高压旋喷注浆工艺 8"%RCE
一、 材料选择与准备
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旋喷注浆是靠高压液流的冲击力破坏土层并与土体混合成新的固体，根据喷射工艺要求，浆液应具备以下特性：注浆液具有良好的可喷性；有足够的稳定性；浆液中气体应少；能调解浆液的胶凝时间；优良好的力学性能；无毒、无臭、；结实率高。水灰比一般采用1：1~1.5：1的水泥浆液。 w]u@G-e
在喷浆之前按施工要求准备好足够的合格的水泥浆液， OoBCY-gj*
二、 旋喷参数的确定 ?-MP_9!JK
1、 压力参数的确定 0fm*`4Q
一般情况下采用加大泵压力来增加其流量及流速，进而增大喷射力。根据以往经验，本工程压力选择为：0~3米时，采用25Mpa，3米以下时采用23 Mpa。 }lP;U $
2、 旋转提升参数的确定 4[yIOs
旋转、提升的速度与喷流半径有关，而有效半径与喷嘴的几何尺寸和喷射角度有相互联系，并直接影响喷流的特性。根据施工经验，旋喷提升速度宜控制在25~28cm/min范围内，旋转速度宜控制在20~28r/min范围内。其中在顶部1m应选用较慢的转速和提升速度。一般为20~23cm/min速度提升，20r/min旋转。 :Zt2'vcGpf
3、 喷嘴直径 PRkS Q4
喷嘴安装在钻头侧面，是旋喷注浆的关键部分，喷粉直径大小对喷射流速度影响很大。一般单管注浆中喷嘴直径选用2.0~3.2mm。 k|vI<:'p,
三、 旋喷注浆参数确定 j'?7D0>
1、 喷射直径的估计 !ErH~<f%K
旋喷后的固结体尺寸由以下因素决定：土的类别及密实程度，高压旋喷注浆方法，喷射技术。 0p(L '
根据我国使用的水泥浆液，压力为20Mpa左右、喷嘴孔径2.0〈d〈2.5mm时。旋喷固结体直径（D）可按标贯次数（N）进行估计： BHA923p?
粘性土（适用于0〈N〈5〉：D =0.65/154N2~1/154 N2 IvHh4DU3Z
砂类土（适用于5〈N〈15〉：D=1/770（350+10N- N2） /J3ZL[o?Q
2、 布孔形式
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根据现场实际情况，本工程采用三角形布孔。矩形布孔 oR .cSGh
四、 高压旋喷注浆施工工艺的技术要求 *T`-|H*6@
1、 施工工艺 7j$Pt8$
1. 1钻机就位 ehNzDr\s
钻机安放在设计的孔位上并应保持垂直，施工时旋喷管的允许偏斜不得大于1.5%。 DC+b= IOz
1. 2钻孔 7 <9yH:1
单管旋喷常使用76型旋转振动钻机，钻进厚度达30m以上，适用于标准贯入度小于40的砂土和粘性土层。当遇到比较坚硬的地层时宜用地址钻机钻孔。钻孔位置与设计位置的偏差不得大于50mm。 N~^y L <O
1.3插管 lDc-W =X=
插管是将喷管插入地层预定深度。使用76型振动钻机钻孔时，插孔与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。如使用地址钻机钻孔完毕，必须拔出岩芯管，并换上旋喷管插入到预定深度。在插管过程中。为了防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水边插管，水压力不超过1Mpa。若压力过高易将空壁射塌。 6"/WZmOp
1.4、喷射作业 G (iJi
当喷管插入预定深度后。由下而上进行喷射作业，值班人员必须时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、压力、旋转提升速度等参数是否满足设计要求，并随时做好记录，绘制作业过程曲线。 31WC=ur5
1.5、冲洗 :#5xA?=*
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喷射施工完毕后，应把注浆管等机具冲洗干净，管内、机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。 `F t]MR
1.6、移动机具 G7GZDi
将钻机等机具设备移到新孔位上。 \f:z+F!6R
五、 主要技术要求 jN31hDg<z
1. 钻机或旋喷机就位时机座要平稳，立轴或转盘与孔位对正，倾角与设计误差一般不得大于0.5° G{Yz8]m
2、 喷射注浆前要检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求。管路系统的密封圈必须良好。各通道和喷嘴内不得有杂物。 %FZ2xyI.
3、 喷射注浆时要注意准备，开动注浆泵，待估算水泥浆的前锋已经流出喷头后，才开始提升注浆管。自下而上喷射注浆。 t?c}L7ht
4、 喷射注浆时，开机顺序也要遵守第3条的规定。同时开始喷射注浆孔的孔段要与前段搭接0.1m防止固结体脱节。 0 (U #)
5、 喷射注浆作业后，由于浆液析水作用，一般均有不同程度的收缩，使固体体顶部出现凹穴，所以应及时用水灰比为0.6~1的水泥浆进行补灌，并要预防其他钻孔排除的泥土或杂物进入。 C x<0 H
6、 为了加大固结体尺寸，或深层硬土为避免固结体尺寸减小，可以采用提高喷射压力、泵量或降低回转与提升速度等措施，也可采用复喷工艺。 0AK,&nbF
7、 冒浆的处理，在旋喷处理中，往往有一定数量的土粒，随着一部分浆液沿着注浆管壁冒出地面。通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况、旋喷的大致效果和旋喷参数的合理性等。根据实验，冒浆（内有土粒、水及浆液）量小于注浆量的20%为正常。超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应的措施。若是地层中有较大空隙引起的不冒浆，则可以在浆液中掺入适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固。另外，还可以在空隙地段增加注浆量，填充空隙后再继续正常旋喷施工。冒浆量无穷大的主要原因，一般是有效喷射范围与注浆不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆量所致。减小冒浆的措施有三种：提高喷射压力；适当缩小喷嘴直径；控制固结体形状。在正常情况下的冒浆可沿公路横向方向，在相邻两个孔之间开挖排浆沟，形成桩与桩之间的系梁，以便提高复合地基总体承载力。 TlZT1H
高压旋喷灌浆施工方法说明 dS2G}L^L
1工程简要概况 uo\ .7[1
本工程砂砾石层截渗采用旋喷桩，施工轴线长度283m。分河床段和两岸段，河床段砂砾石层厚度8-12m，上接心墙粘土，底部为基岩；两岸段无砂砾石层，心墙粘土以下为基岩。初设旋喷孔距1.0m，钻孔工作量为8535m，旋喷工作量为2471m。截渗面积2289m2。 g.py+
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2施工程序 n DS}^Ba
高压旋喷灌浆孔均分两序或三序施工（遇串浆、串风现象，分成三序施工），总程序为：施工临建（包括水管、电缆铺设、排污系统和集中制浆站建造）、高喷灌浆试验、高喷钻孔、高喷灌浆（先封堵河床段，后施工两岸段）和墙体检查。 r] @0eb
高喷灌浆施工程序见图3-1。 V7d) S& *V
图3-1 高喷灌浆施工程序图 {-3L IO
3钻孔施工工艺 VhL{'w7f
3.1钻孔设备 ,`D ~py,
拟采用9台地质钻机造孔，其中重庆探矿机械厂生产的XY-2型钻机5台和杭州探矿机械厂生产的SGZ-ⅢA型回转式地质钻机各4台。每台钻机配一台BW200/4型双作用柱塞泵钻孔。 k%s_0
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3.2钻孔方法 v+ 7kU=
钻进方法采用硬质合金回转钻进、金刚石钻进、合金牙轮钻进等方法成孔。心墙粘土层段一般宜采用干钻取芯成孔，必要时可向孔内加入少量清水或泥浆；亦可采用泥浆钻进，冲洗液选用优质粘土泥浆或膨润土泥浆；当坝体心墙粘土适合于自然造浆时，可用清水做为冲洗液，但泵量应根据需要严格控制。各种造孔方式均以不破坏坝体心墙粘土结构为原则。砂砾石层采用硬质合金回转钻进、合金牙轮钻进，泥浆护壁，基岩段造孔采用硬质合金回转钻进或金刚石钻进方法。 K5Q43 e1
3.3钻孔基本要求 6W[}$#w
孔径：高喷钻孔孔径不小于Φ110mm。 s m,VYYs
孔深：终孔深度以达到设计要求为准，即伸入基岩1.0m。 O.aG[ wm8
孔斜：孔斜合格标准为偏斜率≤0.5%。 o+w;PP)+=
桩位：根据施工图纸规定的桩位进行放样定位，其中心允许误差应不大于1%孔距。 ncu`vYI.
3.4孔斜测量与控制 :W#r huzC
⑴孔斜测量 E 99hlY~1:
测量仪器采用上海地质仪器厂制造的KXP-1轻便测斜仪，便于操作，可直接从操作箱刻度盘上观察到测量结果，精度可满足工程使用要求。因钻孔孔径比仪器外径较大，以求测量结果真实准确，测孔时配加导向，测斜仪安装在导向管内，与导向管（长度3.5-4.0m，外径与钻孔钻具外径相同）同心同轴。导向装置如图3-2所示。 W>_]dPB S/
图3-2 测斜仪导向装置图 qgIb/6;xQ
⑵孔斜控制 c 'uhK8|
钻孔偏斜是影响墙体可靠搭接的关键因素，施工时采取以下措施进行防斜： sUZX
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①钻机加设底座，力求钻机工作时保持平稳。 ;~fT,7qBah
②钻机就位后，应垫稳及调整好钻机，使开孔钻具保持铅垂状态。 N6K* d` o
③随时校对立轴垂直度，加长粗径钻具，禁止使用弯曲钻杆和弯曲的粗径钻具。 X cr
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④除开孔外，不得使用短小钻具，钻具长度应保持在3.5m以上，并在钻进时合理使用钻进参数。 :x.7vZzxs
⑤钻孔每5-10m进行一次孔斜测量，对钻孔过程实施检测，如孔斜偏差较大，应及时采取有效措施纠偏（如钻具上下往复拉动修复、填孔重钻、扩孔修复等）。 o[oM 8o<
3.5固壁泥浆 ~5Pb&+<$
采用当地优质粘土或采用膨润土做为造浆主要材料。泥浆性能参数指标按表3-1控制： K<? nq0-
表3-1 泥浆性能指标控制标准表 > fnh+M
指标 'c2W}$q
泥浆 密度 XU!2YO)t;!
(g/cm3) 马氏漏斗 F+R?a+ e
粘度(s) 含砂量 ^;!0j9"* :
(%) NBl+_/2'w
粘土泥浆 ≤1.15 35～40 ≤10 k@ zy
膨润土泥浆 ≤1.08 30～35 ≤5 oSiMpQu08
3.5泥浆净化及回收 ^b: ( jI*l
钻孔时，孔口返出的泥浆经排浆沟、沉淀池沉淀后，用泥浆泵再次泵入钻杆循环使用，排浆沟、沉淀池的浆渣人工挖出，运至指定地点堆放。当泥浆中含砂量增多不能满足护壁要求时，应采用特殊除砂措施（振动筛除砂）或废弃。 H] Hv;fcC
4高喷灌浆施工工艺 vEf4HZ&w
4.1高喷墙设计方案 hfpJ+ [
⑴设计方案 L,y6^J!
高喷墙设计为旋喷桩防渗墙，在防渗墙轴线上单排布置。两岸段孔距1.4m，伸入基岩1.0m，伸入心墙内1.0-2.0m；河床段孔距1.0 m，伸入基岩1.0m，伸入心墙内4.0-4.5m。旋喷桩布置及墙体搭接型式如图3.3所示。 Z^ }mp@j>
图3-3 三管旋喷墙体搭接示意图 |*Z$E$k:
⑵高喷防渗墙设计要求及性能指标 R_M?dEtE>
防渗墙有效搭接厚度应不小于60cm。 ^` un'5Vk
渗透系数应不大于：心墙粘土层1×10-6 cm/s，坝基砂砾石层5×10-6 cm/s。 ^ ,m< 9
防渗墙抗压强度应不小于：心墙粘土层3MPa，坝基砂砾石层8MPa。 8!. ojdyn
