高噴防滲墻技術(shù)在泵站施工中的應(yīng)用

李元龍 齊展展 中國(guó)水利水電第十六工程局有限公司

高壓旋噴板墻防滲加固技術(shù)適用于軟弱土層。我國(guó)的實(shí)踐證明，噴射加固對(duì)砂土、粘土、黃土和粉土具有良好的加固效果。對(duì)于纖維含量大的碎石、卵石、腐殖質(zhì)土層，一般應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定施工方法。應(yīng)謹(jǐn)慎使用石塊或大塊石。高壓噴射注漿不適用于高流速、不含填料的喀斯特段、多年凍土和水泥基嚴(yán)重腐蝕的地基。在水利水電工程建設(shè)中，高壓旋噴灌漿廣泛應(yīng)用于低水頭土石壩壩基、堤防、臨時(shí)圍堰防滲、護(hù)坡土、地基防滲、地下工程缺陷修復(fù)等方面。

一、工程實(shí)例

水庫(kù)集水面積143km2。工程按照50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水位；1000年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)校核，水庫(kù)總庫(kù)容1595.0萬(wàn)m3（總淤積庫(kù)容371.6萬(wàn)m3），其中調(diào)洪庫(kù)容1110萬(wàn)m3，興利庫(kù)容118萬(wàn)m3。目前存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題：

1.施工初期未對(duì)壩基的第四系壤土、角礫、礫砂層及強(qiáng)風(fēng)化的泥巖夾泥灰?guī)r采取挖除措施，造成現(xiàn)狀壩基滲漏，右岸壩肩存在壩基及繞壩滲漏問(wèn)題。壩后可見滲漏出水現(xiàn)象，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定流量為10L/min（14.4m3/d），壩基滲漏量2.91m3/m.d。

2.原壩體碾壓程度不均勻，施工質(zhì)量較差?，F(xiàn)狀壩體因經(jīng)歷過(guò)兩次加壩處理，分區(qū)較復(fù)雜，壩體填土質(zhì)量不均。部分區(qū)段壩體防滲不滿足規(guī)范要求。

3.壩體鉆孔注水試驗(yàn)顯示，壩體填土有9段注水試驗(yàn)大于1.0×10-2cm/s，這多由于含礫壤土及礫砂滲透性較大造成，也說(shuō)明壩體局部有裂縫存在。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)狀壩體及壩基滲流計(jì)算表明，各斷面平均壩體滲透系數(shù)為1.22×10-3cm/s，壩體滲漏量為1.05m3/m.d；各斷面平均壩基滲透系數(shù)為3.36×10-3cm/s，壩體滲漏量為2.91m3/m.d，現(xiàn)狀蓄水位壩長(zhǎng)470m時(shí)，壩基及壩體日滲漏量為1861.2m3，年滲漏量為62.6萬(wàn)m3。

4.穩(wěn)定計(jì)算表明，乃河水庫(kù)大壩下游壩坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求在高水位情況下下游壩坡易出現(xiàn)滑坡失穩(wěn)險(xiǎn)情。

根據(jù)壩體存在的問(wèn)題及以上論述，初步擬定方案：設(shè)計(jì)對(duì)壩體及壩基采用高壓旋噴灌漿（高壓噴射板墻）進(jìn)行處理。

二、高壓旋噴灌漿方案

1.高壓噴射灌漿（高噴板墻）布置，高壓噴射灌漿成墻擬定在壩軸線位置布置一排灌漿孔，軸線長(zhǎng)度同防滲墻方案，為防止右岸壩肩的繞壩滲漏防滲墻軸線在左壩肩K0+620m處向右壩岸坡延伸40m，軸線總長(zhǎng)度660m，板墻結(jié)構(gòu)型式為旋噴式，單排孔，孔距1.1m；共布設(shè)640個(gè)高噴孔，高噴灌漿的深度范圍：自孔口伸入基巖內(nèi)0.5m～1.0m，一般孔深為50m～28m。

2.灌漿的技術(shù)參數(shù)

①水：壓力37～38MPa，流量70～80L/min；

②氣：壓力0.7～0.8MPa，流量1.5m3/min；

③漿：壓力0.5～1.0MPa，流量70～100 L/min；

④漿液比重：進(jìn)漿1.62g/m3以上，回漿1.3g/m3以上；

⑤提升速度：孔深15m以上及26m以下部位8cm/min，孔深15m～26m部位10cm/min；

⑥旋噴速度：6次min；

3.墻體質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)

①墻厚不小于20cm；

②抗壓強(qiáng)度R28=8～10MPa；

③滲透系數(shù)K≤n×10-6cm/s；

④允許滲透坡降J＞80。

4.圍井實(shí)驗(yàn)

圍擋為封閉井結(jié)構(gòu)，以檢查高壓旋噴板墻的質(zhì)量為目的，以被檢板墻為一側(cè)?？捎糜诟邏盒龂姺罎B墻的質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果多種多樣。其方法是在已完成的板墻一側(cè)噴幾個(gè)孔，與原墻形成三面、四面或多邊形圍合。對(duì)圍井的要求是：可按3-5個(gè)單元工程布置一個(gè)圍擋。每個(gè)單位工程不大于1000m2；單位工程少于三個(gè)時(shí)，應(yīng)設(shè)置一個(gè)圍擋；圍擋位置應(yīng)根據(jù)檢查位置確定；在砂土、粉土層中，圍擋墻軸線內(nèi)的平面面積不應(yīng)小于3m2，砂礫（礫）石層不應(yīng)小于4.5m2；外殼的深度應(yīng)與受檢面板壁的深度一致。懸掛式高壓旋噴板墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部應(yīng)采用局部高壓噴射灌漿封閉。當(dāng)該井用于注水試驗(yàn)，且注水壓頭高于井頂時(shí)，應(yīng)關(guān)閉井頂。圍擋形成至少14天后，可在井內(nèi)開挖井壁進(jìn)行目視檢查，也可對(duì)井壁進(jìn)行取樣檢測(cè)。當(dāng)需要利用挖出的井身進(jìn)行注（泵）水試驗(yàn)時(shí)，井內(nèi)開挖深度應(yīng)深入透水層能量。在鉆孔內(nèi)進(jìn)行注水（抽水）試驗(yàn)時(shí)，鉆孔應(yīng)位于圍擋中心，鉆孔直徑不應(yīng)小于110mm，孔深應(yīng)達(dá)到圍擋底部。進(jìn)入過(guò)濾管。