【摘要】根据《工程建设标准强制性条文》（水利工程部分）2010年版及《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》（DL/T 5200-2004），高压旋喷截渗墙施工前，需进行高压旋喷桩试桩试验，取得合理的施工参数，包括高压旋喷桩施工设计和实际施工的提升速度、旋转速度。试验后的检测内容包括桩体抗渗性、整体性和均匀性的检测。根据现场实际情况，出山店水库坝体工程在上下游围堰及基坑左侧基础截渗墙进行高喷桩试验，确定了详细的施工参数。
【关键词】高压旋喷截渗墙；试桩试验；提升速度；旋转速度
根据地质勘探报告及设计要求，采用双管高喷灌浆法，高喷墙的连接方式为单排旋喷套接，灌浆次序分二序，先灌一序孔（旋喷桩），后灌二序孔（旋喷桩）。双管法是利用两个通道的注浆管，通过底部侧面的同轴双重喷射，同时喷射出高压浆液和空气两种介质射流冲击破坏土体，即以高压泥浆泵高压发生装置用36MPa或38MPa压力将浆液从内喷嘴中高速喷出，并用0.7MPa的压缩空气，从外喷嘴（气嘴）中喷出。在高压浆液射流和外圈环绕气流的共同作用下，破坏泥土的能量显著增大，喷嘴一面喷射一面旋转提升，最后在土中形成固结体。双管法常用于加固软土地基及粉土、砂土、砾石、卵碎石等地层的截渗加固。
高噴灌浆参数的试验就是在相同的地层、地下水条件下，选用几种不同的高喷灌浆参数（提升速度、旋转速度、喷射压力等）进行试验并获得最优参数。
1、试验目的
砂土层渗透系数K： i×10-6cm/s（i=1～9），抗压强度R28：1.5～5.0（MPa）；卵石层的渗透系数可K：i×10-6cm/s（i=1～9）；抗压强度R28：3～12（MPa）。
通过对砂、土层和卵石层在喷浆压力、流量、提升速度、旋转速度采取不同结构形式下，能够满足规范要求，为施工提供合适的有关参数，以确保高喷灌桩工程达到在经济上合理、在技术上安全可靠。
2、试验项目
根据招标文件的工程地质描述，工程场区内地层中高程65.0m至75.0m为砂层、砂砾石层及风化岩层，透水性强，溢流坝段基坑开挖至65.0m，完全揭穿了砂层和砂砾石层，为保证施工期间围堰稳定及主体工程干地施工，需在上、下游围堰基础及基坑左侧进行截渗处理，采用高压旋喷灌浆，灌浆入基岩。具体做一下试验；
（1）不同水泥浆压力的试验；
（2）不同提升速度的试验；
（3）不同旋转速度的试验；
（4）不同地质参数的试验。
3、地形及地质条件
混凝土坝段基岩为加里东晚期中粗粒黑云母花岗岩，局部夹片岩捕掳体，并有细粒花岗岩脉、长英岩脉、石英岩脉及绿帘石脉穿插。河床表层级配不良砂以粗砂为主，含砾石，下部为级配良好砾，局部夹透镜状或薄层状含砂粘性土层或软土，总厚度2～6.4m，受淮河内采砂影响，河床及漫滩地形变化较大，由于下部Qalp3地层中大粒径卵砾石筛除后现场乱堆，严重影响河床及漫滩中砂卵砾石的颗粒组成。工程场区内地层中高程65.0m至75.0m为砂层、砂砾石层及风化岩层，透水性强。
高压旋喷截渗墙布置在上下游围堰及与基坑左侧（导流明渠右岸平台）之间呈“U”型状分布与右岸山体形成封闭环状。高压旋喷截渗墙试验区计划布置在基坑左侧。
4、试桩布置及时间
根据现场情况， 高压旋喷桩工艺性试验选在导流明渠右岸和基坑左侧的平台间，单排布置，共有8根试验桩，如图一所示从左到右为1#～8#桩。高压旋喷桩设计桩径1.1m，桩间距0.977m，套接厚度不小于50cm，试验桩长约14.0m。
5、试验设计
本次试验共有8根试验桩，采用双管法高喷灌浆法进行灌浆。试验周期为7天，试验时观测灌浆压力、吃浆量等相关数据。试验目的主要为获得提升速度、旋转速度、喷射压力等参数。
8根旋喷桩试验选用双管法施工，高喷台车（GYP—7）提供压力、流量，空气压缩机供应压力、流量等分别进行实验。
具体布置如下：1#、 2#、3#、4#桩保持压缩空气、水泥浆压力、水泥浆流量不变的情况下，改变提升速度与旋转速度其中旋转速度是提升速度的1.1～1.2倍。1#和2#为一组，3#和4#为另一组。通过1#和2#桩与3#和4#桩的对比，比较相同水泥浆压力下不同旋转速度和提升速度的墙体截渗性能及整体均匀性情况。5#、6#、7#、8#桩采用较小的水泥浆压力进行试验，相应的布置方式与1#、2#、3#、4#相同，即保持压缩空气、水泥浆压力、水泥浆流量不变的情况下，改变提升速度和旋转速度。其中5#和6#为一组，7#和8#为另一组。5#、6#与7#、8#的对比，比较较小水泥浆压力下不同旋转速度和提升速度的墙体截渗性能及整体均匀性情况。通过1#、2#、3#、4#与5#、6#、7#、8#的对比选择不同水泥浆压力下的最优水泥浆压力、提升速度、旋转速度参数。
旋喷桩的施工工艺参数确定见表一。
6、试验桩检验成果分析
6.1 检测项目：
委托有资质的第三方机构对试验桩的渗透系数、抗压强度、防渗墙完整性进行检测。
6.2 检测孔布置
在1#、8#试验桩偏离中心处和4#与5#试验桩套接部位作为检测孔，检测孔分别为检测孔①、检测孔②、检测孔③，如下图：
6.3 试验结论
通过试验结果的数据分析，试验桩水泥浆压力在36MPa或38MPa时、气压在0.7 MPa时，提升速度6v（cm/min）、8 v（cm/min）、10 v（cm/min）时，旋转速度在8（r/min）、10（r/min）、12（r/min）的情况下，抗压强度R28达到：5.1MPa～12.6MPa；渗透系数K达到：2.03×10-6 cm/s～7.65×10-7 cm/s；满足规范要求，且防渗墙较完整，水泥土较密实、连续性较好。
通过试验并结合施工现场条件，综合考虑施工工程质量、进度和经济性，推荐施工技术参数如下：
7、总结
高压旋喷灌浆参数试验对确定高喷灌浆提升速度、旋转速度、喷射压力等最优参数有着不可替代的作用。文章通过对出山店水库高压旋喷灌浆试验过程的全景描述，对以后类似项目的有着必要的指导意义。
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