垂直防渗帷幕袖阀管灌浆工艺与质量控制_江俊杰.pdf

2023年第1期江俊杰，吴海：垂直防渗帷幕袖阀管灌浆工艺与质量控制垂直防渗帷幕袖阀管灌浆工艺与质量控制江俊杰1，吴海2（1.南京市市政工程质量安全监督站，江苏 南京210000；2.江苏宁联建设工程有限公司，江苏 南京210000）摘要：袖阀管灌浆可很好地解决松散地层灌浆管封闭止浆难题。以南京某灰渣填埋场项目为例，总结了袖阀管灌浆工艺在垂直防渗帷幕施工中的工艺要求，探讨了袖阀管灌浆施工过程中的重难点对策及施工质量控制要点。关键词：垂直防渗帷幕；灌浆工艺；袖阀管Abstract:Sleeve valve pipe grouting could solve the problem of sealing and stopping grouting in looseformation.Taking one Nanjing Project of ash landfill as an example,the paper summarizes the technicalrequirements of sleeve valve pipe grouting technology in the construction of vertical anti-seepage curtain anddiscusses the key and difficult countermeasures in the construction process of sleeve valve pipe grouting and thekey points of construction quality control.Key words:vertical impervious curtain；grouting technology；sleeve valve pipe中图分类号 U445.55+2文献标识码 A 文章编号1004-5538（2023）01-0005-030引言帷幕灌浆工艺是地基加固的一种，主要原理是采用灌浆方法充填地基内的裂隙，形成阻水帷幕降低渗透压力或减少渗流量的措施。当前，已有大量国内外学者对地下灌浆帷幕工艺进行了研究。然而，建筑地基处理及水工灌浆施工等技术规范1-2对帷幕灌浆施工工艺参数描述均未通过现场试验确定，而地勘资料往往不能覆盖施工所有区域，无法判断灌浆施工工艺参数选择是否合理。地下水水力坡降可能会造成浆液水灰比改变，甚至冲刷浆体，导致灌浆区中浆液留存困难，也就无法起到封堵效果3。袖阀管灌浆工艺法是注浆管法的延伸和改进。以南京某灰渣填埋场工程灌浆帷幕采用袖阀管灌浆方式为例，阐明袖阀管灌浆施工工艺、原理及其实用性。1工程背景1.1工程概况及周边环境南京某灰渣填埋场工程位于南京某环保产业园，设计年限20年，日处理规模150 t/d，年处理规模4.95万t/a，总库容94万m3。主要填埋对象为生活垃圾焚烧发电厂产生的飞灰，采用分层、分单元逐日覆盖填埋作业方式。拟建场区垂直帷幕0+000-0+443.064段、0+780-1+082.526段约745 m。考虑到帷幕墙孔底高程需进入中风化岩2 m，且作业面受限，灌浆帷幕采用袖阀管灌浆。1.2工程地质条件拟建场区自上而下岩土层分布顺序依次为第四系粉质黏土（Q4al）、第三系粉质黏土（Q3al）及碎石土（Q3el），下伏基岩为强风化安山岩（J3d）、中等风化安山岩(J3d)。1.3水文地质条件拟建场区地表水系呈点状分布，但深度普遍较小。局部由于长期地表水作用，表层软化较严重，帷幕施工前对水塘进行排水清淤，并采用均匀性较好的粘性土回填。根据场地土层分布特点，地下水主要为孔隙潜水、微承压水及基岩裂隙水。2袖阀管灌浆施工工艺2.1施工工艺原理袖阀管灌浆法是预埋灌浆管法的延伸和改进，通生产技术5-2023年第1期图1灌浆帷幕布置过使液经过灌浆泵加压后聚集到直径55 mm-PVC袖阀管灌浆管段，当灌浆压力逐渐增大到一定程度，内部压力会由注浆孔处将PVC管外侧的套壳料挤碎和橡胶圈胀开，上下的套壳料可迫使浆液产生较小范围的横向流动，在地层间进行充填、渗透、压密、劈裂等流动。当供浆量小于进入量，袖阀管内压力达到平衡，后续浆液使劈裂裂缝继续向外延伸形成固结体，以达到提高地基加固强度和降低地层渗透的效果。由于橡胶圈可在孔内加压灌浆时胀开，在停止灌浆时需封闭泄浆孔，阻止泥土和地下水逆向回流。2.2施工技术2.2.1灌浆孔布置孔位间距1.3 m，双排，孔深约16 m，采用后退式袖阀管灌浆，如图1所示。2.2.2袖阀管施工参数依据现场地质条件和工程经验，灌浆采用42.5级普通硅酸盐水泥和PVC袖阀管。施工采用XY-1回旋钻机，孔径为91mm，灌浆管内径50mm，外径55 mm，沿长度每隔33 cm钻一组射浆孔，外包橡胶皮套。灌浆浆液水灰比为0.81。由于注浆区域位于承压水下24 m，注浆必须在水泥浆液初凝后停止压浆，因此，在设计注浆压力基础上，考虑承压水压力，掺加约10%的水玻璃，施工注浆压力按照1.0 MPa执行，注浆持荷时间不小于5 min。2.2.3工艺流程袖阀管灌浆施工工序：钻孔下套壳料施作袖阀管开始灌浆第一段灌浆第二段灌浆。2.2.4施工准备内业准备：明确施工图及质量检验评定标准、质量保证措施、施工安全文明措施等。外业准备：施工场地应平整，有足够承载力；采用2套设备同时施工，包括2台钻机、2台KBY-70型灌浆泵、2台搅拌机、8 000 m塑性袖阀管和1台发电机。2.2.5袖阀管灌浆试桩袖阀管灌浆正式开工前必须做试桩施工准备，以检验机具性能及各项技术参数。试桩结束后，形成试桩成果报告，作为该区段旋喷桩施工的依据。2.2.6定位造孔钻孔施工利用吊锤钻头进行垂直度调校，钻孔的倾斜度与设计倾斜度偏差应小于1.5%。遇孔身转折时，根据实际情况调整孔距，保证孔间的连接密实。2.2.7套壳料置换通过灌浆压力钻杆将孔内泥浆置换成套壳料，当置换出泥浆中含有套壳料时，停止置换。2.2.8安装袖阀管套壳料置换完成后应立即插入袖阀管。袖阀管第一节安装堵头并注入清水，后续管节间安装专用接头并下至孔底，保证管中心与孔位中心重合，通过利用满水灌浆管重力作用，防止灌浆管浮起。灌浆管顶部闷盖，以防止杂物进入，影响灌浆作业质量。2.2.9制浆灌浆待套壳料达到设计强度后进行灌浆施工。灌浆施工应严格控制试验所得灌浆参数，灌浆时通过读取压力值、查看灌浆量和听声音确定灌浆效果，操作员应做好灌浆记录。2.2.10拔管当压力值和灌浆量达到设计要求后进行灌浆管上提，上提操作应快速、均匀并按一定步距。待灌浆完成后，清洗管路及袖阀管，进行下一孔的灌浆。2.3施工重难点及对策注浆过程中可能产生孔间窜浆或串孔、注浆压力长时间不上升及注浆引起地表隆起等问题，如发生，应及时采取有效应对措施。（1）孔间窜浆或串孔对策：应调整注浆压力和注浆速度，再加大孔距、定量跳孔注浆。（2）长时间达不到要求的注浆压力对策：调整浆液配比、定量注浆。（3）地表隆起对策：调整注浆压力和注浆速度，间歇注浆、跳孔注浆等。3袖阀管灌浆施工质量控制3.1施工过程控制帷幕灌浆施工过程需时刻注意钻进过程中的土质变化情况，并做好记录，以判定是否进入中等江俊杰，吴海：垂直防渗帷幕袖阀管灌浆工艺与质量控制生产技术6-2023年第1期风化安山岩岩层，且入岩达2 m。下管后，洞口处应及时封堵，并尽快完成灌浆；灌浆开始后须连续作业，不能间断；此外，灌浆过程还需结合钻取渣样，注意调整工艺参数组织施工；严格控制灌浆压力、持荷时间及浆管提升速度。3.2施工质量验证灌浆帷幕质量验收包括桩身均匀性检测和防渗检测。（1）桩身均匀性检测采用压密注浆动力触探试验，根据动力触探时贯入度和击数，得出击数平均值，算出标准差及变异系数，判定桩身是否均匀。试验结果表明，袖阀管灌浆帷幕桩身范围内注浆均匀。（2）防渗检测采用钻孔单点压水试验。目前，大多数项目对工序质量验收采用钻孔取芯进行，以同步判断浆体与岩面结合部位的连接封堵质量。这种核验方式很直观，但对防渗结构完整性而言，也是一种破坏。根据现浇塑性混凝土防渗芯墙施工技术规程要求，灌浆区40 cm内不建议对实体进行破坏性试验。因此，现场试验应选择在灌浆钻孔中心点40 cm外进行。试验结果表明，袖阀管灌浆防渗帷幕渗透系数均小于5.010-7cm/s，且进入岩层裂隙充填效果较好。4结论（1）以南京某灰渣填埋场工程帷幕为实例，阐明袖阀管灌浆法的施工工艺、原理及其实用性。（2）袖阀管灌浆施工可满足灌浆帷幕桩身均匀性要求。（3）袖阀管灌浆施工可满足垂直防渗帷幕渗透系数低于5.010-7cm/s的要求。参考文献1JGJ 792012，建筑地基处理技术规范S.2SL/T 622020，水工建筑物水泥灌浆施工技术规范S.3韩秀娟,陈旺,王秋林.南昌红谷隧道临江富水砂层干坞基坑防渗墙施工技术J.隧道建设，2015，35（10）：1082-1088.第一作者：江俊杰（1991-），男，研究生，工程师，工程管理专业。（编辑：王冬林）（收稿日期：2022-12-1）江俊杰，吴海：垂直防渗帷幕袖阀管灌浆工艺与质量控制生产技术江苏省建材行业高质量发展专题调研组赴南通市建材企业调研2023年2月1516日，省工信厅组织的建材行业高质量发展专题调研活动在南通市进行。省工信厅材料工业处副处长王善河、二级调研员李继峰，省建材行业协会副秘书长王继胜及南通市工信部门相关人员参加第二次调研活动。江苏鹏飞集团股份有限公司党委书记、董事长王家安，江苏铁锚玻璃股份有限公司常务副总经理吴贲连，江苏正威新材料股份有限公司创始人顾清波，分别围绕近年来在生产经营管理方面取得的主要成绩以及高质量发展主要举措等进行了专题汇报，并就企业当前存在的困难与问题等，提出了相关建议。调研组对三家企业多年来坚持突出主业、自主创新，实现可持续发展的做法给予充分肯定，希望企业在高端化、智能化、绿色化发展上迈出新步伐，取得更大成效。江苏鹏飞集团多年来专注于回转窑系统、粉磨设备系统的研究与制造，已成为中国及全球市场最大供应商，先后获得制造业单项冠军示范企业等荣誉，获得国家企业技术中心、第二批“江苏精品”认证企业等称号。江苏铁锚玻璃公司专注于安全玻璃深加工，近年来不断引进高层次科技人才，坚持自主创新，不断突破前沿技术，先后获得国家技术创新示范企业、制造业单项冠军示范企业称号。江苏正威新材料公司深耕玻璃纤维纱、织物及制品、玻璃钢制品领域，坚持技术引领，不断增强创新驱动力，化工环保产品、复合增强产品、风电叶片市场迅速拓展。(来源：建材科技视界)7-