高喷防渗墙在围堰防渗加固的应用_以揭阳市三洲拦河闸应急重建工程为例

水利工程

高喷防渗墙在围堰防渗加固的应用

——

—以揭阳市三洲拦河闸应急重建工程为例蒋文峰

1

陈金鹏

2

赵和平

3

（1、深圳市布吉供水有限公司，广东深圳5181142、广东省水利水电第三工程局，广东东莞523710

3、

广东粤源水利水电工程咨询公司，广东广州510150）1概述

高喷防渗墙具有施工工艺简单、成墙效果好、施工工效高、无污染、噪音低等优点，被应用于各种形式工程的防渗墙；其采用高压喷射注浆技术构筑的、以防渗为主要的目的、连续的板墙状凝结体结构，起到良好的阻水作用。广东省揭阳市三洲拦河闸应急重建工程一期施工围堰采用了高压摆喷防渗墙进行防渗加固，防渗墙的应用效果决定了工程施工目标能否实现。本文以该工程为例，探讨高喷防渗墙在围堰防渗加固的应用。

2工程特点2.1工程概况

三洲拦河闸位于榕江南河中游，是一宗以灌

溉为主，结合供水、

航运和发电等综合利用的大型闸坝工程，受强热带风暴的影响，三洲拦河闸多处被冲毁，为确保揭阳和汕头两市20.16万亩农田灌溉以及110多万人口的正常供水，本工程拟拆除

重建。其等级为Ⅰ等，

主要建筑物级为2级，次要建筑物级别为3级。本工程场区地震基本烈度为7度，采用设计烈度为7度。枢纽由左岸发电厂房、河中16孔拦河水闸、右岸船闸、左右岸连接土坝及引水涵等组成。其一期施工围堰主体采用了吹填河砂（河泥）的方法进行施工，围堰顶部覆盖1m 厚的粘土，表层铺10cm 厚的碎石作为工程临时施工道路。其剖面结构形式如下图所示：

2.2地质概况

本工程一期围堰所处位置地表为第四系冲积层覆盖,其厚度一般10m ～16m ,下部为燕山三期花岗岩,风化剧烈。闸址围堰冲积层在两岸阶地

表现为

“粘性土———粗砂———粘性土———砂砾石”二元复合结构,上部粘性土厚一般2m ～4m ,砂层厚2m ～3.5m ,中部粘性土厚1m ～3m ,底部砂砾石厚2m ～6.7m 。在主河床区,堆积厚度为10m 左右的粗砂、砂砾石层,其中上部粗砂、砾石一般

呈松散～稍密状,为强透水层,下部砾砂、

砾石层含泥质较多,呈稍密～中密状,为中等透水层。在左岸堤脚处地表上部为厚约4.2～6.7m 的淤泥质土,底层高程-2.6～4.1m ,呈流塑～软塑状。主河床各地层依次如下:②-4中细砂、中粗砂层：以中粗砂、砾砂为主,级配较好,饱和。在河道上部、阶地中部普遍有分布。揭露层厚1.2m ～7.3m ,层底高程-7.86m ～-2.73m 。一般高程-3m 以上呈松散状,高程-3m 以下呈中密状。主要物理力学指标平均值为:有效粒径0.201,不均匀系数43.27,曲率系数2.76,水下休止角30.10,在稍密状态下渗透系数为6.75×10-2cm/s 。

②-5粘性土层：主要为粘土,局部夹粉土薄层,粘塑性好,可塑状。在两岸边阶中下部分布较边连续,在河床分布较普遍,但局部缺失。层底高程-5.20m ～-8.m ,层厚0.2m ～3.5m 不等,一般厚1.5m ～2.5m 。贯入数3～6击,平均4击。主要物理力学指标平均值为:天然含水率28.5%,天然密度1.95g/cm 3,天然孔隙比0.773,塑性指数18.8,液性指数0.5。

②-6砾砂、砂砾石层：褐黄色、灰黄色砾石、砾砂、中粗砂组成,含泥质较多,饱和,中密为主,局部夹细砂薄层或在底部含少量20mm ～30mm 卵石。揭露层厚1.6m ～8.50m ,层底高程-8.1m ～-14041m 。贯入数为16击～56击,总平均为30击,呈密实状。主要物理力学指标平均值为:砾石含量34.7%,粉粒、粘粒含量14.1%,有效粒径0.068,不均匀系数61.93,曲率系数2.93,水下休止角29.1°。在中密状态下渗透系数为1.40×10-2cm/s 。

②-6层以下为可塑、硬塑全风化土层：根据地质专业分析计算,②-4层中下部、②-6层均为不液化土层。

3防渗施工及技术设计

本工程一期施工围堰高喷防渗墙采用三重

管30°角摆喷法施工，

造孔采用XY-100型钻机进行，喷射灌浆则采用GP1800-1型液压高喷灌浆台车来完成,孔间距为1.5m ,防渗墙结构形式为双喷嘴单墙折线连接形式，板墙厚度≥200mm 。施工按两序钻孔和灌浆方式进行，（如下图）即先一序孔后二序孔交错间隔施工，采用浓泥浆进行护壁。其技术设计要求及参数参考如下：

a.高喷防渗墙底部插入相对不透水层深度不小于1m ;

b.高喷防渗墙设计参数:（1）渗透系数K ≤1.0×10-5cm/s;

（2）摆喷板墙厚度≥200mm ;c.高喷防渗墙施工前,先进行现场围井试验,以选取最佳施工参数。

高喷防渗墙施工技术参数参考一览表:

4施工技术工艺4.1施工流程

高喷防渗墙的施工工艺流程大体可概括为：放线定孔位、整平→钻孔→终孔取芯→测孔斜率→下喷射管→制桨→喷射→摆喷提升成墙→回灌→封孔。本工程一期施工围堰及二期施工围堰

防渗墙体结构均呈

“n ”型布置，依据水工建筑物的布置形式、

河床宽度及导流设计流量，采用河床内分期导流方式进行设置，一期施工围堰总长约1.2km ，高喷孔位较多，施工要求强度高。场地平整后，根据设计图纸及现场地质条件放线定位围堰

高喷防渗墙轴线，试钻注浆5孔进行试验，

抽芯确定强度及渗透系数，同时选取3个点进行围封抽水试验，其成墙渗透系数符合设计要求（K ≤1.0x10-5cm/s ），试验验证孔距、喷浆相关材料、技术

参数及设备材料等，确定最优的浆液比重、

水压、进浆流量、提升速度等高喷参数，然后依据先一序孔后二序孔的方式严格遵照确定的技术参数进行施工。

4.2高喷质量控制技术要点

4.2.1原材料抽样检测符合国家有关技术规范要求。4.2.2放线定位钻孔孔位，放线定位误差≤10cm ；钻机就位保证钻头与孔心对齐。4.2.3利用水平尺及吊垂严格控制钻机造引孔机台平整度和立轴垂直度，钻具要平直，开孔要控制好孔斜率和孔

位钻进偏差，孔斜率≤1.5%，

孔位偏差≤2cm ，并详细记录钻进时地层变化和漏浆、掉钻等特殊情况；4.2.4钻进暂停或终孔待喷时，孔口应加盖保护；若时间较长，应采取措施防止塌孔；4.2.5下喷射管前，应进行地面试喷并调整喷射方向；下入、拆卸喷射管时，应采取措施防止喷嘴堵塞；4.2.6水泥浆要做到随配随用，在高喷作业过程连续不停地搅拌，并控制输浆距离≤50m ;经常检查浆液水灰比等技术参数是否符合要求，并作好记录。4.2.7要注意检查相邻孔位串浆现象，适当降低压力；作二次扫孔喷浆，控制相邻孔位施工时间间隔在24～72h 范围内。仔细分析冒浆、气等现象，合理降低水压、

气压、浆压力和提升速度，必要

摘

要：高喷防渗墙具有施工工艺简单、成墙效果好、施工工效高、无污染、噪音低等优点，被应用于各种形式工程的防渗墙。通过广东省揭阳市

三洲拦河闸应急重建工程一期施工围堰为例，探讨高喷防渗墙在围堰防渗加固的应用。

关键词：高喷；防渗；围堰；应用Á

（下转215页）

时可采用先灌黄泥浆、后灌水泥浆的方法进行处理。4.2.8注浆管分段提升搭接长度不少于50cm。高喷灌浆应全孔连续作业；当喷头下至设计深度时，应按照规定参数送泵、水、气进行静喷，待浆液返出孔口、情况正常后方可开始高喷灌浆，喷浆要连续均匀；孔内若出故障，排除故障后，（扫孔）复喷要保证搭接长度。4.2.9喷射灌浆完成后，将高喷孔回浆引入本孔内，必要时可采用静压灌注符合规范和设计要求的水泥浆液，直至孔口液面不再下沉，防止浆液凝固成桩体积收缩、桩顶面下降，保证防渗墙顶高程符合设计要求，钻孔上部粘土部位采用粘土球人工振捣压实封孔。4.2.10静压回灌后，孔口返浆应进行回收，经过滤、沉淀处理后，进行二次利用；4.2.11考虑到施工进度确保安全度汛的需要，高喷防渗墙施工后期仍通过绞吸式疏浚船进行新建闸坝的基础吹填开挖，围堰内外可能存在较大的水位差。为保证围堰的安全和高喷成墙质量，在围堰内外各设置4个（共8个）围堰水位观测点，并安排专门的测量人员对围堰内外的水位高差进行观测，通过放慢吹填速度等措施控制围堰内外水位差不大于50cm。

5应用效果

高喷防渗墙的主要目的是提高围堰的抗渗

能力，防止堰体遭到渗透破坏，因而防渗墙的完整

性和连续性是防渗功能的关键所在。监理单位组

织了业主、设计、质监站、施工等单位对围堰高喷

防渗墙进行验收，经开挖检查，高喷防渗墙体最小

厚度、垂直度、连续性、桩头搭接质量、外观质量均

符合设计及规范要求，达到了理想的效果。本工程

后期围堰内基坑经常性排水仅使用4台50m3/h

离心式水泵排水即达到要求，排水后，基础开挖干

爽顺利，保证了应急重建工程一期施工任务在较

计划工期晚近两个月开工的情况下顺利完成。

6结论

利用高喷防渗墙进行水工建筑物防渗施工，

要求凝结体具有良好的防渗性和稳定性，凝结体

的防渗性能主要取决于地层组成成分和颗粒级

配、施工方法、施工工艺以及浆液材料等。高喷形

成的凝结体并不很规则，但与地层结合紧密，由于

高喷凝结体周围除了浆皮层外，一般还存在渗透

凝结层，有着良好的复合防渗作用，从而进一步提

高了凝结体的防渗性能。

本工程一期施工围堰堰体主要为河床砂类

土吹填而成，顶部为1m厚的粘土覆盖，围堰所处

主河床地带表现为“细砂、中粗砂层——

—粘性

土——

—砾砂、砂砾石——

—可塑、硬塑全风化土层”

复合结构,采用高喷防渗墙来进行防渗加固，具有

结构安全、经济合理等优点。但是高喷防渗墙要求

插入相对不透水层1m以上，并需适当控制气压、

水压、浆液压力，控制浆液比重、提升速度、旋转速

度等才能达到理想的防渗加固效果，碰到较厚的

卵石或漂石需要采取适当有效的措施，才能保证

高喷访渗墙的质量，施工难度较大；回收浆液含

砂、含泥量较大，对高喷管产生磨损较大，容易堵

管，二次利用率不高。不过随着高喷防渗技术的不

断成熟发展，其在水利水电工程的应用将会更加

简便。

参考文献

[1]左名麟，刘永超，孟庆文等译.地基处理实用技术

[M].北京：中国铁道出版社，2005.

[2]赵志缙，应惠清.简明深基坑工程设计施工手册

[M].北京：中国建筑工业出版社.

[3]水利水电工程施工手册编委会.水利水电工程施

工手册(地基与基础工程)[M].北京:中国电力出版

社，2004.

水泥石灰土综合稳定碎石基层路拌法施工

陈玲

（许昌市公路管理局，河南许昌461000）

前言

水泥石灰土综合稳定碎石是在水泥石灰土综合稳定砂的基础上加入一定比例的碎石作为骨料而成的一种半刚性材料，因其整体性强、刚度大、水稳性好，不易产生收缩裂缝等特点在公路基层结构中得到一定的应用。下面我就水泥石灰土综合稳定碎石路拌法的施工工艺和注意事项做如下介绍。

1混合料的配合比设计

根据施工图设计要求，通过试验室试验，确定混合料的配合比为：

水泥：石灰：砂：水：碎石＝5：5；13：25：52；其中粗集料掺配比例为：10~30mm碎石：5~10mm碎石：3~8mm碎石＝40：30：30。经试验室实验确定混合料的最大干密度为2.13g/cm3，最佳含水量为8.9％。

2施工工艺

2.1工艺流程

施工准备、运输摊铺集料、摊铺石灰土、拌合碎石土、洒水闷料、摆放和摊铺水泥、拌合混合料、整形、碾压、接缝处理、养生。

2.2施工工艺

2.2.1运输、摊铺集料：根据基层宽度、厚度及规定的压实干密度，按确定的配合比计算各段需要碎石和沙的数量，并计算每车料的堆放距离，依次将10~30mm、5~10mm、3~8mm碎石及砂均匀的摊铺在底基层上，并洒水湿润。

2.2.2摊铺石灰土：将已拌合的石灰土均匀地摊铺在碎石上，表面力求平稳，并有规定的路拱。

2.2.3拌合碎石土：用宝马拌和机拌合碎石土，后跟随施工员用铁锹随机挖至下结构层顶部，确定拌和深度和均匀程度并及时将信息反馈给宝

马机手，共翻拌6遍，使石灰土与碎石拌合均匀。

2.2.4洒水闷料：经试验碎石土加入水泥后含

水量降低2％左右，加之考虑气温、拌合、整形、碾

压时间等，为使混合料在碾压时达到或接近最佳

含水量，洒水闷料时应把含水量控制在12~13％，

将水一次洒够。

2.2.5摆放和摊铺水泥：计算出每袋水泥的纵

横间距，用白灰在碎石土层上作出网格标记，摆放

水泥时用刮板将水泥均匀摊开。

2.2.6拌合、整形混合料：用稳定土拌和机拌

合混合料，并设专人跟随拌和机，随时检查拌合深

度并配合机手调整拌合深度，允许破坏底基层

5-10mm，拌合结束时混合料的含水量应均匀，并

无明显的粗细集料离析现象。然后按1.4的松铺系

数人工挂线进行整平，用重型路拱板校正成型。

2.2.7碾压：用YZ12振动压路机自两侧向中

间振压2遍，再用2台18-21T光轮压路机静压4

遍，碾压过程中应保持基层表面湿润，如水分蒸发

过快，应及时补洒水分。

2.2.8接缝处理：两工作段的衔接处，应搭接

拌合，前一段拌合后留5~10m不进行碾压，待后

一段施工时，把留下部分重加水泥拌合碾压。

2.2.9养生：每一段碾压完成压实度检查合格

后，应立即开始洒水养生，养生期间保持基层表面

潮湿。

3施工中应注意的几个问题

3.1准确掌握混合料的配合比

混合料质量的好坏，直接关系到基层的使用

寿命，必须加强混合料配合比的控制。水泥、石灰

用量的掌握是影响基层质量的重要因素之一，用

量多，虽然提高了强度，但是提高了成本，反之，就

不能满足强度要求。因此施工中必须准确配料具

体做法是：根据各段基层的实际厚度，结合标准配

合比增加或减少各种材料用量，集料装车时，控制

每车料的数量基本相等。

3.2含水量的控制

应严格掌握混合料的含水量，碾压时混合料

的含水量过大，既会影响混合料可能达到的密度

和强度，又会明显增大混合料的干缩性，使结构层

容易产生干缩裂缝；含水量过小，也会影响混合料

可能达到的密度和强度，成型后顶面容易出现松

散现象，施工质量得不到保证，所以洒水闷料时综

合考虑各种因素，严格控制混合料的含水量尤为

重要。

3.3时间控制

从加水拌合到碾压终止的延迟时间对混合

料的强度和所能达到的干密度有明显的影响，考

虑到我国公路施工中采用路拌法的实际情况，规

范作出了延迟时间不应超过3~4h，并应短于水泥

的终凝时间的规定，为此，在实际应注意掌握以下

几点：a.选用终凝时间长的普通硅酸盐水泥。b.洒水

闷料时根据实际含水量补水时一次洒够。c.采用流

水作业法，使拌合、整形、压实等工序紧密衔接，并

尽量压缩人工整平时间。

4结论

水泥石灰综合稳定碎石路拌法施工由于具

有工序多、延迟时间短等不利因素影响，要求施工

中必须严密组织，加强现场管理，采用流水作业法

施工。通过养生期后的取芯件的情况来看，通过现

场加强管理，路拌法施工能够达到设计要求。

摘要：介绍公路施工中水泥石灰土综合稳定碎石基层路拌法施工的工艺流程和施工中应注意的几个问题。

关键词：水泥石灰土综合稳定碎石；基层；路拌法

（上接232页）

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