围堰工程高压旋喷止水质量控制要点.doc

xx工程高压旋喷止水质量控制要点

1、工程概述
本xx工程位于XX省XX市XX船厂内1#船坞南侧，A山的西侧与原北防波堤之间。xx全长约880米，根据现有设施、水域和地质状况，将此xx分为沉箱xx、北防波堤段土石xx、沉箱与北防波堤段土石xx、北防波堤与A山段土石xx四个部分。沉箱xx结构型式为钢筋混凝土沉箱结构, 沉箱内予埋注浆管用于后期旋喷及升浆，基床采用抛石升浆基床，基床下止水采用三排高压旋喷止水，并对基床和岩面之间的土体采用旋喷加固，沉箱采用对头接型式，空腔内预埋橡胶止水带并回填沙后进行高压旋喷止水；北防波堤段xx利用原北防波堤沉箱结构为临海面，在沉箱内侧堆填山皮土并使用双排高压旋喷桩作为止水系统； 北防波堤与A山连接段土石xx采用由陆地向海域推进的施工方法进行填筑，采用单排高压旋喷桩和帷幕灌浆相结合的止水系统；沉箱xx与北防波堤之间段土石xx则采用两排高压旋喷桩作为止水系统。

2、工程地质条件
拟建场地海域部分的地层分布情况为：风化岩面以上多分布有第四纪覆盖层，主要以淤泥（①2层）、海相沉积的碎石（卵石）①3层以及含砾淤泥质粉质粘土②层，坡残积土（Q3del）含砾粉质粘土（③层）、含碎石粘性土（④1层）以及含粘性土碎石层（④2层）组成，其下为基岩。拟建区域基岩主要以矽质灰岩为主，受动力变质作用影响，本区内岩石含硅质成份较高，阻碍了岩溶的发育，未发现有溶洞及规模较大的溶沟、溶槽等不良地质现象，高压旋喷桩桩底标高为进入④2层2米。

3、高压旋喷施工工艺
高压旋喷施工技术是一种采用高速射流束以旋转方式冲击、切削破坏地层土体，以水泥基质浆液在喷射范围内扩散、充填和置换，并与原地层土体掺混搅合后形成凝结体，从而改变原地层的结构和组成，提高地基或填筑体防渗性能和承载力的施工技术。以其单孔凝结形成的圆柱状体相互连接形成连续的板状止水结构称为高压旋喷板墙。按照高喷设备喷管结构的不同将其分为单独喷射浆液的单管法；浆液和压缩空气同时喷射的二重管法；浆液、压缩空气、高压水同时喷射的三重管法三种方法，本工程采用二重管法。
工艺流程大体为：定位测量 –〉钻孔成孔 -〉浆液制备 -〉喷射管下放 -〉原位喷射 –〉返浆正常后旋转提升喷射 –〉成桩换孔。

4、质量控制要点
1) 土堤回填
本工程土堤回填材料采用附近区域的山皮土，该区域山皮土块石含量较大，石质坚硬，且土质酥松，浸水后不易粘结，对后期旋喷工作影响较大。其所产生的不利因素主要有：①回旋钻机成孔困难，遇到块石后由于土质酥松，钻头带动块石一同旋转，难以钻进，造成成孔效率低下，后采用潜孔冲击钻解决此问题；②高喷过程中，由于回填土土质因素影响，串浆漏浆现象较为严重，许多间隔数个孔位仍发生串浆，造成塌孔，扫孔率较高，增加了工期及费用。在此提出，对于人工填筑的土堤，在工期较紧，难以等待土堤沉降密实稳定的情况下，应对其旋喷轴线位置区域的回填土土质进行控制，以防止因其造成后期旋喷工作困难，成桩成墙质量受到影响。
2) 高喷试验确定高喷施工参数
高喷试验的目的主要是结合现场实地情况确定出高喷浆液压力、空气压力、旋转及提升速度等技术参数和浆液浓度种类。试验应选择在具有代表性的地段，先通过单孔高喷灌浆试验确定高喷灌浆的有效直径或喷射范围、不同地层的提升速度以及浆液材料类别与配比，然后再按照设计要求的桩间距进行布设3-5个连续孔，根据单孔试验初定高喷参数进行高压旋喷，成桩后待浆液固结至一定强度后将板墙四周土体挖除观察成桩及各桩体连接情况，并钻取桩芯和采用静水头进行压水抗渗试验，若各桩体间不能连接成墙或抗渗性能不能满足要求则需重新调整高喷参数再次进行试验，直至满足设计要求为止，确定最终高喷参数。本工程由于初期选择的试验地段土质状况与xx后期填筑土质差异较大，经试验初定浆液压力偏高，导致后期高喷时浆液扩散范围过大，造成串浆严重及浆液的无谓浪费，后根据土质情况对浆液压力进行了调整。
3) 钻孔设备选择
加入钻孔设备选择这一控制要素主要是为了保证成孔效果及速度之间的平衡。本xx工程初期采用了回转钻机泥浆护壁，由于未考虑到回填土质的影响，遇到块石后很难钻进，成孔速度极其缓慢，导致工期延误近一个月之久。后期采用潜孔冲击钻结合PVC花管护壁解决了此问题，在此强调，开工前应结合回填土土质情况选择适合的钻进方法和机具，以防止后期造成设备资源浪费和工期的延误。
4) 轴线及控制点选择与布设
旋喷轴线位置设计中会有明确标注与说明，之所以在这里加入本点，是因为实际施工过程中会出现一些设计中忽略或难以预见的情况，比如本工程北防波堤段设计旋喷轴
线为北防波堤沉箱后沿向土堤侧偏移3米，而此轴线正下方位正置属于沉箱抛石基床块石分布厚度较大区域内，很可能会造成施工中成孔困难、转头损耗率过大，并可能会导致后期高喷过程中当喷头提升至抛石基床范围后浆液大量漏失，止水效果难以保证，后经设计单位同意后进行了调整。另外由棱体和土堤组成的土石xx段轴线布设应充分考虑抛石棱体坡脚位置因素，以防止后期成孔困难及高喷浆液漏失。以上类似情形发生后应在征得设计单位同意后结合实际情况进行变更。加入控制点的布设主要是为了便于管理工作过程中孔位的校核及监督，布设时点位选择应牢固可靠、便于观察且不影响施工。
5) 钻孔
孔斜率的控制应作为钻孔工作的重中之重，一般要确保孔斜率≤1%的要求，孔斜率不能满足要求将导致各桩体间下部难以成为连续整体，止水效果极难保证，故孔斜率控制工作应放在钻孔质量控制的第一位，不能满足要求的必需返工处理。此外施工中先导孔的作用应予以重视，本工程地勘报告中勘探取样点位间距在50米左右，而在这50米范围内很可能会出现地质情况变化较大的现象，进而导致施工中地层判断不准确，影响止水效果，因此本工程钻孔初期选择了几个地勘报告中未覆盖到的部位做先导孔，采取芯样，对地层进行更加详细的划分，确定各孔应钻孔深，这样提高了后期钻孔的效率及质量，避免了后期无谓的浪费。钻孔中还应注意记录：泥浆漏失严重（回旋钻进泥浆护壁法）或返水量大（潜孔冲击钻进PVC花管护壁法）的孔位孔号，以备作为后期高喷灌浆及堵漏工作参考。另外须注意的是钻孔的有效深度应适当超过设计要求深度30公分以上，预留出成孔后可能出现的轻微塌孔及沉渣余量，以保证高喷喷头达到设计要求深度的成功率，减小扫孔几率，成孔后应对孔口妥善保护，防止塌孔及杂物落入。
6) 高喷灌浆
高喷灌浆施工中应重点注意如下几种情况：①喷管下设前应进行试喷，确保浆嘴、气嘴、水嘴畅通，并采取措施保证下管过程中喷嘴不被堵塞。②当喷头下至设计深度后应先进行原位喷射，待浆液返出孔口情况正常后方可开始提升喷射。③提升中，当供浆正常的情况下孔口回浆密度小且不能满足设计要求时，应加大进浆密度或进浆量。漏浆严重时可适当降低浆液压力，降低提速或停止提升，加大浆液浓度，情况严重时可在浆液中掺入速凝剂并向孔内填入适当砂、土等堵漏材料。④中途换管后应复喷搭接不小于0.2m。停机超过3h时，应对泵体输浆管路进行清洗后方可继续施工，而后进行长度不小于0.5m的复喷搭接。⑤对于施工中大孔隙地层和卵砾石层，为避免因孔隙过大、过多而造成材料大量消耗，可以先灌浓粘土浆，再采用浓水泥浆进行高喷灌浆。⑥若孔口冒浆量过大，通常是有效喷射范围与注浆量不相适应有关，可通过下列措施解决：1）
提高喷射压力 2）适当缩小喷嘴孔径 3）适当加快提升速度。⑦高喷灌浆结束后应利用回浆或水泥浆及时回灌，直至孔口浆液面不下降为止，但严禁采用过稀和含土含泥量较大的浆液。

7) 高喷板墙质量检测
高喷板墙质量的检测方法大体可分为围井检查法和钻孔检查法两种。本工程采用了钻孔法进行检查。围井检查法应在施工结束7天后进行，此方法优点是比较直观，高喷板墙质量一目了然，但其开挖深度及作业面空间常常受实地情况限制。钻孔检查法则宜在施工结束28天后进行，该方法比较方便快捷，且可以对较深部位进行检测分析。通常xx工程工作平面空间有限，因此常采用钻孔检查法。钻孔检查一般应取不少于高喷灌浆总孔数的2%数量进行钻孔取芯、静水头压水实验进行检查。孔位选择应结合施工中返浆效果较差、漏浆严重及地层复杂的部位，检查孔施工结束后进行灌浆和封孔。

5、结语
以上通过本人在XX船坞xx工程高压旋喷止水施工工作中所遇到的一些问题对其质量控制中需关键注意事项进行论述与总结，希望能对刚刚接触此类工程的监理人员提供借鉴与参考，限于个人经验能力及文章篇幅限制，文中难免会有疏漏及论述不够详细之处，望多多指正。