程中噴射管路必須十分穩(wěn)定,應(yīng)采用雙向噴射管路系統(tǒng),并使噴射方向向下傾斜,與水平線成15°夾角,有利于所形成的水泥土固結(jié)體與側(cè)面和底部土體的緊密連接。水泥漿液采用425#普通水泥,摻加2%的水玻璃,濃度要求30波美度,水灰比1:1,攪拌水泥漿所用的水,應(yīng)符合《砼拌和用水標(biāo)準(zhǔn)》JTJ63—89的規(guī)定,高壓噴射注漿主要工藝技術(shù)參數(shù)采用:水噴射壓力20MPa,水噴射泵量80L/min,噴射嘴2個,孔徑2mm;氣壓0.7MPa,氣量2m3/min,注漿壓力3MPa,注漿泵量150L/min,注漿管提升速度10cm/min,擺噴擺速20°/s。3施工設(shè)備和工藝3.1注漿泵黨內(nèi)系統(tǒng)鉆孔設(shè)備:GD—2型旋噴液壓鉆機(jī)供水系統(tǒng):采用ZJB—30高壓注漿泵,額定壓力為30MPa供氣系統(tǒng):采用空氣壓縮機(jī),排氣量5m3/min,壓力0.7MPa。供漿系統(tǒng):采用LG—200型攪拌機(jī)。4施工工藝技術(shù)4.1測量取樣根據(jù)高程控制點,確定防滲墻的頂(底)板高程,孔深。測量放出防滲墻軸線孔位,施工時應(yīng)校核放樣,確?？孜徽`差符合要求。4.2通過孔前降低立軸的垂直度鉆孔采用硬質(zhì)合金鉆進(jìn),優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁。鉆孔時應(yīng)嚴(yán)格按照施工放樣進(jìn)行開孔,根據(jù)地質(zhì)報告適當(dāng)布置一些先導(dǎo)孔,并取芯進(jìn)行地質(zhì)描述。然后根據(jù)芯樣和鉆進(jìn)情況準(zhǔn)確判斷相對不透水層的深度。開孔時應(yīng)利用儀器從互相垂直的兩個方向測量鉆機(jī)立軸的垂直度。鉆桿,鉆具應(yīng)與孔深,孔徑相配套,要經(jīng)常檢查鉆桿的垂直度,尤其是主動鉆桿。終孔時進(jìn)行孔斜測量,只有保證孔斜率達(dá)到≯1%時,防滲體的搭接才有保證。4.3注射注射溶液4.3.1低壓水邊下管將噴射管下到設(shè)計深度,定位。下管時,采用一邊送低壓水一邊下管的方法,這樣既可以防止噴嘴堵塞,又可以將造孔時孔壁上形成的泥皮破壞,便于提高水泥漿凝固后與地層的膠結(jié)力。4.3.2孔口壓注和孔口回灌當(dāng)噴射管下到設(shè)計深度定位后,按設(shè)計墻高和設(shè)計工藝技術(shù)參數(shù)要求,雙向擺噴或定噴注入水、氣、漿,時間3～5min,等注入的水泥漿冒出孔口后,停止送水、氣、漿,提出噴射管。施工時注意以下幾點:注漿分序:嚴(yán)格按照一、二序孔設(shè)計要求進(jìn)行注漿;下管深度:在高噴管上設(shè)置標(biāo)尺,保證防滲墻底板高程不高于設(shè)計高程;噴射方向:按一、二序孔確定雙向擺噴噴射擺角和定噴方向;提升控制:孔口返漿滿足回漿比重的要求;注漿量:以孔口冒漿,滿足回漿比重的要求;水灰比:嚴(yán)格稱量制漿,并定時用比重稱檢測注漿和回漿比重是否滿足要求;噴射參數(shù):提升速度、水壓、氣壓、漿壓,擺速嚴(yán)格按照設(shè)計要求控制并保持穩(wěn)定;孔口回灌:一個孔噴射注漿結(jié)束后,由于滲漏、漿液析水等原因,應(yīng)及時將鄰近噴漿孔的冒漿引到已噴孔進(jìn)行回灌,從而保證防滲體頂部高程符合設(shè)計要求。清洗注漿系統(tǒng):噴射注漿完畢,將注漿管提出鉆孔后,應(yīng)立即用清水沖洗整個管路,避免水泥漿凝固在管路中。4.3.3板墻頂部缺陷由于水泥漿在凝結(jié)硬化過程中的析水,容易在板墻頂部形成凹陷。在噴射注漿結(jié)束后,可以通過噴射孔,向孔內(nèi)進(jìn)行靜壓注漿,直到漿面不再下沉為止。4.4掃孔復(fù)噴植物群落(1)噴射注漿時孔口不返漿。應(yīng)采取停止提升,進(jìn)行靜壓注漿的方法處理,如漏漿較大可只送濃漿,當(dāng)灌注一定時間后仍不返漿,則可采用灌水泥、水玻璃、砂漿等,待凝固后進(jìn)行掃孔復(fù)噴;如外漏點在地表,可采取嵌縫封堵、間歇灌漿和將其它噴漿孔的冒漿引入孔內(nèi)等方法,待凝固后再進(jìn)行掃孔復(fù)噴。(2)當(dāng)高壓噴射注漿系統(tǒng)因故障(停水、停電、噴嘴被堵、機(jī)械故障等)停噴后重新恢復(fù)噴注時,應(yīng)將高噴管下插50cm,以保證防滲體連接可靠。5高壓雙向擺定噴注漿與設(shè)備的配合高壓噴射注漿固結(jié)體的質(zhì)量,除與土質(zhì)條件和噴射破壞強(qiáng)度有關(guān)外,還受噴射注漿持續(xù)時間,注漿材料性能,噴射作業(yè)深度和地下水的特性等因素的影響。因此在施工時,應(yīng)根據(jù)初步擬定的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場噴射注漿試驗,并根據(jù)地基的物理力學(xué)指標(biāo),分析設(shè)計采用的噴射參數(shù),漿液配比,外加劑是否合理,固結(jié)體的質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計要求,進(jìn)一步調(diào)整設(shè)計參數(shù)和施工工藝,使噴射注漿體達(dá)到最佳性能指標(biāo)。高壓雙向擺定噴注漿質(zhì)量檢驗采用挖槽觀察,鉆孔取芯和圍井試驗三種方式進(jìn)行。本工程的檢驗結(jié)果如下:(1)工程采用局部挖槽觀察,發(fā)現(xiàn)防滲板墻成型較好,墻體厚度(寬度)>30cm,超過設(shè)計值。(2)工程布置3個檢查孔。通過鉆探取芯檢查,3個鉆孔均取出了完整的水泥芯。取芯率達(dá)96%,水泥芯強(qiáng)度超過25MPa。表明防滲墻的墻體結(jié)構(gòu)連續(xù),強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求。(3)工程的圍井試驗以弱控制為原則,在16#孔(灌漿異常,地質(zhì)情況復(fù)雜,兩孔搭接點)的地段做了圍井試驗,向孔內(nèi)做注水試驗,來計算防滲墻的抗?jié)B性能,在監(jiān)理人員的現(xiàn)場監(jiān)督下,做好固井的封底,封頂,保證注水孔邊界條件與防滲墻實際邊界條件相同,經(jīng)試驗該墻體防滲性能達(dá)設(shè)計要求。6高壓噴射灌漿技術(shù)本工程已竣工兩年,經(jīng)過兩年的汛期考驗,防滲墻未發(fā)生任何破壞和滲漏,確保了無為大堤和蕪湖長