鉆噴一體化高壓噴射灌漿技術(shù)在水庫除險加固工程中的應(yīng)用

王玉竹

【摘要】根據(jù)近年來在全國各地病險水庫除險加固工程中應(yīng)用大口徑的鉆噴一體化高壓噴射灌漿施工方法，鉆噴一體化施工工法在水庫地基防滲加固工程中應(yīng)用。計劃和實踐技術(shù)經(jīng)驗，成功地處理了湖北吉河水庫的除險加固工程，通過實踐可以得出鉆噴一體化高壓噴射灌漿技術(shù)在處理土壩壩基滲透漏問題上有顯著的效果，對在相似病險水庫中推廣應(yīng)用高噴灌漿技術(shù)有一定的參考價值。

【關(guān)鍵詞】鉆噴一體化 防滲加固

前言

當(dāng)前鉆噴一體化高壓噴射灌漿技術(shù)已經(jīng)成熟并被應(yīng)用到了建筑施工技術(shù)中，尤其是在水利工程建設(shè)中更是廣泛應(yīng)用。本文主要結(jié)合鉆噴一體化高壓噴射灌漿技術(shù)在湖北吉河水庫中的具體實踐應(yīng)用，對該技術(shù)進行簡要分析。

一.工程概況

吉河水庫地處棗陽市鹿頭鎮(zhèn)張莊村，距城區(qū)19.5千米。水庫總庫容6028萬平方米，其中調(diào)洪庫容3301萬平方米，興利庫容2726萬平方米，死庫容1萬平方米，是一座以灌溉為主，兼有防洪、供水等綜合效益的中型水利工程，運行多年來，為棗陽市的經(jīng)濟發(fā)展作出了巨大貢獻。大壩為均質(zhì)土壩，本次實測最大壩高24.5米，壩頂高程146.9米，壩長4630米，壩頂寬5米。上游壩坡為混凝土護坡，坡比自上而下依次為1：2.5、1：2.75，下游壩坡為草皮護坡，坡比為1：2.5、1：2.75；老河床部分設(shè)有反濾壩。壩腳有一條長3000米的壓滲臺，西段寬30米，東段寬10米。該流域氣候為副熱帶大陸性季風(fēng)氣候，降雨量時空分布不均，雨強大，因而洪、旱災(zāi)比較頻繁，因此急需對該水庫進行出險加固措施。

本工程采用了鉆噴一體化施工工法進行施工，工程嚴(yán)格按照《水利水電工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》進行施工。鉆到設(shè)計深度經(jīng)驗收合格后即進行高噴施工，當(dāng)噴到設(shè)計高程后，為解決旋噴凝結(jié)體頂部因漿液析水而出現(xiàn)凹陷現(xiàn)象，每當(dāng)噴射結(jié)束后，隨即在噴射孔內(nèi)進行靜壓充填灌漿，直至孔口液面不再下沉為止。

二、鉆噴一體化施工工法的優(yōu)勢

鉆噴一體化施工工法，其最重要的改進面是鉆孔工序，該工法中技術(shù)鉆桿即鉆射管。鉆到設(shè)計深度后及即進行高噴施工，實現(xiàn)鉆、噴（灌）一體化。改進后的大口徑鉆噴一體化施工工法具有如下優(yōu)勢：

（1）鉆噴一體，鉆桿提升靈活、機具穩(wěn)定性好。

（2）由于設(shè)備性能上的提高，可提高鉆孔垂直度，解決成孔難的問題，提高功效。

（3）采用噴頭與特制鉆頭連成一體的特殊鉆頭不僅可簡化高噴灌漿先鉆孔再灌漿的工序，還能有效地解決厚砂層、后雜填土層、淤泥層、礫石層和卵石層等各種復(fù)雜地層造成埋管不成孔以及護壁困難的問題。

（4）不需要鉆機造孔，設(shè)備機動靈活，因此，施工人員可減少1/3。

（5）可以不分序連續(xù)施工

三.高壓噴射灌漿工程施工過程

根據(jù)實地情況考察，吉河水庫的主要施工部位為樁號0+150.5～0+462.8段，采用高壓旋噴方式形成的防滲墻長312.3米，孔距0.8米，下部入基巖1米，上部入粘土層3米，滲透系數(shù)小于10-6cm/s。

施工過程主要包括

首先測量定孔。高壓噴射灌漿在施工前，做好圖紙審查復(fù)測。根據(jù)圖紙進行防滲軸線放樣做到準(zhǔn)確孔位。

第二步是鉆噴一體化機就位。根據(jù)設(shè)計的平面坐標(biāo)位置，要求將鉆頭對準(zhǔn)孔位中心，同時鉆機平面應(yīng)放置平穩(wěn)、水平。在鉆孔定位前要對施工現(xiàn)場進行整理清掃，保證地面平坦整潔，保證鉆孔時的精確度。在鉆孔過程中要對相關(guān)數(shù)據(jù)進行記錄。

第三步是鉆孔及下噴射管。采用鉆噴一體化機進行作業(yè)，鉆孔達到設(shè)計深度后，驗孔合格后開始噴漿，要自下而上進行噴射作業(yè)，當(dāng)噴頭下至設(shè)計深度，應(yīng)先按規(guī)定參數(shù)進行原位噴射，待漿液返出孔口、情況正常后方可開始提升噴射。在噴射時要嚴(yán)格按照各項工藝參數(shù)的要求加以控制，施工中應(yīng)準(zhǔn)確記錄高噴灌漿的各項參數(shù)、漿液材料用量、異?，F(xiàn)象及處理情況等。

第四步成孔。噴射管被提升到設(shè)計要求位置時，此孔噴射灌漿即告完成，應(yīng)利用回漿或水泥漿及時回灌，直至孔口漿面不下降為止。

第五步?jīng)_洗。當(dāng)噴到設(shè)計高程后，噴射完畢，及時將各管路清洗干凈，不得留有殘渣，以防堵塞，尤其是供漿系統(tǒng)更為重要。通常是把漿液換成清水進行連續(xù)連續(xù)沖洗，直到管路出水澄清為止。

最后一步即移開鉆機，將鉆機移到下一孔位。

四、高壓噴射灌漿的質(zhì)量把控技術(shù)

鉆噴一體化高壓噴射灌漿在正式施工前，必須要做好圖紙規(guī)劃。噴射灌漿防滲墻需要結(jié)合圖紙，根據(jù)圖紙進行放樣準(zhǔn)確定位，噴射灌漿宜全孔自下而上連續(xù)作業(yè)。在進行噴射作業(yè)過程中，噴射灌漿因故中斷后恢復(fù)施工時，應(yīng)對中斷孔段進行復(fù)噴，搭接長度不得小于0.5米。

在進行噴射作業(yè)時，如果發(fā)現(xiàn)噴嘴包裝破裂、噴嘴被灌漿堵住時，應(yīng)當(dāng)立刻借助噴射工具清理掉多余的灌漿，并進行再次噴射，同時還要保障風(fēng)、漿同時輸送，缺一不可。在進漿正常情況下，若回漿密度變小、回漿量增大、應(yīng)降低氣壓并加大進漿漿液密度或進漿量。若高噴灌漿過程中發(fā)生串漿時，應(yīng)填堵串漿孔，待灌漿孔高噴灌漿結(jié)束，盡快對串漿孔進行高噴灌漿，或繼續(xù)鉆進。

五.施工后數(shù)據(jù)監(jiān)測分析

鉆噴一體化高壓噴射灌漿工程以及最后的質(zhì)量檢測完成之后，監(jiān)查人員對水庫的除險加固和滲漏現(xiàn)象進行了數(shù)據(jù)分析和圍井注水試驗，并將試驗結(jié)果樣本送至水利科學(xué)研究所進行研究檢測。研究結(jié)果表明，在運用鉆噴一體化高壓噴射灌漿技術(shù)對吉河水庫進行除險加固后，水庫的各項指標(biāo)均符合工程安全需要。當(dāng)逐漸完成工程項目主體除險加固措施基本完工后，監(jiān)查人員在工程的灌漿軸線位置按照規(guī)范的操作順序進行壓水試驗，發(fā)現(xiàn)滲透系數(shù)均小于10-6cm/s，與工程安全設(shè)計的要求相符合，吉河水庫的旱澇災(zāi)得到了極大地緩解。

結(jié)語

在吉河水庫借助于鉆噴一體化高壓噴射灌漿技術(shù)后，該大壩的滲漏現(xiàn)象得到了解決，采用鉆噴一體化高壓噴射灌漿的方式進行施工，可操作性強，提高了施工效率，值得在類似工程中推廣。創(chuàng)新研究的鉆噴一體化施工工法比傳統(tǒng)高噴灌漿工藝具有高效、經(jīng)濟、穩(wěn)定、能在厚砂層、厚雜填土層、淤泥層、礫石層和卵石層等各種復(fù)雜地層有效使用等優(yōu)點。

針對本工程地下水豐富、地層砂卵石率高的特點，采用二管法工藝取消高壓水作用這一過程，而直接采用高壓漿切割，充填，可以達到減輕漿液稀釋的目的，對于處理地下水豐富，地層架空現(xiàn)象較嚴(yán)重的地層具有明顯優(yōu)勢，而且具有功效快，節(jié)約材料，廢漿量減少的優(yōu)點。以保鉆噴一體化證高壓噴射灌漿技術(shù)在水庫除險加固工程中真正發(fā)揮作用，得到推廣。

參考文獻：

[1]王剛，張松.大口徑鉆噴一體化高噴灌漿技術(shù)及應(yīng)用， [J]長江科學(xué)院院報，

2014，31（12）：135-138.

[2]葛文輝.高壓噴射灌漿技術(shù)在加音塔拉水庫加固工程中的應(yīng)用[J].陜西水利，2015，（z1）：40-42.

[3]黃愛梅，李志鋒.高壓噴射灌漿技術(shù)在病險水庫工程中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2012，（8）：49-50.

[4]李明.淺析高壓噴射灌漿技術(shù)在病險壩防滲加固工程中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，（32）.

[5]齊延偉，鄧麗，張定華等.高壓旋噴灌漿技術(shù)在林溝水庫除險加固工程中的應(yīng)用[J].河南水利與南水北調(diào)，2014，（8）：11-12.