張志華　劉長江　霍志久　李　源

(1.河北省水利科學(xué)研究院，河北 石家莊　050051；　2.衡水市水務(wù)局建工處,河北 衡水　053000)

高壓噴射灌漿施工技術(shù)現(xiàn)已成為水工建筑物地基處理中重要的工程措施，在大壩壩基防滲和加固處理中得到廣泛的應(yīng)用。隨著水利水電建設(shè)的發(fā)展，對于水工建筑物堤基的防滲要求越來越高，因此，高壓噴射灌漿施工技術(shù)在水利工程地基處理中發(fā)展為一項(xiàng)重要的技術(shù)手段。本文主要結(jié)合陜京三線輸氣管道工程地下防滲墻的質(zhì)量檢測情況與結(jié)果，討論防滲墻工程質(zhì)量檢測的方法及效果。

1　擺噴墻成墻機(jī)理

高壓擺噴灌漿技術(shù)是通過加壓裝置將水流或所灌漿液進(jìn)行加壓，通過噴嘴形成流束，對周圍土體進(jìn)行沖擊、切割，滲入周圍的土體形成具有較強(qiáng)抗?jié)B能力的凝結(jié)體，用以達(dá)到提高堤基防滲或承載能力的施工技術(shù)。高噴墻的凝結(jié)體是組成高噴墻的單元，而高噴墻則是眾多單元相互之間連接在一起，形成墻狀結(jié)構(gòu)，即高噴墻。高壓噴射灌漿施工結(jié)束后，所成防滲墻的滲透系數(shù)可降低到10-5cm/s～10-6cm/s甚至更低，抗壓強(qiáng)度為6 MPa～20 MPa，允許水力坡降[J]可達(dá)到80～100，且機(jī)械設(shè)備簡單，施工效率高，因此高噴灌漿施工技術(shù)得到廣泛采用。該項(xiàng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于鐵路、市政、建筑工程中的粉砂、淤泥、薪土、黃土等軟土堤基的加固。

2　檢測內(nèi)容

2.1　工程概況

陜京三線輸氣管道工程西起陜西省榆陽區(qū)長慶氣區(qū)榆林首站，終止于北京市西沙屯末站。根據(jù)河北省水利廳對該項(xiàng)目的批復(fù)：輸氣管道穿越中亭河為大型穿越，中亭河南側(cè)為護(hù)麥埝，北側(cè)為東淀北大堤。根據(jù)定向鉆施工的特點(diǎn)以及水利工程的重要性，許多堤防工程在穿越施工結(jié)束后均需要進(jìn)行一定的防護(hù)措施。由于穿越后對堤防產(chǎn)生的影響最終歸結(jié)為滲流破壞，因此所采取的防護(hù)措施目的是提升堤防的抗?jié)B安全性。目前常用的防護(hù)措施主要為充填灌漿、環(huán)空注漿、高壓噴射灌漿防滲墻等。充填灌漿與高噴墻的原理相似，但充填灌漿更傾向于改善堤基的承載能力與穩(wěn)定性，高噴墻更傾向于提高地層的防滲能力和抗?jié)B安全性。大清河流域的中亭河工程地下土層完整，無大粒徑的砂礫石層、卵礫石層、地下溶洞等復(fù)雜地質(zhì)情況，直接進(jìn)行高噴墻施工便可取得很好的防滲效果，因此無需采用充填灌漿。而中亭河在進(jìn)行防護(hù)時是在定向鉆施工完成4年后，環(huán)空注漿法已無法限制沉降量。經(jīng)過以上分析和綜合考慮，確定中亭河防護(hù)工程選用高噴墻進(jìn)行防護(hù)。

2.2　檢測方法

陜京三線輸氣管道廊坊段河道防護(hù)工程某標(biāo)段中亭河防護(hù)工程，對高噴墻的質(zhì)量檢測主要是對擺噴墻鉆孔芯樣的完整性、強(qiáng)度和滲透系數(shù)等進(jìn)行檢測。完成的檢測工作量見表1。

表1　完成檢測工作量統(tǒng)計(jì)表

從陜京三線輸氣管道廊坊段防護(hù)工程某標(biāo)段中選取兩個斷面(四個分部)，共計(jì)4孔，分別為東淀北大堤1號、東淀北大堤2號、南小埝1號、南小埝2號。在擺噴防滲墻結(jié)合處，采用HT-150型巖心勘探鉆機(jī)及合金鉆頭(外徑73 mm)沿豎直方向向下鉆進(jìn)，鉆取深度范圍為10 m左右。

2.3　檢測結(jié)果

1)芯樣外觀質(zhì)量檢測。芯樣外觀大部分較為完整，其中上部芯樣顏色為灰黃，芯樣呈柱狀或塊狀，不密實(shí)，表面粗糙，連續(xù)性較差。下部芯樣顏色為青灰色，芯樣呈柱狀，表面基本光滑、密實(shí)，連續(xù)性較好。鉆取芯樣見圖1～圖4。

芯樣外觀質(zhì)量描述情況見表2。

表2　鉆孔芯樣外觀質(zhì)量描述情況

檢測部位孔位孔深長度/cm外觀質(zhì)量描述情況東淀北大堤1號1000.50m～4m芯樣呈灰黃色,柱狀或塊狀,不密實(shí),表面粗糙,連續(xù)性較差;4m～10m芯樣呈青灰色,柱狀,表面光滑,致密,連續(xù)性較好2號1001.50m～3m芯樣呈灰黃色,柱狀或塊狀,不密實(shí),表面粗糙;3m～10m芯樣呈青灰色,柱狀,表面光滑,致密,連續(xù)性較好南小埝1號1001.30m～2m芯樣呈灰黃色,柱狀或塊狀,不密實(shí),表面粗糙,連續(xù)性較差;2m～10m芯樣呈青灰色,柱狀,表面光滑,致密,連續(xù)性較好2號1000.00m～3m芯樣呈灰黃色,柱狀或塊狀,不密實(shí),表面粗糙,連續(xù)性較差;3m～10m芯樣呈青灰色,柱狀,表面光滑,致密,連續(xù)性較好

2)鉆芯法檢測芯樣抗壓強(qiáng)度。每孔取芯樣密實(shí)部分加工成1組標(biāo)準(zhǔn)芯樣試件(高徑比1∶1)，芯樣直徑60 mm，共計(jì)4組，每組3個試件進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試，芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值應(yīng)按一組三塊試件強(qiáng)度值的平均值確定。擺噴防滲墻芯樣抗壓強(qiáng)度代表值為1.7 MPa～2.1 MPa，芯樣試件抗壓強(qiáng)度測試結(jié)果見表3。

3)擺噴墻滲透系數(shù)檢測。依據(jù)SL 345—2007水利水電工程

鉆孔注水試驗(yàn)規(guī)程中鉆孔常水頭注水試驗(yàn)規(guī)定，對擺噴防滲墻進(jìn)行常水頭注水試驗(yàn)測定擺噴墻的滲透系數(shù)。經(jīng)試驗(yàn)計(jì)算，4個鉆孔擺噴防滲墻滲透系數(shù)為0.31×10-6cm/s～1.59×10-6cm/s，計(jì)算結(jié)果見表4。

表3　擺噴防滲墻鉆孔芯樣強(qiáng)度測試結(jié)果

表4　擺噴墻滲透系數(shù)結(jié)果表

3　結(jié)語

通過對中亭河防護(hù)工程地下防滲墻的質(zhì)量檢測結(jié)果分析可知，采用鉆芯法檢測的擺噴墻鉆孔芯樣，芯樣大部分較為完整，表面基本光滑、致密，連續(xù)性較好。芯樣抗壓強(qiáng)度代表值符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范中對抗壓強(qiáng)度的要求。通過水頭注水試驗(yàn)，測得擺噴防滲墻滲透系數(shù)符合相關(guān)規(guī)范對于滲透系數(shù)的規(guī)定。因此，中亭河防滲墻防護(hù)工程，取得了很好的施工效果，即高壓噴射擺噴墻在堤基防滲中可取得顯著效果，對于水利建筑業(yè)的發(fā)展具有無可替代的重要意義。

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