摘要：本文筆者根據(jù)自己多年的施工工作經(jīng)驗(yàn)，以南水北調(diào)中線工程勒馬河河道倒虹吸管身段土方開挖工程施工為例，從深層水泥攪拌樁和高壓噴射灌漿技術(shù)兩方面進(jìn)行論述，闡述了深攪和高噴技術(shù)相結(jié)合的方法在倒虹吸開挖中的作用和意義。
　　關(guān)鍵詞：深攪高噴，南水北調(diào)，勒馬河，截滲墻施工
　　一、水泥攪拌樁和高壓噴射灌漿的概念及技術(shù)優(yōu)勢
　　1.1水泥攪拌樁的概念及技術(shù)優(yōu)勢
　　水泥攪拌樁是指利用水泥材料做為固化劑,通過特制的深層攪拌機(jī)械,在地基深部強(qiáng)制將上述固化劑漿液與土體均勻拌和成樁,從而改善地基土的物理力學(xué)性能,降低地基變形,提高地基土的承載能力。
　　水泥攪拌樁具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),歸納如下:①由于是將固化劑和原地基軟土就地拌和,因而最大限度的利用了原土。②攪拌時(shí)較少使地基側(cè)向擠出,對周圍原有建筑物的影響較小。③按照不同地基土的性質(zhì)及工程設(shè)計(jì)要求,合理選擇固化劑及其配方,設(shè)計(jì)較靈活。④施工時(shí)無振動(dòng)、無噪音、無污染,可在市區(qū)內(nèi)和密集建筑群中進(jìn)行施工。⑤土體加固后重度基本不變,對軟弱下臥層不致產(chǎn)生附加沉降。⑥根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的需要,可靈活的采用柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀等加固形式。
　　1.2高壓噴射灌漿的概念及技術(shù)優(yōu)勢
　　高壓噴射灌漿是指在砂礫石、砂土等地層鉆孔內(nèi)，用高壓水、氣、水泥漿射流沖擊，擾動(dòng)孔壁周圍介質(zhì)，使?jié){液充填并與地層土石顆粒摻混，凝固后成整體，使地基防滲或提高承載力。
　　高壓噴射灌漿的技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：①充填作用漿液凝成的結(jié)石將地層空隙充填起來，可以阻止水流通過，提高地層的密實(shí)性；②壓密作用。在漿液被壓入的過程中，將對地層產(chǎn)生擠壓，從而使那些無法進(jìn)入漿液的細(xì)小裂隙和孔隙受到壓縮或擠密，使地層密實(shí)性和力學(xué)性能都得到提高；③粘合作用。某些漿液的膠凝性質(zhì)可以使己經(jīng)脫松的巖塊、建筑物裂縫等充填并粘合在一起，使其聯(lián)合承載能力得到改善；④固化作用。某些漿材（例如水泥和某些化灌材料）可與地層中的粘土等松軟物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將其凝固成堅(jiān)固的“類巖體”。
　　二、深攪和高噴在南水北調(diào)中線工程勒馬河倒虹吸土方開挖施工中的應(yīng)用
　　2.1工程概況
　　勒馬河河道倒虹吸工程位于河南省博愛縣西金城鄉(xiāng)東北約1.5km三河口處。工程交叉處總干渠樁號Ⅳ18+229.1。勒馬河河道倒虹吸總長255.4m，其中管身水平投影132.9m，管身斷面為2孔矩形，單孔過水?dāng)嗝?.0m×4.0m（寬×高）。勒馬河河道倒虹吸與總干渠正交，由進(jìn)口連接段、管身段及出口消能防沖段組成。
　　2.2水泥土攪拌樁施工
　　2.2.1施工工藝參數(shù)
　　水泥土攪拌樁截滲墻施工工藝參數(shù)見表1
　　表1水泥土攪拌樁截滲墻施工工藝參數(shù)表
　　項(xiàng)目 深層攪拌樁
　　漿液流量 以孔口溢出水泥漿為準(zhǔn)
　　攪拌軸外徑 500mm
　　提升速度 Ⅲ～Ⅳ檔
　　水泥摻入比（重量比） 15%
　　漿液水灰比（重量比） 0.5∶1
　　2.2.2水泥土攪拌樁施工方法
　　①采用“二攪一噴法”進(jìn)行施工。樁機(jī)安裝檢測合格后，將深層攪拌機(jī)的攪拌頭對準(zhǔn)孔位中心，啟動(dòng)攪拌機(jī)，噴漿攪拌下沉，下沉至設(shè)計(jì)孔深進(jìn)行注漿攪拌。②深層攪拌樁前后兩組樁相互切割或套接，分兩次成墻，完成一個(gè)單元墻段。③由于攪拌樁頂部復(fù)土壓力減小，直接影響攪拌樁質(zhì)量，因此應(yīng)特別注意樁頭的施工質(zhì)量，攪拌機(jī)自地面以下1.0m噴漿攪拌提升出地面時(shí)，宜用慢速，當(dāng)噴漿口即將出地面時(shí)，宜停止提升、攪拌數(shù)秒，以保證樁頭均勻密實(shí)。④當(dāng)攪拌樁端部接近樁頂預(yù)定位置時(shí)，持續(xù)攪拌3min后，才能拔出攪拌樁頭。為了達(dá)到較好的止水效果樁與樁之間需搭接攪拌成墻時(shí)，要求相鄰樁的施工間隔時(shí)間不超過24h。⑤前、后臺(tái)配合。前臺(tái)操機(jī)與后臺(tái)供漿應(yīng)密切配合，聯(lián)絡(luò)信號必須明確，前臺(tái)攪拌機(jī)噴漿提升的次數(shù)和速度必須符合已定的施工工藝，后臺(tái)供漿必須連續(xù)，一旦因故停漿，必須立即通知前臺(tái)，為防止斷樁和缺漿，宜將攪拌機(jī)下沉至停漿點(diǎn)以下0.5m，待恢復(fù)供漿時(shí)再噴漿提升。⑥清洗。噴漿施工完畢后，向集漿池中注入少量清水，開啟灰漿泵，清洗注漿管路。⑦移位。重復(fù)上述1.5.4～1.5.9的步驟，進(jìn)行下一根樁的施工。⑧樁頭處理為保證防滲墻墻頂水泥土的質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)，待墻體材料凝固后，將墻頂面以下50cm的水泥土予以挖除，然后采用粘土進(jìn)行回填壓實(shí)。
　　2.3高噴灌漿施工技術(shù)
　　（1）施工參數(shù)
　　本工程按設(shè)計(jì)要求采用三重管法，施工擬采用參數(shù)如表2.
　　表2高壓旋噴工藝參數(shù)表
　　旋噴注漿方法 三重管法
　　水 壓力（MPa） 25～35
　　 流量（L/min） 87～95
　　 噴嘴孔徑（mm）及個(gè)數(shù) 1.7～1.9（2個(gè)）
　　空氣 壓力（MPa） 0.7～0.8（H≥30m時(shí)，0.8～1.0）
　　 風(fēng)量（m3/min） 0.8～1.0
　　 噴射間隔（mm）及個(gè)數(shù) 1～2（2個(gè)）
　　漿液 壓力（MPa） 1.0～1.2
　　 流量（L/min） 60～100
　　孔口回漿密度（g/cm2） 不小于1.2
　　提升速度（m/min） 0.10～0.15
　　旋轉(zhuǎn)速度（r/min） 0.8～1.0倍提升速度
　　
　　（2）高噴鉆孔
　　①測量放樣：在高噴灌漿施工平臺(tái)形成后，由測量人員準(zhǔn)確放出控制線和旋噴孔的孔位，埋設(shè)孔口管或做上標(biāo)記以確保孔位準(zhǔn)確，并在適當(dāng)位置布置控制點(diǎn)，進(jìn)行施工期的檢測和校核。②高噴孔造孔：噴漿孔孔徑φ130mm，膨潤土泥漿固壁，邊固邊鉆，以便成孔和保證孔壁穩(wěn)定。③固壁泥漿：以膨潤土，燒堿等材料組成的高固相護(hù)壁泥漿，滿足可水平送出；泥漿在孔內(nèi)不硬化固結(jié)，7～10天內(nèi)高噴桿能順利插入孔底，為其穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)；泥漿在孔隙內(nèi)基本不流動(dòng)，不凝聚；pH值為8～10，比重1.1左右。固壁泥漿通過試驗(yàn)確定，選用的泥漿性能標(biāo)準(zhǔn)報(bào)送監(jiān)理人批準(zhǔn)。
　　（3）下噴射管
　　噴灌孔鉆孔結(jié)束驗(yàn)收后，拔出芯樣管(鉆具)移開鉆機(jī)，噴機(jī)就位進(jìn)行地面孔口試噴、并檢查高壓系統(tǒng)的完好性及設(shè)備的可靠性和檢查壓力、轉(zhuǎn)速、提速等滿足要求后，換上旋噴噴管，開始下設(shè)，并將其插入預(yù)定深度。
　　（4）噴漿漿液
　　高壓噴漿用的漿液主要材料為水泥。采用強(qiáng)度等級為42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，噴入漿液的水灰比為0.8:1～1.0:1.0。
　　（5）噴射成樁
　　當(dāng)噴射管下放到設(shè)計(jì)深度后，送入合乎要求的氣、漿、噴射1～3min，待注入的漿液冒出地面后，按設(shè)計(jì)配合比制備好水泥漿液，并按以下步驟進(jìn)行操作：①按設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，原地旋轉(zhuǎn)旋噴管。②按設(shè)計(jì)旋噴方法，輸入水泥漿液、水和壓縮空氣，待泵壓和風(fēng)壓升至設(shè)計(jì)規(guī)定值并孔口返漿且返漿比重必須大于1.3。③按設(shè)計(jì)速度提升旋噴管，進(jìn)行由下而上的旋噴注漿作業(yè)。在高噴作業(yè)過程中，拆卸注漿管節(jié)后，重新進(jìn)行旋噴作業(yè)的搭接長度不小于0.5m。當(dāng)旋噴管提升接近樁頂時(shí)，從樁頂以下1.0m開始，慢速提升旋噴至樁頂，旋噴數(shù)秒。
　　（6）靜壓回灌
　　為解決旋噴凝結(jié)體頂部因灌液折水而出現(xiàn)凹陷現(xiàn)象，高噴作業(yè)結(jié)束后，隨即在噴射孔內(nèi)進(jìn)行靜壓充填灌漿，不間斷地將冒出地面的漿液回灌到噴漿孔內(nèi)，直到孔內(nèi)的漿液面不再下沉為止。
　　（7）封孔
　　當(dāng)每孔灌后，將孔內(nèi)漿液取出，掃孔到底，用直徑2～3cm、含水量適中的粘土球分層回填搗實(shí)。
　　（8）清洗
　　當(dāng)噴射到設(shè)計(jì)高程后，噴射完畢，及時(shí)將各管路沖洗干凈，不得留有殘?jiān)�，以防堵塞，尤其是噴漿系統(tǒng)。即用清水連續(xù)沖洗，直到管路出水澄清為止，然后架起高噴管設(shè)備、離地存放。
　　2.4、水泥攪拌樁和高壓噴射灌漿截滲墻的施工效果
　　截滲墻施工是倒虹吸深基坑土方開挖施工過程中的關(guān)鍵工序，截滲墻施工質(zhì)量的好壞直接影響土方開挖的施工進(jìn)度和施工成本。在勒馬河倒虹吸截滲墻施工的過程中派專人負(fù)責(zé)工程的進(jìn)度和施工質(zhì)量，嚴(yán)格按照施工規(guī)范和相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行施工。保證攪拌、噴射時(shí)間和水泥用量，取得了良好的防滲效果，為后續(xù)土方開挖施工創(chuàng)造了良好的施工條件。為整個(gè)勒馬河倒虹吸施工做出了較大的貢獻(xiàn)。
　　三、經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析
　　水泥攪拌樁的優(yōu)點(diǎn)是：施工速度快，成本低；缺點(diǎn)是：強(qiáng)度低，處理深度較淺（最大處理深度僅為20m）。高壓噴射灌漿的優(yōu)點(diǎn)是：強(qiáng)度高、處理深度較深（最大處理深度可達(dá)40m）；缺點(diǎn)是：施工速度慢，成本高。在勒馬河倒虹吸土方開挖截滲墻施工中采用水泥攪拌樁和高壓噴射灌漿技術(shù)相結(jié)合的施工方法，在加快施工進(jìn)度和降低施工成本方面取得了較為理想的效果。較全部采用高壓噴射灌漿技術(shù)節(jié)約了約一個(gè)月的工期和約85萬元的費(fèi)用。
　　四、結(jié)束語
　　在南水北調(diào)中線工程勒馬河倒虹吸土方開挖截滲墻施工中采用了水泥攪拌樁和高壓噴射灌漿技術(shù)相結(jié)合的方法進(jìn)行深基坑截滲處理，取得了良好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果。隨著施工工藝的改進(jìn)和相關(guān)施工技術(shù)的推廣，我相信水泥攪拌樁和高壓噴射灌漿技術(shù)相結(jié)合的施工方法，在深基坑土方開挖截滲墻施工中將會(huì)得到越來越多的運(yùn)用和推廣。