[12-11 16:58:43] 来源：http://www.tmgc8.com 水利水电 阅读：3652次
1前言
高喷灌浆全称高压喷射注浆法，欧美国家称Jet Grouting，日本称作高压喷射注浆法、CCP工法、JSG工法等，自二十世纪七十年代高喷灌浆技术引入我国水利工程建设以来，经过吸收、研究、创新，技术水平日趋广泛，目前已成果地应用于第四系各种地层岩性中（除胶结较好），最大处理深度已达83m（河南省弓上水库）。笔者通过对实际工作中发现若干疑点的分析，认为不同类型工程高喷灌浆防渗墙的目的与作用不同，防渗墙工程设计、检验亦应有所不同。 2、高喷灌浆防渗墙的设计 2.1防渗墙的浆液材料 防渗墙的浆液一般以水泥作为基本浆液，具有价钱便宜，取材容易特点；对无特殊要求的工程宜采用强度等级为32.5级及以上普通硅酸盐水泥；另外还可选用化学浆液，如尿醛树脂等，但费用较高。①普通型：一般采用硅酸盐水泥浆，水灰比0.8~1.5，生产实践中常用1.0，不加任何外加剂，固结体28d抗压强度一般可达1~20 Mpa；②速凝早强型：对地下水发达或要求早期承重的工程，需在水泥降中掺入氯化钙、三乙醇胺等外加剂，其用量为水泥用量的2~4%；③高强型：选择高标号水泥或高性能扩散剂和无机盐组成的复合配方；④抗渗型：在水泥浆中掺入2~4%的水玻璃，其抗渗性能明显提高，一般对于粗、细砂而言可使其渗透系数降低到1/100；对单独抗渗工程，可在水泥浆中掺入10~50%粘土，不宜采用矿渣水泥，当无抗冻要求时，可采用火山灰质水泥。 2.2防渗墙中桩的直径确定 高压喷射按固结体形状分为旋喷（园柱状）、定喷（壁状）及摆喷（扇状）；根据喷射流的结构不同分为单管法、双管法及三管法。高喷灌浆防渗墙中桩的设计直径受形状、地层及密实度、喷射流结构影响。根据国内外的施工经验，结合《建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002，J220-2002）》，旋喷桩直径可参考表1；定喷及摆喷的有效长度约为1.0~1.5倍旋喷桩直径。对于防渗墙多采用定喷或摆喷，常用双管法或三管法；需要相邻桩相互搭接形成整体，搭接不宜小于300mm；设计、施工中应考虑垂直度等误差，采取可靠的方案或措施保证相邻桩的搭接，以防截水失败。 表1 旋喷桩设计直径（m） 土质 标准贯入击数 喷射流结构 单管法 双管法 三管法 粘性土 0<N<5 0.5~0.8 0.8~1.2 1.2~1.8 6<N<10 0.4~0.7 0.7~1.1 1.0~1.6 砂性土 0<N<10 0.6~1.0 1.0~1.4 1.5~2.0 11<N<20 0.5~0.9 0.9~1.3 1.2~1.8 21<N<30 0.4~0.8 0.8~1.2 0.9~1.5 www.tmgc8.com 2.3防渗墙的渗透系数及求解方法 修筑防防渗墙的目的是防止坝基或堤基漏水、产生渗透变形，保证大坝或堤防的安全，所以高喷防渗墙的渗透系数设计是防渗墙设计中的一个重要指标，在国内外许多工程设计书中都要求防渗墙的渗透系数K＜1×10-6cm/s，坝基处理中通常以K≤i×10-5cm/s作为相对不透水层，1999年长江堤防防渗墙墙体材料的设计要求为K<i×10-7cm/s，笔者认为防渗墙的渗透系数应根据建筑物的规模、重要性及防渗墙修筑目的等具体情况而定，不能一概而论，应尽量作到既经济又合理。建议水库及重要堤防防渗墙可以要求K＜1×10-5cm/s，一般堤防可要求K＜1×10-4cm/s，原因包括：①在规范及工程实践中要求中、高均质土坝坝体及防渗体（如心墙、斜墙及铺盖）渗透系数K＜1×10-5cm/s，②K＜1×10-5cm/s已属微透水，在中、低坝的岩基帷幕灌浆中，也仅要求处理至微透水地层；③一般的堤防工程，堤身高度多小于10m，属小型堤坝，规范要求坝体及防渗体渗透系数K＜1×10-4cm/s；另外由于河道行洪时间短，水头低，且修筑防渗墙的目的主要是为了防止堤基发生渗透变形破坏，保证堤防安全，而不是位了封闭水体。基于以上原因，防渗墙的渗透系数不宜要求过小。 1999年在白龟山水库坝基砂卵石地层中进行了高喷灌浆围井试验，设计6孔，呈正六边形布置，孔距1.3~1.4m，采用双喷嘴扇形单墙折线连接，灌浆深度26m，经开挖检查喝抽水试验，围井孔与孔之间墙体连接较好（仅局部因故中断，连接稍差），渗透系数1~4.63×10-5cm/s，经计算渗水量比试验前减少99%，收到良好效果。 目前，工程实践中主要通过围井抽（注）水试验求解防渗墙的渗透系数，但尚无统一的计算公式，施工监理单位在计算渗透系数时由于选择了不同的计算公式而得出不同的渗透系数，从而导致防渗墙竣工验收后尽管已达到工程预期目的，但由于渗透系数计算上的误差而不能正常验收。笔者建议利用围井抽（注）水试验求解防渗墙渗透系数时，应采用达西定律进行计算：其中Q为抽（注）水稳定流量cm3/s;A为过水断面面积（以墙中心计算）cm2；ΔH为作用与墙体上得水头差cm；B为墙体平均厚度cm。 2.4防渗墙的允许水力坡降及墙体厚度 允许水力坡降的确定应考虑在最大水头作用下不发生破坏，国内砼防渗墙的允许水力坡降一般在80~100之间，近几年的工程实践证明，高喷防渗墙的允许水力坡降可达几百甚至上千，但从高喷防渗墙的本身结构特点及安全角度考虑，确定防渗墙厚度时，其允许水力坡降不宜过达，可在80~200之间选取。 防渗墙的厚度受施工设备性能、墙体结构形式（旋喷套接、摆喷对接等）‘渗流稳定条件等诸多因素的影响，一般应在渗流稳定的基础上，根据地质条件，在施工机械允许范围内合理确定。根据渗流观点，墙体最小厚度的确定主要采用允许坡降法，即，其中B为墙体最小厚度；ΔH为作用与墙体上得水头差cm；J允为墙体的允许水力坡降。 2.5防渗墙的弹性模量 作为大坝及堤防工程的防渗墙，其长度一般较长，埋藏较深，且坝（堤）基地层复杂，要求防渗墙具有较强的适应变形能力。根据国内工程经验，砂、卵石的E值一般建议36~65Mpa，个别200 Mpa，事实上，砂、卵石的E值随埋藏深度和围压而变化，埋藏越深，围压越大，E值越大。太沙基曾提出围压与E值关系，当围压为0.1Mpa时，E为200Mpa。当围压为2 Mpa时，E为600Mpa，但同砼相比仍小得多（砼E值一般104Mpa以上），因此，为防止防渗墙体开裂，从着眼于防渗目的考虑，在满足强度要求的前提下，防渗墙与周围地层的E值越接近越好，根据工程经验，在砂卵石地层中，高喷防渗墙的抗压强度达5Mpa以上，参照墙体弹性模量与抗压强度的经验关系，弹性模量达到1000 Mpa以上即可，不宜要求过大。为合理降低墙体的弹性模量，节约工程投资，对砂卵石地层，可在水泥浆加入部分粘土浆，加入量宜通过试验确定。www.tmgc8.com 3、高喷灌浆防渗墙的检验 防渗墙属于隐蔽工程，采用有效的检查方法找出存在的质量隐患并及时处理是非常必要的，目前检查的方法主要有围井开挖检查、抽（注）水试验、钻孔检查、水位观测、地球物理勘探等手段，各种方法的检查目的及效果列于表2中。从上表可以看出，每种方法检查目的及效果均不相同，因此不宜单独使用，只有多种方法相互结合、互相验证，才能得到较好效果，实际工作中应在严格控制施工参数的基础上，根据具体情况选定质量检查方法，综合评价防渗墙效果。检验点的位置应有代表性，并对喷射注浆出现异常现象和地质条件复杂地段进行检验。检验量为施工孔数的1%，并至少要检验3点。检验时间应在喷射注浆后28d进行。