探讨三重旋喷技术在堤防加固中的应用

【摘要】三重旋喷技术利用高压泵将水泥浆液通过钻杆端头的特制喷头，以高速水平喷入土体，借助液体的冲击力切削土层，从而使地基得到加固。本文主要阐述了三重管旋喷法加固堤防，提高堤防的抗渗能力，探讨了旋喷法的施工方法，注意事项，以及堤防衬砌混凝土施工，为以后的实际工程提供了有力的理论依据。

【关键词】三重管旋喷技术；施工；衬砌

三重管旋喷技术可提高地基的抗剪强度；能利用小直径钻孔旋喷成比孔大8～10 倍的大直径固结体；可用于已有建筑物地基加固而不扰动附近土体；施工噪声低，振动小；可用于任何软弱土层，可控制加固范围；设备较简单、轻便，机械化程度高；料源广阔，施工简便、粉土、砂、湿陷性黄土、人工填土及碎石土等的地基加固；既有建筑和新建筑的地基处理，堤防侧壁挡土或挡水，堤防底部加固防止管涌与隆起，坝的加固与防水帷幕等工程。

1施工方法

1.1旋喷法工艺流程

三重管法旋喷法工艺流程为：（1）先用振动打桩机将带有活动桩靴的套管打入土中，然后将套管拔出一段，拔出地面高度大于拟旋喷的高度，然后拆除上段套管；（2）安放钻机和慢速卷扬机，用以旋转和提升旋喷管；（3）将旋喷管通过钻机盘插入孔内；（4）接通高压管、水泥浆管、空压管，开动高压泵、空压机和旋转钻机进行旋喷。用仪表控制压力、流量、风量。当分别达到预定数值时开始提升；（5）继续旋喷和提升直至预定的旋喷高度为止；（6）拔出旋喷管和套管。

1.2钻孔

粘土层及浆砌片石层采用硬质合金钻进，钢筋混凝土底板采用金刚石钻进。回填砂卵石层是本次高喷注浆的对象，钻进该层时用泥浆护壁硬质合金钻进，进尺较慢。改用潜孔锤钻进又容易造成钻孔垮塌。经分析，硬质合金钻进速度慢原因是遇到了大卵石，为此采取了针对性措施：遇到大卵石时采用潜孔锤钻进通过后，及时改换泥浆护壁硬质合金钻进，顺利地完成砂卵石层的钻孔工作。起钻后对钻孔回灌泥浆。在施工中，先施工奇数先导孔，待连续喷完"个奇数孔后再施工偶数先导孔，以免在喷射过程中造成先导孔垮塌。

1.3旋喷注浆

注浆工艺流程为：下喷管→制浆送浆、送水、送风→旋喷、提升→成墙→停水、停浆、停风→起喷管→补浆→冲洗设备。

2注意事项

1、钻机就位后，应进行水平和垂直校正，钻杆应与桩位一致， 偏差应10mm以内，以保证桩垂直度正确。

2、在旋喷过期作废程中往往有一定数量的土粒随着一部分浆液沿注浆管壁冒出地面，如冒浆量小于注浆量20%，可视为正常现象，超过者划出现不冒浆时，应查明原因，采取相应的措施。通常冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应所致，可采取提高喷射压力，适当缩小喷嘴孔径，加快提升和旋喷速度等措施，来减少冒浆量；不冒浆大多是地层中有较大空隙所致，可采取在浆液中掺加适量的速凝剂，缩智固结时间或增大注浆量，填满空隙，再继续正常旋喷。

3、在插管旋喷过程中，要防止喷嘴被泥砂堵截塞，水、气、浆、压力和流量必须符合设计值，一旦堵塞，要拔管清洗干净，再重新插管和旋喷。插管时应采取边射水边压力控制在1Mpa，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土进入管内。

4、钻杆的旋转和提升应连续进行，，不得中断；下拆卸钻杆伸入下节有100mm 以上的搭设长度，以免桩体脱节。钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋喷，以防断桩，并应立即检修排除故障；为提高桩的承截力，在桩底部1m 范围内应适当增加旋喷时间。作为端承桩应深入持力层2m 为宜。

5、相邻桩施工间距宜大于4m，相邻两桩间距较小。

6、当采用三重管法旋喷，开始时，先送高压水，再送水泥浆和压缩空气，在一般情况下，压缩空气可晚送30s。在桩底部边喷射1min 后，再进行边旋转、边提升、边喷射。

7、喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆量后，再逐渐提升注浆管。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即进行检查，排除故障；如发现有浆液喷射不足，影响桩体的设计直径时，应进行复核。

3堤防衬砌混凝土施工

3.1堤防混凝土浇筑

⑴ 堤防混凝土衬砌采用机械化混凝土衬砌机进行施工。

机械化衬砌设备选用混凝土衬砌机（配混凝土运输罐车运输混凝土）。性能满足合同文件中设计对堤防边坡长度、衬砌厚度、衬砌形状、表面平整度、密实度、分缝处理等方面所作的要求。

⑵ 在土基上浇筑渠底混凝土时，做好排水，施工前处理好地基临时保护层，避免破坏或扰动原状土壤。

⑶ 混凝土浇筑按照《水工混凝土施工规范》要求实施。

⑷ 结构物设计顶面的混凝土浇筑完毕后，检查平整度、高程是否符合设计要求。收浆后尽快予以覆盖和洒水养护，覆盖时注意不得损伤或污染混凝土表面。

⑸ 无模混凝土表面保湿。为避免新浇混凝土出现表面干缩裂缝，注意及时对混凝土表面洒水或加盖聚乙烯薄膜等方法，保持混凝土表面湿润和降低水分蒸发损失。

⑹ 检查无模板混凝土浇筑表面的平整度 （用2m直尺检查）。

⑺ 现浇混凝土，采用连续接仓分段法施工。

⑻ 混凝土采用机械拌和。拌和时间不得少于2min。掺用掺和料、减水剂、引气剂时，适当延长拌和时间。细砂、特细砂混凝土用机械拌和的时间，较中、粗砂混凝土延长1～2min。

⑼ 混凝土随拌、随运、随用。因故发生分离、漏浆、严重泌水和坍落度降低等问题时，在浇筑地点重新拌和。若混凝土初凝，按废料处理。

⑽ 浇筑混凝土前，土渠基先洒水浸润。

⑾ 混凝土采用机械振捣，振捣施工符合《堤防混凝土衬砌机械化施工技术规程》规定。

⑿ 现场浇筑混凝土完毕，及时收面。收面后，做到混凝土表面密实、平整、光滑，且无石子外露。

⒀ 混凝土伸缩缝及时按设计要求施工，用切缝机切制通缝、半缝形的伸缩缝，缝深和缝宽符合设计要求。

根据堤防边坡衬砌混凝土的结构特点，采用衬砌机进行浇筑，混凝土由6m³混凝土罐车从拌和站沿两侧道路运输，用人工辅助衬砌机的方式入仓，侧模板采用10cm高的槽钢进行支模。底板衬砌混凝土采用自卸汽车和长臂反铲浇筑，人工配合平板振捣器平仓的浇筑方式。

3.2施工要点

1）密封胶与混凝土应粘结牢固，注胶前先在清理干净的基面上均匀刷涂界面剂，待界面剂完全固化以后注胶；

2）注胶应饱满，用刮刀压紧刮平；

3）压力注胶后及时检查，如有凹凸不平、气泡、粗糙外溢、表面脱胶、下垂等现象及时修补整齐；

4）密封胶表面干燥及固化期间，注意保护，避免雨水等侵入缝内。

3.3拆模与养护

在混凝土浇筑完毕后12～18h内进行养护，工程养护一般采用洒水养护。混凝土养护天数不少于14d。在干燥、炎热条件下，延长养护时间，养护28天以上。

4总结

堤防加固通过采用三重高压旋喷技术得出结论：高速水喷流打击力有限并被限制在土壤破碎范围内，浆液不易窜人土层很远的地方，可以确保设计桩的直径和形状；可以使用不同注浆材料和施工方法，使桩体达到不同的强度或抗渗性的目的；一般采用水泥浆液，不会造成环境和地下水的污染，无公害问题；能根据工程设计需要调节喷射压力和注浆量，改变喷嘴移动方向和速度，从而得到不同形状的旋喷桩（即圆盘状、圆柱状、大底状、糖葫芦状、大帽状和墙壁状等），井可在导孔中任何一段范围内施工，可以在全孔长度上、也可以在孔底或中央部位高压旋喷，可以喷成垂直、水平、倾斜等不同方向的圆柱体。