维普资讯 http://www.cqvip.com 第２３卷第２期 ２００２年４月 建 井 技 术 ＭＩＮＥ Ｃ０ＮＳＴＲＵ（ ｒＩＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ Ｖｏ１．２３ Ｎｏ．２ ＡＤｒ ２００２ 高压喷射灌浆技术在松花江堤防 截渗工程中的应用 于立元 李国强 赵剑辉 （１哈尔滨市基础工程公司，黑龙江哈尔滨，１５００１６；２北京中煤矿山工程公司，北京，１０００１３） 摘要：为了有效解决松花江堤防基础渗漏这一主要安全问题，自２０００年以来， 在沿江一线采用三列管高压喷射灌浆技术对堤防进行加固，形成了地下混凝土连续 截渗墙，取得了良好效果。详细介绍了采用三列管高压喷射灌浆技术构筑堤防截渗 墙的施工设备、施工工艺、施工参数和检测方法。 关键词：堤防加固；高压喷射灌浆技术；围井试验 中图分类号：ＴＶ５４３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００２—６０２９（２００２）０２—００３９—０３ 在哈尔滨历史上，松花江多次发生洪水， 尤其是在１９９８年发生特大洪水期间，堤防多 处出现管涌现象，并造成险情，暴露了堤防存 在定摆喷施工中存在的定向困难、易脱扣等 问题，而且减少了阻力，改善了水、气、浆介质 的输送条件。 １ 工程地质及水文地质条件 在的安全问题，而基础渗漏是其中的主要安 全问题。为了有效解决这一主要安全问题， 自２０００年以来，在沿江一线采用三列管高压 根据施工现场地质资料，地层自上而下 ０～２ｍ为回填土，２～５ｍ为松散土层，５～ １９ｍ为粉细砂和中砂层，１９～２３ｍ为粗砂、 圆砾层，２３ｍ以下为粉质粘土；地下静水位位 于地表以下２．５ｍ左右。 喷射灌浆技术对堤防进行加固，形成了地下 混凝土连续截渗墙，取得了良好的效果。 三管高压喷射灌浆，就是将高压水和压 缩空气同轴喷射，冲切搅拌地层，同时将固化 剂灌人地层。根据水、气、浆３种介质输送方 式的不同，三管喷射灌浆法分为三重管法和 三列管法。在三重管法中，水、气、浆是通过 ３根同心的圆管输送到喷头进行喷射，管与 管之间采用“Ｏ”形圈密封，丝扣连接。而在 三列管法中，水、气、浆是通过３根并列的管 路输送到喷头进行喷射，管与管之间靠螺栓 压紧连接密封。与三重管法相比，三列管喷 ２三列管高压喷射灌浆主要施工设备 每套－－ｙ，ｊ管高压喷射灌浆主要设备及性 能见表１，其它辅助设备主要包括喷射管、喷 头、导流装置、高低压胶管、配电柜等。 ３工前试验 －Ｎ管高压喷射灌浆法在砂砾、卵石地 －射装置结构简单，加工容易，使用寿命长；管 与管之间通过螺栓连接，定向容易，更适合于 在砂砾层中进行定摆喷施工，解决了三重管 收稿１３期：２００２－０２—２０ 层中构筑地下截渗墙虽已得到了广泛应用， 但为了找出适合于本工程的安全合理的施工 参数，还须进行工前试验。 维普资讯 http://www.cqvip.com ４０ 建井技术 ２００２年第２３卷 本次工前试验内容包括高压喷射灌浆法 形成截渗板墙试验和形成围井试验。 １３０ｍｍ摆喷孔，钻孑Ｌ布置见图２。孔深均为 ２５ｍ。 根据试验结果，并考虑孔斜、孔深、板墙 截渗板墙试验时，布置６个１３０ｍｍ摆 喷孔，钻孔布置见图１；围井试验时，布置５个 厚度等综合因素确定的施工参数见表２。 表２施工参数 参数名称 孔间距／ｍ 孔深／ｍ 高压水压力／ＵＰ８ 高压水流量几・ ｎ 数 量 参数名称 摆喷角度／（。） 粘土层中提升速度／ｃｍ・ｍｉｎ 砂砾层中提升速度／ｃｍ・ｍｉｎ 压缩空气压力 伊ａ 数 量 ２．０ ２５ ３６～４０ ７５ ２２ ８ １０ ０．６－－０．８ 浆液容重／ｋＮ・ｍ～ 泥浆泵流量几・ｒａｉｎ 泥浆泵压力爪伊ａ ／１７．０（利用回浆）＞ ８０ ０－０．５ 压缩空气流量／＇Ｌ・ｍｉｎ 防渗板墙插入粘土层深度／ｍ 水泥品种、标号 １８００ ２．０ 普硅，３２．５Ｒ 截渗墙 图ｌ截渗板墙试验钻孑Ｌ布置示意 ｌ～６为钻孔序号 本次堤防加固长度１ ５００ｍ，设计共布置 钻孔７５１个，孔间距２．０ｍ。施工过程中，由 于部分地段障碍物的影响，对钻孔布置进行 了适当调整，部分孔间距小于２．０ｍ，实际布 置钻孔７６３个。 为防止长距离连续布孔造成较大累计误 差，利用经纬仪进行测量，每隔５０ｍ确定一 固定标志，使得测量误差在５０ｍ之内得到核 图２围井试验钻孔布置示意 １～５为钻孔序号 实。各孔位均以钢钉配合油漆固定标志标 明，并反复丈量孔距，标上孔号。 ４．２ 高压喷射灌浆作业 （１）钻机就位钻孔。钻机就位后，校正好 ４钻孔灌浆 ４．１钻孔布置 钻机的水平度和垂直度。钻进过程中，采用 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期 于立元等：高压喷射灌浆技术在松花江堤防截渗工程中的应用 ４ ｌ 密度大于１．２ｋｇ／ｃｍ３的泥浆护壁，以防止塌 孔埋钻，并注意检查钻孔的偏斜情况。实际 ２，４，６，８，１０，…号孔。两序孔施工时间间隔 不小于７２ｈ。完成１个孔的喷射灌浆作业 后，将高喷台车移至新孔位，进行下一个孔的 喷射灌浆作业。若喷射灌浆作业无法连续进 行，应将管路及时清洗干净。 ４．３废浆处理 钻孔深度应为设计深度×１．０５＋０．５ｍ（喷头 尺寸），以保证沉渣后喷射管能够下放到设计 深度。 （２）测斜。钻孔达到设计深度后，停止钻 进，用优质泥浆清洗钻孔２０ｍｉｎ，然后提钻。 在距离高喷孔位轴线３ｍ之外，每隔 ２０ｍ左右挖１个３ｍ×２ｍ×２ｍ的废浆池。 施工过程中产生的废浆，部分经沉淀、过滤后 提钻后将ＪＪｘ型井斜仪探头下放Ｎ：ｆＬ中进行 测斜，每间隔５ｍ测斜１次，测得的钻：ｆＬ：ｆＬ斜 率应小于０．７％。若孔斜率达不到设计要 求，应重新扫孔，直到满足要求为止。 （３）插管。钻孔施工完成，高喷台车就位 并校正好垂直度后，开动高压泵、空压机，检 再进行利用，剩余部分排放到废浆池中，待废 浆凝固后（一般需２ｄ左右），及时运至指定地 点 查三量是否合格；三量合格后，将喷射管插入 钻孔，插到设计要求的深度后，调整好喷嘴角 度。 ５施工效果 本次施工合同工期为６０ｄ，实际施工工 期为５３ｄ，提前７ｄ完成了施工任务。施工完 成后，在堤防加固段每２００ｍ范围之内，由监 （４）喷射灌浆。喷射管插入钻孔并调整 好喷嘴角度后，开动高压泵、空压机、泥浆泵， 进行喷射灌浆作业；喷射灌浆达到设计桩长 后，应继续提升５０～７０ｃｍ，然后停高压泵、空 压机，继续灌人５～１０ｍｉｎ浓浆液；灌浆管提 出后，在孔内采用人工间歇灌浆，直到孔内浆 面高度稳定后，方可停止灌浆。 （５）移动高喷台车及冲洗管路。喷射灌 浆施工中，采用￣ｔ：ｆＬ施工顺序，先施工一序 孔，即１，３，５，７，９，…号孔；再施工二序孔，即 （上接４３页） 理工程师任意指定位置做围井试验。试验结 果表明，截渗墙整体连接完好，渗透系数小于 １×１０。。ｃｍ／ｓ，工程质量达到了设计要求。 松花江大堤采用高压喷射灌浆技术加固 后，经过两年的汛期洪水考验，无明显渗水和 管涌现象，保证了大堤的安全。 作者简介 于立元（１９６８），女，１９９１年毕业于黑龙江省水电学 院土工专业，多年来一直从事基础工程的施］：和管理工作 ５施工效果 ４施工监测情况 沿基坑四周共布置观测点６个，各观测 通过采用深层搅拌桩隔水帷幕隔水，钢 筋混凝土悬臂桩与土钉墙组合支护技术，该 工程基坑施工取得了良好的效果：不但工程 点间距不大于１５ｍ。观测点埋设铁件，采用 ＴＤＪ２Ｅ型经纬仪观测坡顶水平位移。观测 工作从基坑开挖时开始，至基坑回填完毕时 结束。从观测结果看：做止水帷幕地段基坑 边坡水平位移最小（１ｍｍ），纯土钉墙地段基 坑边坡水平位移最大（５ｍｍ），且变形主要发 生在施工阶段，均在设计要求的范围内。 质量被评为优良，而且缩短了工期３ｄ（合同 工期为２５ｄ，实际工期为２２ｄ）。 作者简介 李春祥（１９６８一），男，工程师。１９９１年毕业于河北煤 炭建筑工程学院工民建专业，现任北京矿建建筑安装有限 责任公司第六项目经理部主任工程师
