浅谈江边含抛石地层用注浆法进行防渗墙施工技术

浅谈江边含抛石地层用注浆法进行防渗墙施工技术

作者：林 忠

来源：《海峡科学》2007年第04期

【摘要】 在江河边地层中经常含有抛石体，用注浆法构筑防渗墙将会遇到很多困难，至今成功的例子不多。本文介绍在福州市江滨路防洪堤加固工程中，采用注浆法构筑防渗墙施工技术得到的启示，为以后类似工程的施工积累经验。 【关键词】 注浆法 防渗墙 抛石体 江边 一 工程概况：

江滨路防洪堤在1996年发现抛石护岸坍塌，并向堤身发展。半年后，路堤沿江一侧人行道开始出现坍陷、开裂；到了1998年情况已经非常严重，威胁到防洪堤安全。

经专家现场查看分析认为：江滨路防洪堤是与江滨路结合在一起的，其中有160米堤段是钢筋砼桩基扶臂式钢筋砼堤，另外70米是在旧江滨路加高扩宽的基础上修建的扶臂式钢筋砼堤。新旧路基的沉陷不均匀造成砼堤外倾和人行道塌陷；同时，随着解放大桥的拆除和改建，改变了水流的边界条件，加剧了桥下河床的下切并改变了局部水流流向，使得江滨路防洪堤处于水流冲刷凹岸的位置，造成护岸抛石体的大量流失；随着外面岸坡的破坏，防洪堤的基础抛石体发生沉陷，造成了堤后防渗系统的破坏，每天两次涨落潮的潜流造成基础的泥沙的流失，因此出现上述现象。

为了保证江滨路防洪堤的稳定，就必须在堤外设置一道连续的阻沙防渗墙在防止泥沙的流失。由于在堤外施工，施工场地相对狭窄，同时考虑到该地层情况极为复杂，上部主要由抛石堆体构成，下部是沙层，通过多种方案比较，最后认为采用注浆法构筑防渗墙的方案是比较合适的。

二 施工方案：

1、选用直径为150厘米、桩（孔）距为135厘米、排距为60－100厘米、桩长为15米（包括上部6－7米抛石层）的双排三重管高压旋喷桩，既起连续防渗墙作用，又兼做加固岸坡和地基的作用；

2、在上部抛石层采用双液低压注浆进行固结后在进行旋喷桩造孔，这样抛石注浆体和旋喷桩防渗墙相互紧密连接，构成了连续防渗墙。 3、具体施工参数如下表：

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三 施工过程：

（一） 抛石体固结灌浆：

抛石体采用凿岩机进行造孔，采用下行注浆法进行注浆。即每钻进一米就注浆一米，逐段下注直至将抛石体完全固结。施工时的布孔方式是：孔距为135厘米、排距为60－100厘米双排布置，孔位与旋喷桩孔位相对应。施工顺序是：先外排注浆后内排注浆；先单号注浆后双号孔注浆分序进行；后序孔检查前序孔、内排孔检查外排孔。注浆原则是：低压、定量、浓浆、间歇式施工，先注双液浆（水泥-水玻璃浆液）后注单液浆，交错进行灌注，严格地按序段作业，每序段养护时间不小于24小时，才能扫孔延伸钻进。 （二） 沙层高喷防渗墙施工： 1、前期施工与检测：

按照孔距为135厘米和排距60－100厘米的要求进行放样布孔，然后采用回转钻机进行引孔，穿过抛石固结体后，用旋喷钻机射水钻机，达到设计高程后按照操作工艺参数进行喷浆。施工时先进行外排作业后内排作业，为了避免施工时造成沙层大面积软化引起新的沉陷，采用了跳孔法施工。在每根旋喷桩施工结束24小时后，为避免上部出现空洞需要用回浆进行回填，不足时用水泥浆进行静压灌浆，保证桩体的完整性。

在防渗墙达到龄期后，采用钻孔取芯的方法检测防渗墙的连续性，并采用注水试验检测防渗墙的渗透能力。检测结果表明：防渗墙的连续性、均质性较差；旋喷桩体的强度等指标离散性大；注水试验的各孔单位吸水率大但旋喷桩体材料的自身抗渗性能良好，分析认为是旋喷桩的连续性和完整性较差造成防渗墙抗渗能力达不到要求；在中细沙层成桩质量比中粗沙好。 2、后期施工与检测：

根据出现上述情况，在进行充分地分析和研究后，采用在两排旋喷桩之间再做一排旋喷桩进行补强，同时对上部抛石体用回浆进行充分回灌。同时针对前期施工中出现的现象，在施工中采用了一些新的技术措施：

1、对重新引孔取不到芯样的孔采用降低提升速度和复喷，并在复喷的水泥浆液中添加适量的速凝剂。

2、对在施工中不返浆或发现江中冒浆的孔段进行多次复喷直至返浆，并在复喷的水泥浆液中添加适量的速凝剂。

3、在施工中拆接钻杆时，复喷搭接长度不少于80厘米。 4、只在涨、平潮时作业，退潮时不作业。

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5、对施工参数进行部分调整：高压水压力为32mpa，压缩空气压力为0.6mpa，水泥浆液压力为1mpa，水灰比为0.8:1。

6、做好引孔时的地层详细记录，根据不同地质情况，采用不同措施。

按照以上措施施工防渗墙后，随机抽取几孔进行检测，检测方法仍然是钻孔取芯和注水试验。检测结果如下：抛石固结层岩芯采取率是85％，渗透系数是10－5cm/s；沙层岩芯采取率是92.5％，渗透系数是10－6cm/s；无断桩现象。 四 施工启示：

本次我们在江边含抛石地层的江滨路防洪堤外进行防渗墙施工，应该来说是比较成功的。施工中的得失值得类似工程施工中借鉴，具体施工启示如下：

1、遇到靠近江边并有抛石层时采用低压灌浆和高喷相结合的注浆法构筑防渗墙的施工方法是可行的。但是实际的地层情况并非想象的那么简单，如江滨路防洪堤加固工程的地质情况并非是上部抛石堆层和下部单一的沙层组成，而是既有沙和土，还有石头和木头等，且不是成层分布的，是相互交错、杂乱无序的。针对如此地层在引孔施工时要多花些时间，摸清每孔的地质情况，并依此随时修正各项操作参数（如压力、水灰比、外加剂等）和操作方式（如提升速度、旋转速度、多次复喷等）。另外，地层的复杂性高喷的成桩直径和墙体连续性完整性影响很大，如果地层中夹杂一两块石头或者其他杂物就会造成桩径不足、桩间不连接，因此采用两排或多排旋喷桩交错布置构筑防渗墙时必要的；并应适当缩小桩距和排距（与一般地层高喷相比）。

2、由于施工地段靠近江边属于强感潮区，涨落潮所形成的地下潜流对防渗墙的固结有显著影响，因此施工作业应选在平潮和涨潮时间进行。本次前期施工时忽略这一点，造成了部分断桩甚至底部3米左右出现无桩现象。另外，靠近江边由于历年的泥沙流失，护坡抛石体下沉，使得沙层覆盖层变得相对较薄或形成了地下空洞、通道，高压水很容易冲破该层，进入抛石体，从而产生江中冒气冒浆的现象，因此在后期施工中注意了在靠近抛石层降低高压水压力，泥浆中加入适量速凝剂、复喷等措施。

3、返浆现象是值得在旋喷桩施工作业时高度重视的。因为通过它可以及时了解到下部地层情况和操作参数的合理性；若出现不返浆现象时应立即查明原因并采取相应措施（如复喷、不提升灌浆、添加外加剂等），直至返浆正常为止。

4、在这种复杂地质地层中采用复喷是非常必要的。由于沿着深度方向变化大，有多种土层，其密实度、含水量和地下水等有很大差异，若采用单一的参数来构筑防渗墙，则会形成直径极不匀称的固结体，墙体出现缺口。因此对某些地层要多喷些时间，适当放慢提升速度和旋转速度或提高喷射压力。而采用复喷是在不改变喷射技术参数的条件下，能增加沙（土）体破

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坏的有效长度，从而加大固结体的直径或长度，并提高固化强度，复喷次数愈多，固结体增径加长的效果愈好。