作者：田英
1 沙墟涌龙舟墺改建工程概况
沙墟涌龙舟墺主梁长12. 1m，采用C25混凝土结构，截面尺寸为400mm×l000mm，其中挡土墙、防水墙厚度均为400mm，高度分别为5.3m和2.9m。其结构模式如图1所示。
沙墟涌龙舟填改建工程北面为盛泰路、南面为市桥河、西面为长堤东路、东面为民用建筑群。沙墟涌龙舟填改建工程布置于阶地上，河道平直，地震基本烈度Ⅵ度，地震动峰值加速度0. 05g，区域相对稳定。地质方面，由杂填土、黏土、泥质圆砾、粉土、淤泥、表土、灰岩、新近沉积土等组成，其中持力层和防渗层以黏土和粉质黏土为主；在水文方面，地下水类型以上层滞水和孔隙潜水为主，埋深在8 - 15m之间，由大气降水补给，并赋存在杂填土层、砂卵石层、粉土层、粉细砂层中，不存在岩溶现象。然而，由于历史工程原因的影响，填土干密度平均值仅有1. 5t/m3，且分布数量众多的裂缝和孔洞，可看出断面单薄，在历史洪水汛期高水位情况下，出现过不同程度的渗漏破坏，伴随流土、管涌等现象，正面反映出工程防渗加固施工的迫切性。
经分析，确定工程土压力为192kN/m2、地下水压力为234kN/m2、铺装荷载为6kN/m、人群荷载为24kN/m、板自重为37. 5kN/m、梁自重为l0kN/m。该工程借助新三管法旋喷技术，进行工程的防渗加固。
2案例工程新三管法旋喷防渗加固施工技术建议
在明确沙墟涌龙舟墺改建工程施工现场情况的基础上，借助新三管法旋喷防渗加固技术，其技术原理为：借助三品管，将高压水泥浆、水玻璃浆液、压缩空气介质，以压力30 - 35MPa的高速喷射流束，混合注入孔底，形成连续桩柱的防渗墙，适用于存在动水和高水头差的复杂地质条件。
该工程需在现场旋喷试验前提下，进行旋喷防渗加工，以及检验旋喷施工防渗效果。
2.1 现场旋喷试验
2.1.1 现场旋喷试验围井布置
在防渗加固之前，现场进行旋喷试验，试验围井共布置了12个孔，轴线周长14. 8m，井内净面积15m2，具体布置情况如图2所示。
2.1.2现场旋喷围井试验检测
根据上图旋喷试验孔的布置方式，进行旋喷试验，分别以不同的喷射深度，确定其水压、水量、气压、气量、浆压、浆量、进浆浓度、回浆浓度、提升速度等。具体如表1所列。
根据以上试验围井布置方式，对现场旋喷围井试验进行检测，期间根据渗透流量、围井渗透面积、渗透坡降掌握各个试验井的渗透系数，试验围井与地面距离49. 6m，在开挖至5m和8m时，均存在渗水现象，而从开挖断面上观察，发现渗水位置大粒径卵石数量特别多，平均渗水量达到1.3 m3/h，基本可以判定试验围井内主要渗流点集中在卵石层。观察试验围井的外观，可看出铺盖其上的黏土连续且均匀，而砂层均匀平整，只有砂卵石层表面平整度比较差，在进一步对旋喷影响范围检查测量时发现，不同深度黏土层、砂层、卵石层的影响半径和最大厚度均比较稳定，因此基本可以确定该工程适合使用新三管法旋喷技术进行施工。
2.2新三管法旋喷防渗加固施工
在沙墟涌龙舟填改建工程现场旋喷试验围井试验检测的基础上，借助新三管法旋喷技术防渗加固施工，需要明确相关的施工工艺参数和合理安排施工工序，以保证工程达到预期施工效果。
2.2.1 施工工艺参数
工程旋喷防渗加固施工，涉及到的施工工艺参数如下：
a．高压水：水压38 - 40MPa、水量70 L/min。
b．压缩空气：气压0. 7MPa、气量0.8-1. 5m3/min。
c．水泥浆液：浆压0.5 -0. 7MPa，浆量70 - 80L/min
d．提升速度：砂土层12cm/min、砂卵石层9 cm/min、基岩层6cm/min。
e．摆速：为相应提速的0.8 -1倍。
f．摆角：35°。
g．浆液容重：1. 65 -1.7g/Cm3。
以上施工工艺参数，是在准确放样定位的基础上进行控制的，譬如提升速度的控制，通过每分钟提升速度和每个孔总旋喷时间的同步控制，进行因地制宜地调整；再如摆角的控制，主要根据旋喷孔的孔序，对角度合理调整，以避免旋喷时出现平行喷射现象。
2.2.2旋喷施工工序
根据以上参数旋喷施工，借助经纬仪、钢尺定位放线，对每个旋喷孔口的孔位进行缜密测量，保证每个孔位偏差均控制在2cm以内，然后利用钻机开始钻孔，标准孔径为130mm。在校正钻机后，钻至基岩层内部1m以上后，将岩心取出，以每5m作为基本测量单位，利用测斜仪分段量测孔斜，经确认孔斜合格，方可继续钻进，钻进过程中以泥浆固壁。该工程旋喷施工的钻孔深度比较大，同时要求孔斜率不大于1%，但施工时能够保持钻孔的垂直度，在钻进黏土层和砂层时，有效控制了钻孔的偏斜，而在钻进卵石层时，选择了配备导向钻具的钻机，在钻进同时以卡尺辅助测量，基本能够控制钻孔偏斜率，在发现钻孔垂直度超标时，及时扫孔纠偏。
钻孔后，将旋喷管插入孔底，开始静喷容重1.6 -1. 7g/cm3的浆液，检查每个孔回浆正常后，开始正式旋喷作业。旋喷施工应保持持续性，每次注浆，都要检查孔口的回浆量，若回浆量在喷浆量的20%以上，需适当加快提升的速度或者加大喷射的压力。至于复喷，是在喷管拆除后进行，利用钻机扫孔，喷射长度至少为0. 3m，如果由于事故导致灌浆中断，复喷长度至少为0. 4m，同时记录事故情况。该工程旋喷灌浆期间，秉着成本节约的理念，净化和回收从孔口返出的冒浆，并根据回浆的比重，重新配浆后用于灌注。旋喷回浆的合理利用，并非针对所有孔口的浆，还需要详细分析回浆的性质，予以选择性回用。譬如含砂层和卵石砂层的孔口返浆，利用净化池沉淀回浆粗颗粒，然后重新使用；而黏土层、淤泥层的孔口返浆含有大量泥质、粉细砂等，回浆比重不能反映水泥的含量，因此不适合回收利用。该工程旋喷的凝结体结构情况如图3所示。
废浆排放、拔管迁移、孔口回填补浆，均是旋喷防渗加固时需要重点兼顾的细节工序，其中旋喷产生的废浆，直接利用泥浆泵排出至河滩地；而拔管和迁移，是旋喷高度至设计高程后，将喷管拔出和清洗干净，迁移至另外的灌浆孔，拔管和迁移应满足旋喷施工的连续性要求，直至喷灌结束，将浆液回填凹穴位置。
整合旋喷施工流程，高压喷射流起到关键性作用。工程所使用的高压发生装置，喷嘴产生巨大能量，维持浆液射流的高度集中，其中喷嘴出口流速、人口流速压力、水容重、重力加速度、喷嘴流速系数等，与高压连续射流的速度和功率没有直接关系，仅与旋喷射流压力大小有关。假设在t时间内所做的功为A，则旋喷射流的功率Ⅳ，可用公式N= A/t表示，其喷射流做功情况如图4所示。
该工程旋喷高压发生装置喷嘴出口孔径为3. 0mm、流速系数0.963、流量系数0.964，结合施工实际，喷射流压力分别取值为10MPa - 50MPa，每个压力值相差l0MPa，则不同压力值所对应的射流速度和功率如表2所列。通过上表可看出，施工时可通过调整旋喷压力值对旋喷射流速度和功率调整进行合理控制。除此之外，我们还需要考虑旋喷对土体造成的破坏作用，其破坏力大小，与喷射流介质流量、平均速度呈正比关系，在喷射面积不变的情况下，喷射流介质流量和平均速度越大，对土体的破坏作用就越大，因此在旋喷期间需要合理控制喷射浆液的流量和速度。与此同时，旋喷浆液会产生脉冲震荡破土效应、冲击力、空蚀现象、搅动作用等，土层疲劳残余变形逐渐积累，最终使得土粒失去平衡，并从土层上剥离，有必要在旋喷浆液时，降低气流对土粒的吹散影响，同时帷幕灌浆防渗加固部位以下基岩，增加射流破坏的阻力。
3结语
综上所述，新三管法旋喷技术在防渗加固工程中的应用方法相对复杂，期间不仅需要根据工程水文地质情况布置现场旋喷试验围井，进行旋喷施工的前期试验，同时还需要利用所提炼的施工参数，把控好钻孔、旋喷灌浆等的质量。通过研究，基本明确了新三管法旋喷防渗加固技术在沙墟涌龙舟填改建工程中的应用方法，但考虑到不同工程防渗加固要求和条件的差异性，以上方法在其他工程中应用时，还需要考虑具体工程施工的详细情况，做到灵活地参考借鉴。
4摘要
高压喷射灌浆技术中，新三管法旋喷技术在水利工程中的应用越来越广泛。本文以沙墟涌龙舟墺改建工程为例，在了解该工程施工背景的基础上，深入研讨利用新三管法旋喷技术进行防渗加固施工的具体方法。
