高压旋喷技术在船坞工程中的应用 三航厦门分公司 杜学理张仕忠 【摘 要】厦船重＿Ｔ三期造船坞及码头工程高压旋喷施工通过进行工艺性试验采用新二管法施工，取得良 好止水效果。本文就厦门船舶重工三期８万吨级造船坞工程高压旋喷施工技术在船坞止水体系的应用进行深人 探讨。 【关键词】船坞 高压旋喷技术 新二管法 三工序 １工程概况 堰与后方陆域土石围堰形成的封闭止水体 厦船重工三期造船坞有效尺寸为３５０ｍｘ 系。船坞坞口堵口土石坝主围堰止水芯墙采 ５２ｍｘ１３．１ｍ．坞Ｅｌ为钻孔灌注桩基础上的现 用双排￣ｌＯ００ｍｍ＠８００ｍｍ、间距６００ｍｍ的 浇“Ｕ”型整体式结构．坞室采用排水减压式结 高压旋喷排桩结构，旋喷形成墙体厚度不 构。造船坞采用土石围堰挡水大开挖干施工 小于１．２ｍ：陆上土石围堰止水芯墙采用单排 方案。 ￣ｌＯ００ｍｍ＠８００ｍｍ的高压旋喷排桩结构， 本工程船坞止水体系主要是由船坞坞 旋喷形成墙体厚度不小于０．６ｍ。止水体系 口堵口土石坝主围堰、船坞两侧南北土石围 平面布置见图ｌ，主围堰断面见图２。 高压旋 图１船坞工程止水体系平面布置图 单位：ｍ 图２土石坝主围堰横断面图 ２工程地质 积地貌单元，地质条件较为复杂。基岩面自 造船坞处原地貌单元属滨海滩涂地与残 一２５ｍ～＋３起伏较大，裂隙发育，基岩面破碎 一２９— 状严重，船坞大开挖后易形成水头差；沿岸因 潮汐作用地面水丰富，地面水与地下渗流连 通，大量的裂隙承压水形成渗水通道。原船厂 ｌ号顺岸码头抛填和混填土石区域较多，向 陆侧４０ｍ为回填大块石，厚度大约１５～１６ｍ， 填石层透水性能和富水性能较好，渗水量较 大，为船坞临时止水体系的施＿Ｔ带来较大困 难 ３高压旋喷桩施工 先期采用三重管旋喷桩施工时，经取芯 发现，潮汐、渗流和裂隙承压水作用致使水泥 浆液流失严重．三重管法用水切割更加剧了 水泥浆液的稀释 导致无法形成有效固结体， 不能满足防渗要求。根据厦门地区沿岸水文 地质特点，本工程高压旋喷桩施工采用新二 管法成桩。 新二管法使用大直径的双喷嘴，在压缩 空气的保护下，高压浆液直接喷射到地层中， 浆液压力高、流量大，旋喷半径大，使旋喷灌 浆工作可在较大粒径和裂隙发育的地层中施 工，提升速度较高，加快了施工进度，确保成 桩质量。 ３．１现场试验 根据设计要求，在选用新二管法在大面 积施工前。先进行试验性施＿Ｔ，以选取适当的 施工参数，保证施工的质量。 ３．１．１试验目的 试验在抛石区域、抛填碎石层采用不同 施工参数条件下旋喷桩体的成桩直径、桩体 连接情况及渗透系数等。对南、北土石围堰进 行生产性试验，检测砂、土等地层旋喷桩体的 成桩情况。 根据本工程地层的特点，探索提高旋喷 桩施工功效的方法，确定旋喷桩最终施工方 案。 ３．１．２试验场地布置和内容 抛石区旋喷桩试验场地选在北护岸连接 ｌ号码头驳岸止水帷幕施工轴线旁。主要进 一３０一 行抛石区旋喷套接试验。自地面至强风化岩 做３个相互套接的旋喷桩。达到一定龄期后 在三角中心处进行钻孑Ｌ取芯、注水和开挖检 查，检查三桩桩体的连接情况和墙体的连续 性、完整性、透水性，见图３（ａ）。 生产性试验场地选在南侧土石围堰止水 帷幕轴线上，选择有代表性的砂、土地层处各 进行一次双桩套接试验。检查桩体连接情况 和墙体的连续性、完整性、透水性，见图３ （ｂ）。 ８００ 广—～］ 謇ｌ （ａ）抛石区 ８００ ‘ｒ—————］ ００１０００ 单位：ｍ］／－ｉ （ｂ）砂、土层 阿３旋喷桩试验孔位布置陶 ３．１．３试验指标及参数 高喷工艺采用在块石、卵石、碎石、土层、 淤泥层等地层中广泛应用的二管法，试验参 数见表ｌ。 ３．１．４效果检验 旋喷试验桩体施工结束并达到２８ｄ后， 进行桩体质量检查，检查项目包括：桩体取 芯、注水试验、开挖检查。检验结果 表２。试 验桩芯样见图４、图５。 取芯试验芯样及开挖检查发现：新二管 法施工试验桩体完整性和连续性均良好，芯 港工技术与管理２０１４年第３期 采取相应的处理措施：冒浆量太大，采取提 石层钻孑Ｌ过程中采用地质套管跟进同壁，砂 高喷射压力、适当加快提升和旋转速度等措 施：孑Ｌ口完全不冒浆则采取掺加速凝剂、抛 层则采用粘土陆上拌制泥浆，经泥浆泵输送 至钻孔内护壁。 若因土石围堰清基不彻底、回填料里夹 杂块石等，导致高喷钻孔时发现局部出现块 填级配料等措施．待冒浆正常后恢复喷射提 升。 （２）漏浆 石的情况，应及时、准确地将块石的大小、深 度记录下来．喷灌时在该部位上下各０．５ｍ 的范围内旋喷，通过高压水泥浆液的冲切、大 高喷岩层存在缝隙较大的块石层，高压 喷浆过程中可能存在漏浆情况，应采用如下 措施处理，即：①孔口不返浆，立即停止提 范围绕渗，使块石周围充满水泥浆液。 ４施工效果 升；②孔口少量返浆，适当降低提升速度；③ 降低喷射压力、流量，进行原位灌浆；④在浆 液中掺人适量的水玻璃等高效速凝剂；⑤加 大浆液密度或灌注水泥砂浆；⑥在孔内填人 适量砂、土等堵漏材料。 （３）对特殊地质情况的处理 根据厦门地区沿岸水文地质特点，本 程高压旋喷桩施Ｔ中采用新二管法成桩施厂 的围堰止水芯墙有桩体抗渗能力强，成桩效 率高等优势。目前厦船重工ｊ期造船坞坞室 对ｌ号顺岸码头向陆侧原岸线回填大 块石，施Ｔ现场开挖至地下水位下，分层同 填山皮土，采用高压旋喷施Ｔ工艺对软基和 开挖工作已经完成．止水帷幕除个别处出现少 量湿迹外无漏水点，围堰内日渗水量８００ｍ。， 小于日渗水量３０００ｍ３（围堰合拢后日渗水 块石层进行固结加强：对桩体位于水面以下 存在块石层、砂层容易产生塌孔的现象，块 量）的设计要求，达到设计预期的止水效果。 （上接第９页） 参考文献 １ Ｐ．Ｋｍｎａｒ Ｍｅｈｔａ．混凝士的结构忭能与材料【Ｍ】． 对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、单掺或复掺 不同掺量矿物掺合料（粉煤灰、矿粉或硅粉） 各种胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀能力进行了划 分，硅酸盐水泥的抗硫酸盐侵蚀性能优于普 祝永年，沈威．陈志源译．上海：同济大学 版社， １９９１：９４～９５ ２ Ａｄａｍ Ｎｅｖｉｌｌｅ．Ｔｈｅ Ｃｏｎｆｕｓｅｄ ｒ０ｒｌｄ ｏｆ Ｓｕｌｆａｔｅ 通硅酸盐水泥 但两者的抗硫酸盐侵蚀能力 均极低，选择合理的掺量，单掺或复掺矿物掺 合料均可大大提高胶凝材料的抗硫酸盐侵蚀 性能 Ａｔｔａｃｋ ｏｎ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ【Ｊ】，Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００４，３４（８）：１２７５～１２９６ ３ Ｂｉｎｇ Ｔｉａｎ，Ｍｅｎａｓｈｉ Ｄ．Ｃｏｈｅｎ．Ｄｏｅｓ Ｇｙｐｓｕｍ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｕｒｉｎｇ Ｓｕｌｆａｔｅ Ａｔｔａｃｋ ｏｎ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｌｅａｄ ｔｏ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ？【Ｊ１．Ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２０００，３０（５）：１１７～１２３ （３）本文的研究虽然取得了初步的成功， 但尚有许多有待进一步深入进行的研究工 ４柯伟．中国腐蚀调查报告【Ｍ】．北京：化学Ｔ业 版社．２００３：３～１０ ５马孝轩．我国主要土壤对混凝土材料腐蚀性分类 作，例如腐蚀介质浓度影响、试件的尺寸效应 影响、外加剂影响、水胶比影响、硅粉收缩问 题的影响、胶凝材料与混凝土的抗硫酸盐侵 蚀性能的关系以及试验试件的进一步积累和 统计分析等等。 一【Ｊ］．混凝土 水泥制品，２００３（６）：６－７ ３２一 港工技术与管理２０１４年第３期