高壓旋噴灌漿在大壩圍堰防滲處理中的應(yīng)用

易鐘謀

（江西省源河工程有限責(zé)任公司，江西南昌 330200）

1 工程概況

本圍堰防滲結(jié)構(gòu)采用高噴防滲墻的結(jié)構(gòu)形式，高噴施工平臺頂寬不少于 12m，采取碾壓平整。在平臺一側(cè)鋪設(shè)供水管道，滿足流量為24m3/h，壓力為0.4MPa的施工用水，采用3B33離心水泵供水。分別在兩圍堰施工平臺一側(cè)靠近軸線處各搭設(shè)一個 10m×10m的水泥平臺。根據(jù)工程地質(zhì)情況，并參考類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)流洞兼泄洪洞出口圍堰及廠房尾水圍堰防滲采取三管高壓擺噴施工工藝。高壓擺噴灌漿孔沿防滲軸線單排布置，擺噴灌漿孔嵌入基巖1m。單排板墻連接采取折線形。

2 圍堰高噴灌漿防滲處理

圍堰防滲高噴灌漿采取兩序施工形式，奇數(shù)孔為Ⅰ序孔，偶數(shù)孔為Ⅱ序孔，Ⅰ、Ⅱ序孔間隔2～4天施工。

單孔噴灌的施工采取如下流程：

測量放線定位→鉆孔→注護(hù)壁泥漿→起拔護(hù)壁套管→噴灌機(jī)就位、調(diào)試→下噴射管→制漿→噴射（擺動、提升）→孔口靜壓回灌→結(jié)束→沖洗噴管→下一孔噴射。

（1）測量放樣：在高噴平臺形成后，由測量人員準(zhǔn)確放出高噴防滲軸線，逐孔放出噴灌孔位，埋設(shè)孔口標(biāo)記以確?？孜粶?zhǔn)確，并在適當(dāng)位置布置控制網(wǎng)點(diǎn)，進(jìn)行施工期的孔位檢測和校核。

（2）鉆孔采用 XY-2、GQ-80型液壓回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)。鉆孔孔徑為Ф300mm，孔距 1.0m。鉆孔時控制孔位偏差不大于5cm，并用KXP-型測斜儀檢測孔斜，發(fā)現(xiàn)超斜，及時糾偏，確保鉆孔偏斜率控制在1.0%以內(nèi)。

（3）注護(hù)壁泥漿、起拔護(hù)壁套管：將高固相的泥漿通過200型泥漿泵送入孔內(nèi)，直到充滿全孔，漿面基本無滲漏下沉，然后起拔護(hù)壁套管，再補(bǔ)注泥漿平孔口。

（4）下噴射管：在設(shè)備全面調(diào)試完成后，向孔內(nèi)下放噴管，下放噴管深度要測量、記錄，確保達(dá)到孔底。

（5）噴射灌漿：當(dāng)噴射管下放到設(shè)計(jì)深度后，送入合乎要求的水、氣、漿，噴射 1～3min，待注入的漿液冒出地面后，按規(guī)定的提升速度、擺動角度，自上而下邊噴射、邊擺動、邊提升，直到設(shè)計(jì)高程，在孔口回灌適量漿液后，提出噴管。

（6）清洗噴管：噴射完畢，及時將各管路沖洗干凈，不得留有殘?jiān)?，以防堵塞?/p>

施工時孔位放樣編號定樁點(diǎn)后，由專職質(zhì)檢員復(fù)核，方可施鉆高噴。鉆孔孔位偏差小于 3cm，鉆孔垂直度小于1%。嚴(yán)格控制漿液質(zhì)量，要求每桶漿均要檢測其比重，確保在規(guī)定范圍之內(nèi)。噴漿中斷時，恢復(fù)噴漿后都應(yīng)復(fù)噴 0.3～0.5m，保證板墻的連續(xù)性。噴漿堅(jiān)持不冒漿不提升的原則，當(dāng)遇到孔口不返漿時，應(yīng)立即采取相應(yīng)措施，直至孔口返漿為止，并復(fù)噴 0.3～0.5m。高噴灌漿施工過程中，當(dāng)某一參數(shù)不符合要求時，應(yīng)立即停噴并采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，直到達(dá)到要求后，方能繼續(xù)施工。噴漿結(jié)束后，必須進(jìn)行靜壓回灌，以防漿液收縮凝固形成空洞。如實(shí)認(rèn)真填寫施工記錄，施工過程中要記錄完整，并經(jīng)值班工程師簽字認(rèn)可。

3 高噴灌漿試驗(yàn)

為了為大壩加固工程推薦合理的高噴灌漿施工程序、施工工藝以及適宜的灌漿材料和漿液配比，在對大壩采取高噴灌漿加固施工前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)，通過灌漿試驗(yàn)，可為后續(xù)的高噴灌漿施工提供或論證有關(guān)技術(shù)參數(shù)，包括孔距、排距、灌漿壓力等，而且灌漿試驗(yàn)的準(zhǔn)確性又是確保灌漿質(zhì)量的保障，因此灌漿試驗(yàn)是必不可少而且重要的環(huán)節(jié)。灌漿生產(chǎn)性試驗(yàn)分回填灌漿、固結(jié)灌漿和接縫灌漿等，適宜分別進(jìn)行，主要試驗(yàn)項(xiàng)目有漿液試驗(yàn)和現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)。

3.1 漿液試驗(yàn)

在高噴灌漿試驗(yàn)施工前，根據(jù)灌漿材料品種，按監(jiān)理人指示對不同水灰比、不同摻合料和不同外加劑的漿液進(jìn)行下列各項(xiàng)必要的試驗(yàn)：比重、粘度、攪拌時間、穩(wěn)定性、流動性、凝結(jié)時間、析水率、沉淀速度、結(jié)石強(qiáng)度和透水性等。

在灌漿試驗(yàn)過程中，通過測定漿液比重，繪制與水灰比的關(guān)系曲線，以檢測漿液的水灰比。漿液的粘度采用漏斗粘度計(jì)測定，確定漿液的水灰比與相應(yīng)的流動性間的關(guān)系。漿液攪拌時間與漿液的凝結(jié)時間和結(jié)石強(qiáng)度有關(guān)，可選定不同的水灰比，由高速攪拌機(jī)攪拌不同的時間，測定漿液的凝結(jié)時間和結(jié)石強(qiáng)度，尋找最佳攪拌時間。漿液的初凝和終凝時間，可用 GB175-1999規(guī)定的檢驗(yàn)方法進(jìn)行測定。

析水率和沉淀速度采用標(biāo)準(zhǔn)測量量杯，對不同水灰比漿液進(jìn)行試驗(yàn)，測定所析出水的體積（V1）與漿液體積（V），按照α=（V1/V）×100%計(jì)算出不同的析水率和結(jié)石率，并作出水泥的漿液全析水時間與析水值關(guān)系圖，從而掌握不同品種水泥，不同水灰比漿液的穩(wěn)定性。

結(jié)石強(qiáng)度參照混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)方法進(jìn)行，其結(jié)石的孔隙率和容重：根據(jù)不同水灰比制成的結(jié)石進(jìn)行測定，繪出水泥漿結(jié)石孔隙率與水灰比關(guān)系圖，水泥漿結(jié)石容重與漿液水灰比關(guān)系圖。進(jìn)行漿液性能試驗(yàn)的同時，對擬摻用的外加劑配合水泥漿進(jìn)行一些相關(guān)試驗(yàn)，確定出漿液外加劑的摻量以及適宜性。

高噴灌漿施工前，應(yīng)遵照監(jiān)理工程師的要求，先進(jìn)行高噴試驗(yàn)，選用合適的技術(shù)參數(shù)，并進(jìn)一步落實(shí)完善施工方案，指導(dǎo)高噴工程的施工。

通過結(jié)合本工程高噴試驗(yàn)，擬采用技術(shù)參數(shù)如下：風(fēng)壓為 0.7MPa；水壓為 36～38MPa；漿壓為0.5MPa；擺角為 22～30。漿量為 135L/min；水量為2×75L/min；水嘴為Φ2.2～2.4mm(雙嘴)；漿嘴為Φ14mm；灌漿水泥為普硅 425#；進(jìn)漿比重為1.7g/cm3；擺動次數(shù)為 7～8次/min；提升速度為10～15cm/min（依孔口返漿比重調(diào)試）。

3.2 現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)

試驗(yàn)區(qū)選擇在混凝土襯砌段，襯砌混凝土強(qiáng)度達(dá)到 70%后進(jìn)行。試驗(yàn)孔的布孔型式采用設(shè)計(jì)圖紙的布孔結(jié)構(gòu)，便于類比，具體布孔型式在試驗(yàn)開始前、試驗(yàn)大綱申報(bào)后由監(jiān)理工程師確定。

灌漿試驗(yàn)的施工程序：場地準(zhǔn)備→孔位放樣→分序鉆孔、壓水灌漿→質(zhì)量檢查孔→注漿檢查→資料整理分析→提交報(bào)告。灌漿孔鉆孔按部位采用支架式鉆機(jī)或 YT28氣腿式風(fēng)鉆鉆孔，灌漿方式采用純壓式，質(zhì)量檢查采用鉆孔注漿法。

3.3 灌漿試驗(yàn)效果分析及資料整理

高噴灌漿施工過程中如實(shí)準(zhǔn)確的作好各項(xiàng)原始記錄，對施工中發(fā)生的事故、揭露的混凝土施工問題、施工技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)等均作詳細(xì)記錄，提供的灌漿原始資料和成果資料包括的內(nèi)容按《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》（SL-94）中的要求執(zhí)行，此外需提供灌漿試驗(yàn)記錄表和襯砌混凝土的變形監(jiān)測記錄。

4 特殊情況灌漿處理技術(shù)

對于高噴灌漿在大壩中施工過程中難免存在一些特殊情況而需要采取特殊處理措施，有效而且針對性地采取處理，是確保施工安全以及大壩加固質(zhì)量的重要保障。

（1）地面抬動變形。當(dāng)在砂礫石層中采取高噴灌漿，如果使用的灌漿壓力太大，會較易產(chǎn)生地表抬動變形。一般情況下，工程中允許少量地表抬動變形，通常允許最大抬動值不得超過灌漿深度的1%～2%。對于高噴灌漿施工中的地表抬動變形數(shù)值，可通過在灌漿范圍內(nèi)設(shè)置的觀測樁系統(tǒng)，在高噴灌漿前、后或灌漿過程中分別進(jìn)行標(biāo)高測量獲得。

而施工中為了有效地減少高噴灌漿而引起的地表抬動，可以采取下列措施：1）在砂礫石層上部鋪設(shè)0.3m的混凝土蓋板；2）增大表層灌漿孔的密度，可以增強(qiáng)帷幕表層的密實(shí)性；3）在砂礫石表層灌漿段（接觸段）的灌注純水泥漿，先采用低壓稀漿灌注，以形成一個較堅(jiān)固的蓋重層；4）采取自上而下分段灌漿法。

（2）高噴灌漿施工中，若出現(xiàn)冒漿、漏漿，可結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況而采用嵌縫，表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量或間歇灌漿等方法處理。

（3）高噴灌漿過程中發(fā)生串漿時，對于串漿孔具備灌漿條件情況下，可采取同時灌漿，而且采用一泵一孔灌漿形式，否則應(yīng)把串漿孔用塞塞住，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，再對串漿孔進(jìn)行掃孔、沖洗，而后繼續(xù)鉆進(jìn)和灌漿。

（4）高噴灌漿作業(yè)必須連續(xù)進(jìn)行，如果由于特殊原因而中斷，通過工程實(shí)踐表明可采取以下處理技術(shù)：1）應(yīng)及早恢復(fù)灌漿，否則立即沖洗鉆孔，而后恢復(fù)灌漿，若無法沖洗或沖洗無效，則進(jìn)行掃孔，而后恢復(fù)灌漿。2）恢復(fù)灌漿后，使用開灌比級的水泥繼續(xù)灌注，如注入率與中斷前相近，即可改用中斷前比級的水泥漿液繼續(xù)灌注。3）恢復(fù)灌漿后，如注入率較中斷前減少很多，且在較短時間內(nèi)停止吸漿，則應(yīng)當(dāng)采取補(bǔ)救措施處理。

5 灌漿施工質(zhì)量控制措施

有效確保高噴灌漿施工質(zhì)量關(guān)系到大壩工程加固質(zhì)量，而通過工程實(shí)踐表明，灌漿施工質(zhì)量的控制不僅與灌漿材料質(zhì)量有關(guān)，更是直接與灌漿施工過程的參數(shù)控制、處理技術(shù)相關(guān)。筆者通過結(jié)合本大壩工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出切實(shí)可行的高噴灌漿質(zhì)量控制措施。

（1）所有材料都進(jìn)行驗(yàn)收抽檢，不合格的材料不準(zhǔn)用在工程上。所有施工儀器儀表都按規(guī)定進(jìn)行率定。漿液配合比采取優(yōu)化處理，在征得監(jiān)理人同意情況下，適宜在漿液中加入增強(qiáng)功能的外加劑或其它外加劑以有效地提高漿液的穩(wěn)定性和防滲效果。

（2）在高噴灌漿過程中，應(yīng)加固鉆機(jī)，避免鉆機(jī)晃動；而且應(yīng)當(dāng)采取KXP-I型或JJX-3S型高精度測斜儀進(jìn)行跟蹤測斜，以有效地采取及時糾偏。

（3）高噴灌漿時，對于遇到大漏量情況，應(yīng)當(dāng)首先采用限壓、限流進(jìn)行處理，或者灌注穩(wěn)定漿液或水泥砂漿，必要時采用間歇灌漿；如果遇到大溶洞，采用預(yù)填骨料灌漿法或灌注水泥砂漿進(jìn)行處理。如果發(fā)生孔段串漿，在條件許可時將其并聯(lián)灌漿；如不具備條件，則可將串漿孔用阻塞器封閉，再進(jìn)行灌漿。如果發(fā)生孔段涌水，則首先測定漏水壓力，然后加大壓力進(jìn)行灌漿，灌漿結(jié)束后，閉漿24～48h。

（4）高噴灌漿過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按操作規(guī)程和技術(shù)要求進(jìn)行作業(yè)，認(rèn)真控制所有灌漿項(xiàng)目的灌漿壓力、漿液比重、變漿標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)，保證滿足各種設(shè)計(jì)指標(biāo)。所有灌漿均采用自動記錄儀進(jìn)行監(jiān)控記錄，建立規(guī)范的資料檔案系統(tǒng)和質(zhì)量、安全信息系統(tǒng)，確保各種記錄真實(shí)、準(zhǔn)確、齊全。

6 結(jié) 語

通過對某大壩圍堰防滲結(jié)構(gòu)采用高壓旋噴灌漿技術(shù)進(jìn)行防滲水處理，提出高壓旋噴灌漿的施工方法、灌漿試驗(yàn)以及施工質(zhì)量控制技術(shù)措施；同時提出在灌漿中特殊情況的處理方法等經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)工程實(shí)踐表明，采用了高壓旋噴灌漿法進(jìn)行圍堰防滲處理效果相當(dāng)顯著。

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[2]張潮.高壓旋噴灌漿技術(shù)在急水壩防滲加固中的應(yīng)用[J].廣西水利水電,2010,(07)

[3]代喬忠.高壓旋噴灌漿在某水庫土壩防滲加固中的應(yīng)用[J].人民珠江,2008,(02)