桂林市春天湖船闸基坑三重管高压旋喷防渗帷幕施工技术

桂林市春天湖船闸基坑三重管高压旋喷防渗帷幕施工技术一、工程概况春天湖船闸工程位于春天湖西侧与桃花江相邻岸上，北侧紧邻九岗岭路，南侧为浆要修建的排涝泵站，是桂林市政府为彻底整治市内湖泊，改善城市环境，实现江湖水系连通，开发新的旅游资源的一项综合系统工程，其主要功能是为旅游服务，满足游船过闸要求，船闸主体建筑物由上闸首、闸室、下闸首三部分组成。平面图如下。二、工程地质条件船闸地貌位于浸蚀堆积志貌区桃花江级阶地区，地层主要由第四系覆盖层及基岩组成。从上往下地质层依次为可塑粘土层、粉质软—可塑粘土层、粉细砂和园砾层、粘土及灰岩。场地内地表水体主要有桃花江河水和流经春开湖的湖水。桃花江为常年性河流，其与地下水联系畅通，是地表水和地下水的主要排泄区和补给源，春天湖湖沟水现已改由船闸南侧的临时流水管道流入桃花江。场地内地下水水主要为孔隙水及岩溶水两种类型，孔隙水赋存于第四系土层和第四系圆砾层中，水量较富；岩溶水主要赋存于基岩裂隙、溶洞、溶槽中，水量随岩融地质条件发育程度不同而差异性较大。孔隙水和岩溶水均受大气降水及地表水补给，孔隙水具有承压性，与桃花江水有直接水力联系。工程地质资料土层名称分层厚度（m）特征孔隙比eW%r(kn/m3)G(g/m3)标贯击N粘聚力Ckpa内摩擦角￠可塑粘土0.5~1.2灰褐色、湿可塑0.8729.619.12.762.3208软流塑粘土1.1~2.7灰~黄色、土质松软很湿1.3548.317.12.70.6384圆砾0.5~1.3褐黄色、饱和、松散粒径0.5~3cm20028粘土0.5~1.0黄色、饱和、土质松软1.1537.218.12.761.263灰岩灰白色、微晶结构、微风化三、防渗原理三重管高压喷射注浆是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进或入土层的预定位置，以高压设备使水从内管流至内喷嘴向侧面喷出，压缩空气从内管与中管之间环状间隙流至外喷觜，形成一股环绕水流射流的圆筒状气流，水气同轴射流破坏土体，形成更大的空间同时用泥浆泵从中管与外管的环状间隙注入浆液，从喷头的浆液口喷射出，与部分冲切下来的土粒搅拌混合，填充射流冲击切割出来的空间，凝固后开成更大的固结体，同时，钻杆以一定的速度从下往上提升和旋转，在土中形成具有一定大小和强度的圆柱体。四、旋喷桩施工工艺和方法1、工艺流程测量放线钻机就位钻孔钻机移位旋喷机就位位插入三重管旋喷注浆拔出三重管水泥浆制备2、施工工艺1）引孔根据设计要求在船闸基坑三面布设止水帷幕，成桩直径为1.5米，按单排布置，两孔中心距为1.0米，采用QP-100小钻机成孔，成孔用冲击或泥浆护壁回旋钻进，在钻进过程中为防止软流塑层出现塌孔，必要时采套管跟进，孔深必须钻至基岩面，且确保钻孔倾斜度小于1.5%，钻孔孔径大于130mm。为防止旋喷时间隔孔隙液充填未喷孔和孔距太近出现串孔，成孔采用分序跳打法，即先施工单号1、3，后施工双号2、4，成孔后应封井，防止杂物掉入孔内。2）水泥浆制备水泥浆采用425号普通硅酸盐水泥，水灰比按规定1：1配方三醇胺加量为水泥用量的0.2%，水玻璃加量为水泥量的3%。先在搅拌机中加入定量清水，开动搅拌机，逐渐加入水泥，搅拌均匀后加入外加剂，再搅拌2~5min既可放到贮备箱中。3）旋喷注浆成孔完成后，旋喷机安装就位，机座安放平稳。在插入三重管过程中为防止风、水喷嘴被泥水堵塞，可边插管边加水压或用一层薄塑料膜包扎好风、水喷嘴下插，在三重管达到预定深度后，先空载起动空压机，待运转正常后，再空载起动高压泵，同时向孔内送风和水，清洗钻具移开旋喷机量放线回填注浆使风压达到0.7~1.0Mpa，泵压达到28Mpa后，即可开动注浆泵，先向孔内送清水，待泵压达到0.6~1.0Mpa，开动转盘转动注浆（不提升），待估算水泥浆前峰流出喷头时，就可按8~10cm/min边旋转，按10~12cm/min边提升进行旋喷作业。水流喷嘴直径及个数为2×1.8mm，空气喷嘴直径及个数为2×8mm。旋喷作业达到设计深度后，即可停风停水，继续用注浆泵注浆，待水泥浆从孔口返出后，即可停止注浆，并及时清洗注浆管以防堵塞。注浆后，由于浆液析水作用，孔口一般均有不程度收缩，使固体顶部出现凹穴，所以在水泥浆终凝后，应立即清洗凹穴，测量凹空深度并及时用水灰比0.6:1的水泥浆进行补灌。在施工过程中出现故障停喷时间超过半个小时时，应使旋喷孔段互相搭接0.1米，以防止旋喷固结体脱节。五、常见故障及处理1、压力上不去。主要原因：1）安全阀和管路接头处密封圈不严有泄漏现象。2）油管破裂漏油。3）栓塞油泵调压不够。4）活塞或缸套损坏。2、压力骤然上升。主要原因：1）喷嘴堵塞。2）高压软管清洗不净。3）泵体或出浆管路有堵塞。3、冒浆。一般冒浆量小于注浆量20%为正常。当冒浆量超过20%时可提高喷射压力，适当缩小喷嘴孔径，加快提升和旋转速度。完全不冒浆时，此时，地层中有较大空隙，可采取在浆液中掺加过量的凝剂。六、质量检测及评定1、开挖检查。旋喷体结束一周后，通过对3根试验桩现场开挖，旋喷体有较直径达1.5米以上，两孔交界处结合致密，连续性好，无断桩现象，混合体色泽均匀。2、现场渗透试验。在施工结束一个月后通过对6根桩的随机压水试验，其坑渗系数均小于设计要求1×10-5cm/s，评定结果为优良。3、基坑开挖后未出现坡面渗漏，固结体胶结效果好。