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高压定喷防渗墙在堤防加固中的应用摘要:高压定喷灌浆施工机具设备简单，施工简便，具有较好的耐久性，且噪声小，无污染。
因此在堤防防渗加固工程得到广泛的应用，本文针对二重管高压定喷灌浆技术在某防洪堤防加固工程中的应用进行了探讨。
关键词:堤防工程；高压定喷技术；防渗加固高压旋喷桩施工工艺高压旋喷桩施工技术是70年代日本首先提出，它是在静压灌浆的基础上，引进水力采煤技术而发展起来的，是利用射流作用切割掺搅地层，改变原地层的结构和组成，同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体，借以达到加固地基和防渗的目的。
1工程概况某防洪堤防工程位于广东佛山，为了确保防洪堤安全,决定对部分堤段进行高压定喷建防渗墙加固处理。
此堤段高压定喷防渗墙加固工程分为两个单项工程,即北堤和南堤。
北堤基础防渗墙工程所处位置的地层,自上而下为砂砾土、粘土、砂土、砂、中间局部有块石等。
南堤基础防渗墙工程所处位置的地层,自上而下为碎石、粘土、砂土等。
北堤基础防渗墙走向长度为97.7m(桩号2+971.3—3+069),防渗墙钻孔轴线位于堤顶的防浪墙内侧1.0m处,防渗墙墙深为8.5m,防渗墙面积850m2。
南堤基础防渗墙走向长度为70.8m(桩号4+745—4+815.8),防渗墙钻孔轴线位于堤顶的防浪墙内侧1.2m处,防渗墙墙深为9.5m,防渗墙面积686.8m2。
2001年6月～8月施工。
工程造价约41万元。
(参见图1)2防渗墙施工2.1施工主要设备G22A钻机(改制高喷机),55kW高压注浆泵(输浆量≥80L/min),3m3电动移动式空压机,立式及卧式灰浆搅拌机,柴油发动机组等。
2.2施工工艺管理高压定喷是利用钻机钻孔将带同轴双重喷嘴钻杆钻至土层预定位置后,用高压注浆泵将预制好的浆液(一般是水泥浆液)加压,使液流获得巨大能量,从内喷嘴中喷出,同时用空压机把压缩空气通过钻杆输送到环形外喷嘴,使高压的水泥浆射流与其外部环绕的压缩空气喷射组成的复合式高压喷射流同轴射出,减缓了高压喷射流的动态衰减,大大提高了高压水泥浆液破坏、冲切地层的能力,增加了高压水泥浆的有效射程；钻杆(即注浆管)边按指定方向喷射边逐渐向上提升,冲击破坏土体,水泥浆液与经冲切下来的土粒通过搅拌混合、压缩和渗透等作用,经浆液凝固后便在土中形成一板墙状具有一定强度的固结体,相邻的板墙状固结体互相交接,经过一定时间便在地层中形成整体连续防渗墙。
高压摆喷防渗墙在堤防加固防渗工程中的应用摘要: 高压摆喷防渗墙是一种采用高压水或高压浆液形成高速喷射流束,切割、破坏地层土体,并以水泥基质浆液充填掺混其中,形成桩柱或板墙状的凝结体,用以提高地基防渗或承载能力的施工技术，广泛应用于低水头土石坝坝基等防渗工程。
本文结合某堤防达标加固防渗工程施工为例，从防渗设计、高压摆喷防渗墙施工工艺及高压摆喷防渗墙质量检验等方面阐述了高压喷射灌浆技术在堤防加固防渗工程中的应用。
关键词: 高压摆喷防渗墙；堤防加固防渗；防渗设计；施工工艺；质量检验Abstract: high pressure jet-grouted cutoff wall is a kind of the high pressure water or high pressure grout injection flow bunch form high speed, cutting, damage soil strata, and with cement slurry filling matrix of mixing, forming a pile column or purpose of condensate of body, to improve the bearing capacity of foundation seepage control or construction technology, widely used in low head dam foundation seepage control projects such as earth dam. This paper based on a standard reinforcement engineering construction levee seepage control as an example, the seepage control design, high pressure jet-grouted cutoff wall construction technology and high pressure jet-grouted cutoff wall paper expounds the quality inspection of high pressure jet grouting technology in the levee reinforcement of the application of the seepage control project.Keywords: high pressure jet-grouted cutoff wall; Levee reinforcement seepage control; Seepage control design; The construction technology; Quality inspection1 工程概况某堤防工程是一宗以防洪、排涝为主的水利工程，现状存在防洪标准偏低，堤身单薄，部分堤基座弯受冲，深槽迫岸，“两水夹一堤”等众多工程隐患，随着围内国民经济的不断发展，加固和完善堤防工程防洪标准是十分必要的，省、市主管部门均同意该堤防按三十年一遇设计洪水标准进行全面加固。
高压喷射防渗墙在堤防加固中的应用摘要：本文结合工程实例，介绍了堤防工程的地质条件，阐述了高压喷射防渗墙的工作原理及施工设计，重点围绕施工准备、生产性试验、施工参数和施工工艺等方面对高压喷射防渗墙施工进行探讨，并总结了堤防工程特殊情况处理及防渗墙质量检测工作，以供参考。
关键词：高压喷射；防渗墙；堤防加固；施工工艺；质量检测目前，堤防加固工程防渗墙种类又很多，主要包括塑性混凝土防渗墙、深层搅拌水泥土防渗墙和高压喷射防渗墙，其中高压喷射防渗墙是近年来应用较为广泛的一种工艺技术，具有防渗效果好、成本低、工艺简单、施工方便和噪音小等特点，能够有效解决堤防工程的防渗问题，起到良好的加固效果。
本文通过探讨高压喷射防渗墙在堤防加固中的应用，进一步研究高压防渗墙施工工艺技术，希望对往后类似研究工作起到科学的指导作用。
1工程概况某河堤工程施工总长度为3680m。
主要施工项目采用高压旋喷、高压摆喷防渗墙施工，施工处理深度约9m，本堤段设计洪水位标高27.62～27.74m。
2地质条件堤段填筑土较为复杂，由素填土(粉质粘土、粉质壤土夹少量砂壤土、粉细砂)、碎石垫层、砖块、煤渣、建筑垃圾等混杂组成，部分堤段中部有浆砌石条石墙，其内侧回填有厚2～3m的棕红色老粘土，堤身内外坡脚有混凝土或浆砌条石堡坝以及条石或混凝土砖护坡，填土厚度一般3～9m。
人工堆积填筑土中还有堆于漫滩的建筑垃圾、护岸的抛石、块石以及成因复杂的碎块、木桩、粉质粘土、粉质壤土、古河道堆积的煤渣以及近期护岸堆积物等，最厚达25m。
3高喷防渗墙施工设计本工程高喷防渗墙设计分别为高压旋喷防渗墙及高压摆喷防渗墙，防渗墙最小厚度不小于20cm或12cm。
摆喷防渗墙设计为折线形式，固结体轴线与钻孔中心线成15。
夹角，摆喷角度25～30°。
高喷墙质量技术指标要求：墙体有效厚度：摆喷≥20cm，旋喷／>40cm；墙体最小厚度：摆喷≥12cm，旋喷≥20cm；抗压强度R28≥4MPa；墙体渗透系数：K≤i×10cm-7／s(1≤i60。
图1 高压摆喷灌浆技术原理图示186YAN JIUJIAN SHE进行Ⅱ序孔施工。
（3）主要参数单桩承载力8～20MPa,K ＝10-6cm/s ；固结强度5～10MPa ；布孔形式及孔距：摆喷半径R0＝0.75m,摆喷孔位间距L ＝1.5m，最小厚度0.30m，最大厚度0.50m ；注浆材料及配方：用425﹟普通硅酸盐水泥，水灰比1：1，1.5：1。
注浆材料使用量：360.5kg/m。
防渗墙砼标号C10；抗渗等级采用W8；板墙厚度大于0.30m。
（4）施工控制主要指标摆动角度：25°；施工方法：三重管法；管序：Ⅰ、Ⅱ序；设计孔距：1.5m ；高压水压：32～35 MPa ；压水流量：75L/min；浆压：0.5～1.0 MPa；水灰比：1～1.1；回浆比重：＞1.2；浆量：＞50L/min ；风压：0.7MPa ；提速：8～10cm/min ；旋转速度：6～8r/min。
2.方案实施以及相关注意事项在水库高压摆喷防渗体施工中，需要掌握以下施工要点：（1）在施工前施工单位首先需组织施工人员，需要对现场以及周围的施工环境详细的勘察与记录，测量好施工的距离，提前准备好相关设备，包括高喷台车、搅拌机、高压注浆泵、高压水泵、空压机、钻机等，为保证施工的安全性与有效性。
在正式施工之前，应该选择具有代表性的施工地段进行施工试验，确认各施工环节无误后再进行正式施工。
（2）在水库工程防渗体的施工中，此技术的施工原料为水泥浆，三重管方式。
为保证该技术的应用效果，钻机成孔并经验收合格后，移高喷机到位，将摆喷管、喷头插入预定深度，将喷嘴对准喷射方向后，由下而上进行喷射作业。
为了防止喷嘴堵塞，喷头用胶布封好，采用低压送水、气、浆的方法，即首先空载启动空压机、待运转正常，再空载启动高压泵，在下喷射管的同时向孔内送风送水，待喷射管下到设计深度，使风量和泵压逐渐升高至规定值，开动注浆泵，先送清水，泵量和泵压正常后开始注浆，等浆液正常返回至孔口，才开始自下而上摆动提升至设计顶高，即可停风、停水，为了解决凝结体顶部因浆液析水而出现的凹陷现象，每当喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直至孔口液面不再下沉为止。
高压喷射灌浆防渗技术在水库大坝基础处理中的应用分析高压喷射灌浆防渗技术可用于水利工程的防渗处理，并且能够修复病库和堵漏堤坝。
高压喷射灌浆法通过采用高压水或高压浆液，从而形成高速喷射流束，对于地层土体会起到冲击、切割作用，其中还会掺混水泥基质浆液，从而形成桩柱或板墙状的混结体，这种施工技术可以提高地基防渗和承载能力。
当高压喷射灌浆技术得到成功应用时，我国就加强了对这项技术的推广和使用。
本文就对高压喷射灌浆防渗技术在水库大坝基础处理中的应用进行了分析。
标签：水库大坝；高压喷射灌浆防渗技术；应用分析引言高压喷射灌浆就是通过钻机把带有喷嘴的灌浆管钻进到土层的既定位置后，用高压设备让浆液变成将近30MPa的高流，再从喷嘴中喷射出来，从而对土体产生冲击力，破坏土体。
如果喷射流的能量大、速度快并且呈脉动状，当其动压超过土体结构强度时，土体上的土粒便会剥落下来，那些细小的土粒也会随着浆液一起冒出水面，剩下的土粒就会和浆液搅拌混合，通过喷射流的冲击力、离心力和重力等作用，按照浆土的比例和质量大小会有规律的重新排列，当浆液凝固后，那它就会在土中形成一个固结体。
1 高压喷射灌浆防渗技术的优点（1）具有良好的可灌性。
高压喷射灌浆破坏原土层结构时是强制性的，和一般注浆相比，不具有可灌性。
如果高压射流破坏了地层，例如细砂、特细砂和粘性土等，那它都可以对其进行处理。
（2）具有良好的可控性。
射流机理具有绕流、位移和袱裹等作用，当对块、卵石层的较大孔隙和集中渗漏空间时，就会把地层颗粒间封堵。
通过实践证明，此项技术具有良好的防渗效果。
（3）具有可靠地连接性。
高压喷射灌浆板墙自身和周边的构筑物都能实现三维空间的连接，不管是在上下，还是左右和前后。
（4）具有灵活的机动性。
此项技术不需要开挖地层，但是可以在钻孔内的任何高度上，通过使用不同方向和不同喷射形式，再结合设计的要求，从而喷射出形状不一的凝结体；当然，也可以通过坝体和涵洞这些建筑物处理数十米以下的砂砾层；还可在水上处理水下隐患；可以通过浆液调整防渗板墙物理力学指标。
高压定喷防渗墙在堤防加固中的应用
摘要:高压定喷灌浆施工机具设备简单，施工简便，具有较好的耐久性，且噪声小，无污染。
因此在堤防防渗加固工程得到广泛的应用，本文针对二重管高压定喷灌浆技术在某防洪堤防加固工程中的应用进行了探讨。
关键词:堤防工程；高压定喷技术；防渗加固
高压旋喷桩施工工艺高压旋喷桩施工技术是70年代日本首先提出，它是在静压灌浆的基础上，引进水力采煤技术而发展起来的，是利用射流作用切割掺搅地层，改变原地层的结构和组成，同时灌入水泥浆或复合浆形成凝结体，借以达到加固地基和防渗的目的。
1工程概况
某防洪堤防工程位于广东佛山，为了确保防洪堤安全,决定对部分堤段进行高压定喷建防渗墙加固处理。
此堤段高压定喷防渗墙加固工程分为两个单项工程,即北堤和南堤。
北堤基础防渗墙工程所处位置的地层,自上而下为砂砾土、粘土、砂土、砂、中间局部有块石等。
南堤基础防渗墙工程所处位置的地层,自上而下为碎石、粘土、砂土等。
北堤基础防渗墙走向长度为97.7m(桩号2+971.3—3+069),防渗墙钻孔轴线位于堤顶的防浪墙内侧1.0m处,防渗墙墙深为8.5m,防渗墙面积850m2。
南堤基础防渗墙走向长度为70.8m(桩号4+745—4+815.8),防渗墙钻孔轴线位于堤顶的防浪墙内侧1.2m处,防渗墙墙深为9.5m,防渗墙面积686.8m2。
2001年6月～8月施工。
工程造价约41万元。
(参见图1)
2防渗墙施工
2.1施工主要设备
G22A钻机(改制高喷机),55kW高压注浆泵(输浆量≥80L/min),3m3电动移动式空压机,立式及卧式灰浆搅拌机,柴油发动机组等。
2.2施工工艺管理
高压定喷是利用钻机钻孔将带同轴双重喷嘴钻杆钻至土层预定位置后,用高压注浆泵将预制好的浆液(一般是水泥浆液)加压,使液流获得巨大能量,从内喷嘴中喷出,同时用空压机把压缩空气通过钻杆输送到环形外喷嘴,使高压的水泥浆射流与其外部环绕的压缩空气喷射组成的复合式高压喷射流同轴射出,减缓了
高压喷射流的动态衰减,大大提高了高压水泥浆液破坏、冲切地层的能力,增加了高压水泥浆的有效射程；钻杆(即注浆管)边按指定方向喷射边逐渐向上提升,冲击破坏土体,水泥浆液与经冲切下来的土粒通过搅拌混合、压缩和渗透等作用,经浆液凝固后便在土中形成一板墙状具有一定强度的固结体,相邻的板墙状固结体互相交接,经过一定时间便在地层中形成整体连续防渗墙。
2.3施工方法和步骤
为简化施工工序、减少施工环节,该工程采用钻喷一体机系统。
施工工艺流程见图2。
(1)施工轴线、桩号、孔位及高程放样后钻机就位,钻孔前检查定向线是否保持一致及喷咀气体是否堵塞。
用水平尺和吊垂线检查机架水平度和钻杆垂直度,并核对孔位无误后作好定向记号开始钻孔。
(2)钻孔时为保证孔壁不塌孔和提升喷管的连续均匀性,可用膨润土泥浆护壁。
(3)钻孔至设计深度后,先开启高压泵送浆,后送气流,经检查压力稳定、气孔无堵塞后,开始提升钻杆(即注浆管)。
(4)提升至设计顶高程先停止送气流,后停止送浆液。
(5)为保证墙顶高程可采用静压注浆,前后孔连续作业时,可采用返浆回灌。
(6)清洗管路,移机继续施工下一孔。
2.4施工工艺技术参数及孔位布置
(1)高压喷射注浆参数为:提升速度20～28cm/min,浆液流量75～85L/min,浆液压力≥20MPa,输浆比重≥1.32,空气压力0.6MPa。
(2)相邻孔防渗墙连接形式:双喷嘴夹角单墙连接,喷嘴夹角140°,孔距为1200mm。
2.5特殊情况处理
施工过程中,盖山堤段浦口段发现有5孔在地表以下3m左右出现漏浆现象,经采取喷射结束后后孔返浆回灌前孔,并使用水玻璃促凝处理,防止水泥浆流
失,确保了防渗墙施工质量符合设计要求。
3质量及效果评价
3.1检测和检查
高压定喷防渗墙工程是一项隐蔽工程,检查方法有开挖检查、取样送检、围井注水试验三种。
3.1.1开挖检查
重点检查施工中出现异常情况的部位及可能对高压喷射注浆质量产生影响的部位。
北堤(浦下)段开挖两处,第一处开挖3#～5#孔,挖深2.7m、长2.3m、宽2.1m；第二处开挖45#～46#孔,挖深2.4m、长2.3m、宽2.0m。
南堤段开挖4#～5#孔,挖深2.6m、长2.3m、宽2.1m。
根据开挖情况,墙体的外观质量好,无蜂窝、孔洞,防渗墙整体性强,墙顶高程、孔距、相邻孔墙交接均符合要求。
北堤段墙厚检查5点,位置在钻孔中心、墙交接处、墙中间,墙厚均≥12cm；南堤段墙厚检查6点,位置在钻孔中心、墙交接处、墙中间,墙厚均≥11cm。
在施工过程中都有发现后孔串前孔返浆现象,这说明成墙连续性较好,防渗墙成墙可靠。
3.1.2墙体取样送检
取样位置由建设单位、监理随机指定,通过检测单位对防渗墙所取试块的渗透系数进行检测,北堤段渗透系数 4.47×10-7～8.14×10-7cm/s,代表值6.16×10-7cm/s；南堤段渗透系数1.73×10-7～4.11×10-7cm/s,代表值3.34×10-7cm/s,均小于1×10-5cm/s,符合设计要求。
3.1.3围井注水试验
北堤段围井注水试验,求得防渗墙渗透系数平均值为3.46×10-7cm/s,南堤段围井注水试验,求得防渗墙渗透系数平均值为6.20×10-8,均小于1×10-5cm/s,符合设计要求。
3.2多年汛期观测
经过了4a的汛期洪水考验,最大流量达2.2万m3/s,该加固堤段未出现渗漏现象,说明解决了防渗问题,消除了隐患,工程效果是好的。
4技术的创新和选择
高压定喷灌浆技术,是在单管旋喷和单管定喷基础上改进发展起来的。
它仅增加空压机等极少设备,保留了单管高喷的小型、轻便、灵活、机动的优点,另外还具有以下优势:
(1)工效提高。
单管旋喷孔距一般在60cm以下,单管定喷孔距一般在80cm,二管定喷一般根据相邻孔墙连接形式、喷嘴夹角大小和不同地层进行试验,以确定孔距。
碎石、砂砾土、粘土、砂土、砂层等,采用喷嘴夹角单墙连接形式,一般孔距为1000～1300mm。
吹砂层、淤泥层等,采用喷嘴夹角单墙连接形式,一般孔距为1300～1500mm；采用喷嘴夹角菱形双墙连接形式,一般孔距为900～1100mm。
孔距拉大,钻孔工作量减少,工效自然提高。
另外单管喷仅一个喷嘴,二管喷是二个喷嘴,工序少,工效也提高。
(2)水泥用量减少。
单管旋喷水泥用量约350kg/m2,单管定喷约为200kg/m2,而二管定喷为180kg/m2。
(3)造价降低。
因工效提高,少钻孔,水泥用量减少,故工程单价也降低,单管旋喷约360元/m2,单管定喷约210元/m2,二管定喷约180元/m2。
(4)质量更好。
由于高压定喷的钻杆直径为90～110mm,而单管高压旋喷的钻杆直径为45～55mm,二重管高压定喷的钻杆钢度大,钻孔垂直度好、偏离少；只要相邻孔墙是斜向连接形式,相邻孔孔距适当,高压定喷交接几率比单管高压旋喷交接几率大大提高了。
另外,若采用夹角菱形喷嘴建双排防渗墙,造价接近于单管定喷(单排墙),但成墙可靠性却提高数倍以上。
5结束语
综上所述，通过开挖、取样送检、围井注水试验及防渗墙施工后多年汛期观测效果来看,高压定喷在防洪堤中构筑防渗墙,技术是可行的,经济是合理的,实践是成功的,具有普遍意义和推广应用价值。
参考文献
[1] 胡昱玲刘占山，高压定喷灌浆施工的质量控制[J]安徽水利水电职业技术学院学报2008.03
[2] 苏建军，高压定喷灌浆防渗在崆峒水库除险加固工程中的运用[J]甘肃农业，2006.11
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
