砂卵石層中高噴截滲墻幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

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　近幾年來(lái)，隨著高噴理論、工藝方法及設(shè)備條件的不斷改進(jìn)和完善，在含大顆粒的砂卵石層中構(gòu)筑連續(xù)的高噴截滲墻已不是一件難事，成功的工程實(shí)例也日益增多。但也不容否認(rèn)，目前在此類地層中所采取的施工工藝方法仍不盡完善，尚存在一些缺點(diǎn)和不足之處。如施工時(shí)與之配套的鉆孔設(shè)備，工藝落后，在砂卵石層中的鉆進(jìn)工效基低，工期的延誤現(xiàn)象繁多，項(xiàng)目工程的工期履約率難以保證；構(gòu)成的截滲墻體連續(xù)性及密實(shí)性差，墻體質(zhì)量缺陷較多，在有些工程中，截滲墻體甚至無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期的防滲要求。

　　如何在砂卵石層中優(yōu)質(zhì)、快捷的構(gòu)筑高噴截滲墻呢？作者結(jié)合以往眾多的工程實(shí)踐，將一些施工經(jīng)驗(yàn)歸納如下：

　　一、施工前應(yīng)進(jìn)行必要的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，以完善施工設(shè)計(jì)

　　1．根據(jù)試驗(yàn)，確定合理的墻體結(jié)構(gòu)形式。高噴截滲墻的結(jié)構(gòu)形式主要分為兩擺結(jié)合、旋擺結(jié)合及兩旋結(jié)合，在同等條件下，各自具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)對(duì)施工效果及工程造價(jià)等因素的綜合考慮，實(shí)驗(yàn)時(shí)宜選旋擺結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式。

　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，若最終采用兩擺結(jié)合的施工方案時(shí)，為了減少鉆孔偏斜對(duì)墻體搭接效果的影響，其板墻搭接方式的選擇宜遵循如下原則：（1）采用折線搭接；（2）噴射中線與防滲軸線的最佳夾角為25°～30°。

　　2．確定施工參數(shù)。由于被處理對(duì)象地質(zhì)條件各異，既使同類地層其卵石粒徑大小、級(jí)配、含泥量多少、孔隙度等地層參數(shù)也各不相同，所以說(shuō)高噴施工參數(shù)的選擇不能完全照搬其他同類工程應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)決定。這是成功構(gòu)筑高噴截滲墻的關(guān)鍵。

　　二、用風(fēng)動(dòng)潛孔跟管鉆進(jìn)技術(shù)，提高在砂卵石層中的鉆孔效率

　　風(fēng)動(dòng)潛孔跟管鉆進(jìn)技術(shù)源于國(guó)外的Odex工法，它不僅使用了潛孔錘造孔，同時(shí)解決了套管跟進(jìn)問(wèn)題，與國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和沖擊鉆進(jìn)的方法相比，其具有鉆進(jìn)效率高（5倍～8倍）、鉆孔質(zhì)量好、孔內(nèi)事故少等優(yōu)點(diǎn)。是一種施鉆砂卵石層較為理想的方法。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，具體施工時(shí)也應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：

　　1．不可盲目追求鉆孔進(jìn)尺。在砂卵石層使用潛孔錘造孔時(shí)，鉆進(jìn)效率高，這時(shí)不可盲目加大給進(jìn)壓力以追求進(jìn)尺，應(yīng)隨時(shí)注意孔口上返巖屑情況，及時(shí)調(diào)整鉆壓及其他鉆進(jìn)參數(shù)，防止因巖屑產(chǎn)生過(guò)多來(lái)不及返出而造成人為卡鉆事故，影響鉆孔工效。

　　鉆進(jìn)過(guò)程中若遇較大粒徑的塊石體時(shí)，且不可強(qiáng)行跟進(jìn)，應(yīng)采用搗、打相結(jié)合的方法，防止套管卡死在孔內(nèi)，造成廢孔。在實(shí)際施工時(shí)，鉆進(jìn)參數(shù)可參考如下：

　?。?）鉆速：控制在15～25r/min之間，一般情況下不宜用高轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速太高會(huì)導(dǎo)致偏心鉆頭加速磨損及鉆桿脫扣。

　?。?）鉆壓：一般鉆壓控制在15～20KN，進(jìn)尺太快，應(yīng)降壓鉆進(jìn)，施于沖擊器的鉆壓最低以沖擊器工作時(shí)不產(chǎn)生反跳為宜。

　?。?）風(fēng)壓：一般不應(yīng)超過(guò)1.0Mpa，以滿足沖擊器工作壓力為準(zhǔn)。

　?。?）風(fēng)量：一般有8m3/min既可，在特殊情況下，如處理事故，強(qiáng)風(fēng)吹孔時(shí)，應(yīng)能達(dá)到10m3/min。

　　2．深孔（孔深＞15m）鉆進(jìn)時(shí)，新舊套管不宜混用。

　　在施工中，為了減少管材消耗，節(jié)約工程成本，護(hù)壁套管往往都是多批次、無(wú)定期的疲勞使用,部分舊套管的外壁及絲扣在使用過(guò)程中已受到不同程度的磨損，在進(jìn)行深孔鉆進(jìn)時(shí)，隨著鉆孔深度的增加，套管外壁所承受的磨擦阻力及管體底部受到的沖擊拉力也隨之增大，若新舊套管混用，在孔內(nèi)發(fā)生脫絲及斷管的機(jī)率也會(huì)增大，將極大影響成孔效率。

　　3．嚴(yán)格控制鉆孔偏斜。在高噴施工中，鉆孔偏斜是影響墻體可靠搭接的關(guān)鍵因素。施工時(shí)可采用如下措施以防止鉆孔發(fā)生偏斜：（1）鉆機(jī)就位后，應(yīng)墊穩(wěn)及調(diào)整鉆機(jī)，使開孔鉆具始終保持在鉛錘狀態(tài)。 （2）開孔鉆具應(yīng)采用大一級(jí)鉆具，在鉆至卵石層后要反復(fù)上下活動(dòng)，避免回填土中的礫石造成鉆孔偏斜。（3）下入跟進(jìn)套管并用水平尺反復(fù)校對(duì)垂直度，如明顯有偏斜，則拔出后填入砂礫石料而后重新在原處開孔。（4）鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)套管有偏斜現(xiàn)象，應(yīng)全部拔出重新開孔。（5）進(jìn)口跟管鉆機(jī)（如SM-400），應(yīng)啟用自動(dòng)糾偏系統(tǒng)。

　　4．把握好兩序孔間的施工間隔。按分序加密的原則，高噴孔多分為兩序孔施工。在前一次序孔高噴施工結(jié)束后，合理確定下一次序孔的開孔時(shí)間尤為重要。若開孔時(shí)間過(guò)早，鉆孔時(shí)釋放入地層內(nèi)的高能量的壓縮空氣，極可能會(huì)破壞前一次序孔已形成的但強(qiáng)度尚很低的水泥墻體，若開孔時(shí)間過(guò)晚，原以擴(kuò)散到孔周圍的水泥漿體已具有了較高的凝結(jié)強(qiáng)度，將會(huì)增加跟管鉆進(jìn)的難度。一般以6～12天為宜。

　　5．采用帶徑向條縫的特制PVC塑料管護(hù)壁。砂卵石層一般漏失量較大，若采用傳統(tǒng)的泥漿護(hù)壁工藝，需用大量的塑性漿液，護(hù)孔成本高，且噴孔時(shí)，由于漿液的串冒，塌孔嚴(yán)重，成孔率低。采用此類特制的PVC管護(hù)壁，護(hù)孔效果好，且此管在高壓射流束的強(qiáng)力沖擊作用下極易破壞，不會(huì)影響噴射質(zhì)量。

　　三、高壓噴射灌漿施工要點(diǎn)

　　1．合理進(jìn)行回漿利用。回漿利用就是在噴漿的同時(shí)把孔內(nèi)返出的漿液進(jìn)行回收、凈化，然后根據(jù)回漿比重再次配漿灌注，這樣可大大減少漿材的用量，降低工程成本。但在粉細(xì)顆?；蚰噘|(zhì)含量較高的層段，凈化系統(tǒng)對(duì)混在漿液中的泥質(zhì)及粉細(xì)砂的凈化分離效果是很差的，凈化后的漿液其實(shí)是泥質(zhì)、水泥及粉細(xì)砂組成的混合漿液，回漿比重的測(cè)讀不能真實(shí)反映水泥的含量，若直接按此讀數(shù)配制漿液將難以保證施工質(zhì)量。因此在此層段不宜進(jìn)行回漿利用。

　　2．不應(yīng)忽視孔口補(bǔ)漿工作?？卓谘a(bǔ)漿既是在噴漿結(jié)束后，通過(guò)送漿管路及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充地層漏失的漿液。它是噴漿的最后一道工序，也是平時(shí)施工中易被忽視的一道工序。此道工序做的好壞在密實(shí)、漏漿小的地層（如砂層、土層）中影響不大，但在砂卵石層中，由于地層的透水性很強(qiáng)漏漿較為嚴(yán)重，其將直接關(guān)系著上部墻體成墻的好壞。所以在噴漿結(jié)束后，應(yīng)安排專人在孔口內(nèi)補(bǔ)充濃漿，直至漿面不下降為止。

　　3．返漿不正常的處理。在設(shè)備及施工參數(shù)均正常的情況下，孔口返漿不正常主要有兩種原因，一是地層漏漿，二是相鄰孔串漿。施工時(shí)對(duì)于孔口返漿不正常的孔段根據(jù)實(shí)際情況我們采用不同措施進(jìn)行處理：（1）孔口不返漿：停提靜噴；降低水壓，但漿壓、風(fēng)壓、進(jìn)漿量不變，可孔口加砂或摻加速凝劑；可提動(dòng)噴管5cm以防止卡管；上述措施返漿后，將水壓及其他參數(shù)調(diào)整正常，再正常提升。（2）有返漿，但不正常的孔段，采取間歇提升的方法，返漿正常后，正常噴射。（3）本孔不返漿，而鄰孔返漿時(shí)，各參數(shù)不變，正常提升。（4）針對(duì)有些含砂量很小的卵礫石層，也可采用在套管中預(yù)先灌入黏土砂漿的方法以解決地層的漏漿問(wèn)題。

　　四、通過(guò)鉆噴施工進(jìn)一步認(rèn)識(shí)地層，以指導(dǎo)后續(xù)施工

　　1．風(fēng)動(dòng)潛孔跟管鉆進(jìn)過(guò)程中認(rèn)識(shí)地層。（1）根據(jù)孔內(nèi)上返巖屑的顆粒，可以了解地層中卵石磨圓性的好壞、含砂量的多少及地層的大致分層情況。（2）根據(jù)孔口返水顏色的變化，可以了解地層含泥量的大小。（3）地層中若存在大的塊石體時(shí)，跟管鉆進(jìn)速度會(huì)變慢，且成孔后起拔套管的難度加大。（4）滲透性好的地層，在Ⅰ序孔鉆噴結(jié)束后，Ⅱ序孔的水泥結(jié)石較多，鉆進(jìn)速度也會(huì)變慢，鉆材消耗嚴(yán)重。

　　2．高噴施工過(guò)程中認(rèn)識(shí)地層。（1）孔口不返漿、漏漿嚴(yán)重或相鄰孔串漿的孔段，表明該處地層空洞大、孔隙高、滲透性好。（2）噴孔時(shí)卡管、埋管現(xiàn)象較多的孔段，表明該處地層松散、塌孔嚴(yán)重。（3）Ⅰ序孔噴漿后，若相鄰孔漏漿現(xiàn)象減少，孔口返漿趨于正常，則表明Ⅰ序孔施工已在一定程度上達(dá)到充填地層空隙改善地層的效果。

　　參考文獻(xiàn)：《水利水電施工技術(shù)》

　　《水工混凝土施工驗(yàn)收規(guī)范》