润扬高喷试验报告汇编.docx
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润扬高喷试验报告汇编
江苏省润扬大桥南汊悬索桥北锚碇基础工程
高压旋喷灌浆试验报告
一、工程概况
江苏省润扬长江公路大桥南汊悬索桥北锚碇基础工程基坑深约50m，采用1.2m厚的钢筋混凝土地连墙围护防水，由于北锚碇地质和水文地质条件及基础结构复杂多变，施工技术难度高。
因此基坑开挖前为增加适当可行的安全保证，采取必要的基坑安全保证措施，改善结构受力条件，降低封水风险，确保深基坑开挖顺利进行，为此拟沿地连墙外侧进行高压旋喷灌浆，形成一道高压旋喷防渗墙。
其目的是延长渗径，确保在降水过程中，地连墙和长江围堤的安全，增强基坑开挖施工的可靠性和安全性。
在正式施工前必须进行生产性试验，为设计和施工提供重要技术参数，以及制定技术先进、经济合理的施工技术措施、科学的检测方法等。
1.1地形、地貌特征
北锚碇场区位于世业洲尾部偏南侧，属江中滩地，地面高程2.85~3.49m（黄海高程，下同），场地中心以南125m左右筑有东西向大堤（江堤），堤外滩面高程4.0~5.0m。
1．2场区岩土构成与特征
1．2．1第四系覆盖层
场区覆盖层为第四纪全新世河流冲积物（Q），总厚度45.7~48.5m，自上而下依次为：
Ⅰ1亚粘土：
褐黄~灰黄色，上部层理不明显，硬塑状；下部略显水平层理，软塑~流塑状，底部一般夹有粉砂或亚砂土；分布于场地表部，层厚一般为1.5~2.0m。
Ⅰ2亚砂土夹粉砂：
灰黄~灰色，粉砂呈饱和松散状，亚砂土为流塑状，层厚一般为0.5m~1.5m，局部达2m左右，分布于Ⅰ1导层亚粘土下。
Ⅱ1淤泥质亚粘土：
灰色，流塑状，具水平层理，埋深6.0~8.0m以上质均，其下质不甚均，间夹薄层粉砂，钻进过程中缩孔严重，厚度一般为8.0m~11.0m。
Ⅱ2淤泥质亚粘土与粉砂互层：
灰色，粉砂为饱和松散状，亚粘土为流塑状，呈水平互层状分布，质不均；厚度一般2.0~4.5m，底界埋深为15.5m~17.50m（即高程为-12.14~14.03m）。
Ⅲ1粉细砂：
灰色、饱和、中密、粒匀，成份以石英和长石为主，少量云母等，基本无粘粒，层厚一般为17.0m~21.0m。
Ⅲ2砾砂：
浅灰色为主，饱和、中密、分选性差，夹有含砾粗中砂或粉细砂，最大粒径约1.5cm，粗颗粒多呈次棱角状，成份以石英、长石为主，基本不含粘粒，钻进时易塌孔；该层厚度为1.0m~5.0m，顶界埋深约为34.0~38.0m（即高程-30.0~34.02m）具北高南低之势。
Ⅲ3粉细砂：
灰色、饱和、中密，大部粒均，局部夹中砂，成份以石英、长石为主，少量云母等。
层厚一般1.0~5.0m，夹于Ⅲ2层砾砂和Ⅲ3层粉细砂之间。
Ⅲ4砾砂：
特征与Ⅲ2层砾砂相似，分布于Ⅲ3粉细砂下，厚度为1.0m~5.0m。
Ⅲ5粉细砂：
灰色、饱和、中密，大部粒均，成份以石英、长石为主，局部夹亚砂土，底部含小卵石，分布于覆盖层底部层厚1.0~5.0m不等，具北厚南薄趋势。
1.2.2基岩
试验区岩面高程为-46.0m，为燕山晚期侵入岩，岩性以花岗岩为主，穿插后期侵入的花岗斑岩，辉绿岩等岩脉基岩的风化特征主要受岩性及构造影响程度控制，风化差异明显，全风化带缺失，强、弱风化带厚度变化较大。
二、试验方法
高压旋喷灌浆防渗墙采用旋喷桩连锁成墙施工工艺，高喷试验方法优先采用二管法，同时采用三管法试验，通过试验对二种方法进行比较，验证上述二种方法的经济性、合理性和可靠性。
三、试验布置
3.1为了减小对其它相关工序的施工影响，高压旋喷灌浆试验选择在北锚区较近，加工厂西侧，锚区北侧的一块空地上，试验布置区见下图:
高压旋喷灌浆试验区平面布置图
3.2高压旋喷灌浆试验区共布置7个试验孔（其中四个二管法、三个三管法），5个检查孔。
钻孔深度进入基岩内不小于1.0m，基岩面孔深50.5m，高压旋喷以基岩面以下1.0m开喷直至地面下1.0m终喷，即从孔深51.5m开喷至孔深1.0m终喷，平均桩长50.5m，地面高程3.5m。
旋喷试验布孔见下图：
高压旋喷试验孔平面布置图
注：
1、检查孔
2、按计算1m孔距其桩径为1.20m；1.20m孔距其桩径为1.40m。
在实际施工中，1m孔距其桩径须达到1.2m以上；1.20m孔距其桩径须达到1.4m以上。
四、主要机械设备表
表一
设备名称
型号
单位
数量
工作内容
备注
高压泥浆泵
XPB-90型
台
1
高喷
压力40Mpa；流量80L/min
空压机
XU-9-7型
台
1
高喷
风压0.7Mpa；风量9m3/min
高速搅拌机
NJ600型
台
1
制浆
容量600L
高喷台车
DZJ30型
台
1
高喷
提升高度25m
岩芯钻机
XY-2型
台
1
造孔
测斜仪
KXP—1型
台
1
测斜
顶角±0.5度方位角±4度
泥浆泵
BW200/50型
台
1
造孔
压力5Mpa；流量200L/min
五、试验时间
1、2001年7月10日至2001年8月12日试验结束
2、2001年8月25日前提交试验报告
六、高压旋喷灌浆试验
6.1施工准备
（1）平整场地，清除地面、地下障碍物。
当地面低洼时，应回填粘性土料，但不得加填杂土；当地表过软时，应采取防止施工机械失稳的措施。
（2）布置开挖冒浆排放沟和集浆坑。
（3）进行现场测量放样，定出每一钻孔孔位，并作出明显标示和妥善保护。
（4）建好现场施工用的临时设施，如供水、供电、道路、临时房屋、工作平台以及材料库等。
6.2施工工艺流程
6.3工艺技术参数
表二
注：
1、旋转速度：
7r/min
2、气压：
旋喷孔深10m以下为0.6~0.7Mpa
旋喷孔深10m以上为0.4~0.5Mpa
3、气量：
采用6m3空气压缩机供气
6.4高压旋喷灌浆
1、为确保高压旋喷墙连续性，钻孔孔位偏差不应大于2cm，钻孔偏斜率不应大于5‰，每孔进行测斜，对不合格钻孔，要进行纠偏重钻，经验收合格后，方可下入喷射管，进行高压旋喷灌浆。
2、为确保底部高压旋喷灌浆墙体与基岩面完整、牢固结合，其孔深必须深入强风化基岩内大于1m。
喷灌时，当喷头下至基岩面以下1.0m时，应先进行低压静压注浆，待浆液返出孔口后，再将喷嘴提至基岩面处，按规定参数送浆（水）、气进行回转静喷，待各项参数正常后，方可提升旋喷灌浆。
3、高压旋喷灌浆应进行全孔连续作业，因故中断停喷再恢复施工时，应进行复喷，其重叠复喷长度不小于20cm。
4、高压旋喷灌浆结束后，应及时进行回灌，直至浆液面不在下降为止。
5、高压旋喷灌浆应分排分序进行，相邻孔高压旋喷灌浆间隔时间不宜少于24h。
6、高压旋喷灌浆施工，孔口返浆是确保墙体质量重要措施之一，应采取必要措施保证孔内浆液上返畅通，避免造成地层劈裂和地面抬动，若因地层漏浆，出现不返浆时，应立即停止提升，并采取以下措施进行处理，经堵漏处理，孔口返浆正常后，方可恢复正常施工：
降低水（浆）压、风压等后原位喷浆。
向孔内填砂、土等其它颗粒堵漏材料。
7、高压旋喷灌浆采用普通硅酸盐水泥，标号为P.O32.5，其质量必须符合有关质量标准，如遇受潮、结块、过期不得使用。
8、水泥浆液经高速搅拌后，必须经过严格过筛，防止堵管。
在制备水泥浆液搅拌罐和泥浆泵搅拌罐之间设一道过滤网，在泥浆吸浆管尾部设一过滤器。
水泥浆液应随配随用，在作业过程中，应连续搅拌，超过4h的水泥浆液，不能使用，作弃浆处理。
9、认真做好试验各项施工记录，若有异常情况及时填写。
定期检测各项施工参数，如提升速度、喷射压力、风压、流量、进浆、返浆密度等。
10、高压旋喷灌浆施工完毕，应及时冲洗机具。
11、认真做好“安全生产”和“文明施工”的工作。
6.5高压旋喷灌浆造孔
高压旋喷灌浆施工的第一道工序，就是将钻机安装在钻孔的位置上，使钻具对准孔位中心，同时为保证钻孔达到设计要求和垂直度，钻机就位后，必须做好立轴及机身水平校正，使其钻机轴线垂直对准钻孔中心位置。
钻孔的目的是将喷射注浆管插入预定的地层中，由于钻孔较深，平均大于50m，故选用XY-2型地质钻机做造孔机械。
钻孔孔位偏差小于2cm。
要采取特殊技术措施，确保孔斜偏差率小于5‰。
钻孔采用测斜仪逐孔进行测斜，对不合格的钻孔，重新纠偏或补钻，直至合格，方能终孔。
6.6高压旋喷灌浆
1、高压旋喷灌浆是一项综合性、专业性较强的施工工艺。
施工时必须注意安全，佩戴安全帽，高空作业要系好安全带，严格遵守各项操作规程和施工工艺。
2、统一指挥，明确岗位，各负其责。
高喷台车、高压泵、空压机、制浆系统等都要有专人负责，作好施工记录。
3、插入喷管前，必须将每节喷管试压，确认无渗漏后，方能插入孔内。
在插管过程中，为防止泥沙堵住喷嘴，可用胶布缠住喷嘴。
4、认真检查各输送管道、过滤网的畅通情况，插管前必须验证钻孔深度，确认无沉淀后方能将喷管插入孔内。
5、喷管插入基岩内1.0m后先旋转，后低压注浆，待孔口返浆后，将喷管喷嘴处深度提至基岩面下0.5m处。
然后送高压水、气并达到规定值后，方可按规定速度旋转提升。
6、开喷后当喷管还在基岩内，遇有异常情况需停止旋喷时，必须迅速将喷管提出基岩面，以防喷管卡入基岩内。
7、开喷后一次提升至24m后，方可按水、气、浆程序停送，并迅速拆装喷管。
恢复高喷时，要按浆、水、气程序泵送。
8、高压旋喷提至离地面1m处停喷。
9、高压旋喷结束后，要彻底清洗管道，严防浆液堵管。
七、试验工程量及主要材料消耗
表三试验工程量及主要材料消耗
高压旋喷灌浆
水泥消耗（T）
钻孔取芯检查
注水试验
孔号
孔深
（m）
总耗量
每米
耗量
孔号
孔深
（m）
个数
1
51.7
28.35
0.55
J1
51.2
1
2
51.8
13.86
0.28
J2
48.3
1
3
52.0
14.56
0.28
J3
51.3
1
4
51.7
18.35
0.36
J4
48.5
1
5
51.8
18.15
0.35
J5
51.3
1
6
51.7
30.43
0.59
7
51.7
35.42
0.69
合计
362.4
159.12
0.44
250.6
5
八、高压旋喷灌浆试验施工特点及采取主要技术措施
8.1高压旋喷灌浆试验施工特点
1、最大特点是基坑开挖深（约50m）水头压力大，防渗要求标准高。
本试验段旋喷深度达到51.7~52.0m。
2、地质条件复杂，上部有流塑淤泥质粘土，下部有约35m粉细砂、粗砂，不利于孔壁稳定，造孔困难。
底部基岩是花岗岩，裂隙发育、破碎，严重漏水，容易造成卡埋喷管事故。
3、钻孔垂直度要求高，偏斜率应小于5‰。
8.2高压旋喷灌浆试验采取主要技术措施
1、采用钻塔架和钻机连接成一整体，确保钻机稳定性和严格安装精度。
采用长度不短于5.5m钻具钻进，以利于自身导向。
钻孔施工时应采用轻压、吊打操作工艺。
采用上海地质仪器厂KXP—1型钻孔测斜仪，对每一个钻孔都要严格按10m分段进行测斜，不合格孔要进行纠编，确保钻孔偏斜率小于5‰。
2、采用湖南澧县生产的澎润土，并加入0.5%的纯碱拌制优质泥浆护壁，避免淤泥缩径和粉细砂地层坍孔，确保喷管顺利插入孔底。
3、采用高压性能不低于40Mpa，长期稳定可靠运行的高压浆泵及其配套机具。
4、采用有较大旋转扭矩的机具和能承受较大扭矩强度的喷管。
5、要尽量减少高压旋喷灌浆施工过程中的接管次数，并提高快速接管技术，避免卡埋管事故。
6、要有相应快速排除堵管、埋管的机具及相应技术措施，尽快处理故障恢复施工，为此设计了特殊喷头，减少堵管。
7、由于基岩破碎、裂隙发育，在基岩内高压喷射，会冲开裂隙，严
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