高噴灌漿施工技術(shù)在水庫中的應(yīng)用

□彭仁鋒□高春錦（商城縣水利水電工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督站；商城縣鐵佛寺水庫管理所）

高噴灌漿施工技術(shù)在水庫中的應(yīng)用

□彭仁鋒1□高春錦2
（1商城縣水利水電工程建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督站；2商城縣鐵佛寺水庫管理所）

近幾年，中國的水利事業(yè)受南水北調(diào)項目的影響，各水利施工建設(shè)項目均取得了很大的進(jìn)步，在水利工程高速發(fā)展的熱潮中，其中防滲技術(shù)也尤其顯得越來越重要。文章結(jié)合商城樓房洼水庫除險加固高噴灌漿工程實例，通過對庫區(qū)內(nèi)地質(zhì)分析和庫區(qū)地質(zhì)調(diào)查報告的查閱，對該水庫的防滲情況研究，介紹了高噴灌漿施工技術(shù)在該水庫除險加固中的應(yīng)用及質(zhì)量控制要點。

高噴灌漿施工技術(shù)；質(zhì)量控制

1　工程概況

商城樓房洼水庫位于信陽市商城縣，屬于淮河水系灌河支溝，水庫流域面積0.35 km2，主河長l.05 km，干流平均坡降10.90%。水庫流域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，多年平均降雨量ll50 mm，年雨量分布不均。據(jù)區(qū)域地質(zhì)分析和庫區(qū)地質(zhì)調(diào)查，未發(fā)現(xiàn)大的構(gòu)造形跡及新構(gòu)造運動活動的跡象，穩(wěn)定性較好。根據(jù)庫區(qū)內(nèi)地層分布情況，庫區(qū)地下水類型主要為第四系潛水和基巖裂隙水，一般庫區(qū)上游周邊山體裂隙水向地下水補給庫水，下游河道內(nèi)除山體裂隙水補給地下水外，壩址區(qū)附近庫水亦補給地下水。壩殼填料主要為大壩附近山坡上的風(fēng)化巖塊和風(fēng)化砂，結(jié)構(gòu)稍密，經(jīng)室內(nèi)試驗，滲透系數(shù)為k=4.50×10-5cm/s。壩基為第四系礫砂和石炭系砂質(zhì)板巖，根據(jù)現(xiàn)場壓水試驗，第②層礫砂透水率為12 Lu，為強透水，第③層砂質(zhì)板巖為中等透水。

2　設(shè)計要求

商城樓房洼水庫除險加固工程施工防滲處理采用高噴灌漿施工技術(shù)進(jìn)行加固，灌漿孔平行壩軸線布置，灌漿方式為擺噴對接方式，單排兩序布孔，一序孔中心距2.40 m，終孔間距1.20 m，擺噴角度≥30°。高噴灌漿優(yōu)先選用硅酸鹽水泥，水泥標(biāo)號不低于P.O.42.5。為緩解水泥漿液的沉降速度，在硅酸鹽水泥中摻加3%水泥重量的膨潤土和3%膨潤土重量的碳酸鈉。膨潤土的細(xì)度為200目。

3　高噴灌漿施工準(zhǔn)備

3.1施工參數(shù)

高噴灌漿采用擺噴對接方式，分兩序施工，由上向下進(jìn)行噴射作業(yè)，一序孔距2.40 m，終孔距1.20 m。灌漿采用水泥漿。

為了取得準(zhǔn)確的地質(zhì)資料，施工時把一序孔作為先導(dǎo)孔，通過鉆孔取樣實驗確定地層的范圍、性質(zhì)、對灌漿孔位置及進(jìn)尺進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

高噴施工設(shè)計要求參數(shù)如表1所示，再通過現(xiàn)場試驗調(diào)整。

表1　高噴灌漿施工工藝參數(shù)表（設(shè)計值）

根據(jù)本工程工期和工作量，高壓旋噴施工采用150型地質(zhì)鉆機(jī)4臺（配合金鉆頭），高噴臺車2臺，配高壓水泵、空壓機(jī)及泥漿泵、制漿設(shè)備各2套。

3.2施工程序

高噴灌漿的施工程序詳見下圖1所示。

3.3施工現(xiàn)場試驗

為了更加合理地確定灌漿施工參數(shù)，獲得理想的灌漿效果，在正式高壓擺噴灌漿之前，選擇施工現(xiàn)場適當(dāng)?shù)奈恢貌贾每孜?，進(jìn)行高壓擺噴灌漿試驗，開挖檢查，調(diào)整高壓擺噴施工參數(shù)，參數(shù)選定后，在施工過程中將根據(jù)實際情況對灌漿試驗參數(shù)作適當(dāng)調(diào)整。

圖1　高噴施工程序圖

通過現(xiàn)場試驗確定既經(jīng)濟(jì)合理又能滿足設(shè)計要求的高壓擺噴各項施工參數(shù)，通過現(xiàn)場試驗?zāi)軌蚴炀毜恼莆崭邏簲[噴灌漿施工工藝，指導(dǎo)以后的施工。

4　高噴灌漿施工方法

高噴灌漿鉆孔采用地質(zhì)鉆機(jī)（150型）成孔，成孔后利用高噴臺車、75 kW高壓水泵和灌漿泵等設(shè)備，采用三管法的技術(shù)對壩體進(jìn)行高壓擺噴灌漿，并按照設(shè)計所給壓力流量提升速度等指標(biāo)執(zhí)行施工。

4.1施工準(zhǔn)備

灌漿施工前，首先要做好施工現(xiàn)場全面規(guī)劃與各施工位置的部署工作，為了滿足在施工過程的回漿排放，應(yīng)提前開挖好灌漿過程中用到的集漿池和排漿溝，及時做好環(huán)境保護(hù)措施；施工臨時進(jìn)出場道路應(yīng)在施工準(zhǔn)備過程時修筑完好，以確保設(shè)備進(jìn)出場時的安全順利通行，平整好施工平臺；為了達(dá)到設(shè)備性能的完好，需要將灌漿施工所需要的設(shè)備及配套的配件直接運送到現(xiàn)場，在施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝測試，組裝完成后，做好調(diào)試檢查，應(yīng)確保輸漿管、氣路和水路暢通，全部設(shè)備必須處于完好狀態(tài)。

4.2測量布孔

灌漿孔位置的確定，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照施工圖紙及規(guī)范規(guī)定的樁位要求進(jìn)行放樣定位，各個鉆孔中心的允許偏差應(yīng)當(dāng)＜5 cm，對定位確定好的樁號應(yīng)做好二序孔的編號標(biāo)識，采用紅、綠色油漆進(jìn)行標(biāo)記，二序孔的孔中心的允許偏差不得＞5 cm。標(biāo)記好的定位樁要注意看護(hù)，在開始鉆孔時需要進(jìn)行校核是否滿足要求。

4.3制漿

根據(jù)配合比試驗進(jìn)行制漿，配合比為1∶1，相應(yīng)水泥漿比重1.40～1.70，采用P.O.42.普通硅酸鹽水泥，制漿設(shè)備采用高速制漿機(jī)。在制漿的過程中要注意觀察水泥漿的比重，水泥漿的比重不能偏低，如果發(fā)現(xiàn)偏低，應(yīng)及時加大水泥的使用量。

4.4鉆機(jī)就位及造孔

高噴灌漿的機(jī)械設(shè)備采用地質(zhì)鉆機(jī)（150型）進(jìn)行回旋鉆進(jìn)施工，孔徑φ110 mm，開孔孔徑與終孔孔徑均為φ110 mm。鉆頭的選用應(yīng)符合地質(zhì)要求，采用合金鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆機(jī)在鉆進(jìn)前，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計的要求準(zhǔn)備并進(jìn)行鉆進(jìn)，首先應(yīng)當(dāng)預(yù)埋孔口管，定位鉆機(jī)，現(xiàn)場組裝好鉆機(jī)，進(jìn)行測量定位樁，調(diào)整好鉆孔的中心，用相應(yīng)的儀器檢查其垂直度，防止鉆頭尖出現(xiàn)偏差，以防發(fā)生孔斜。為保證不發(fā)生孔斜，在施工時應(yīng)當(dāng)采用2 m以上的鉆孔工具進(jìn)行鉆進(jìn)施工，保證灌漿后的灌漿孔相互對接妥當(dāng)，達(dá)到擋水幕墻效果，并滿足設(shè)計深度的要求。用測斜儀在鉆孔過程中及時測量孔斜，在出現(xiàn)孔斜時要及時糾偏，誤差應(yīng)當(dāng)＜1%。在鉆孔施工過程中，應(yīng)當(dāng)做好鉆孔記錄，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象時要及時采取相應(yīng)的糾正措施進(jìn)行妥善處理，一般情況下發(fā)生異?，F(xiàn)象多數(shù)為卡鉆、掉鉆等情況。在鉆孔的過程中，還應(yīng)當(dāng)完整詳細(xì)的記錄好地層變化、鉆孔的深度等，在每段鉆孔結(jié)束后，不得擅自終孔，應(yīng)當(dāng)在監(jiān)理工程師的指導(dǎo)下進(jìn)行終孔驗收，合格之后才能夠終孔。

4.5高噴臺車安置就位及試噴

高噴臺車在地質(zhì)鉆機(jī)成孔結(jié)束后，將其移到成孔處，在移動就位之后，進(jìn)行試噴，試噴前應(yīng)檢查好輸漿管、水路及氣路的通暢性，保證各項指標(biāo)及噴漿系統(tǒng)滿足要求。

4.6下噴射管

在高噴灌漿鉆孔結(jié)束之后，需要將噴射管插入孔內(nèi)，直到孔底部，為避免噴嘴處被泥砂堵塞，可以采用邊噴射水、邊插噴射管的步驟，在噴射水時水壓力應(yīng)保持＜1 MPa，也可以用砂布包好噴嘴，做好防砂準(zhǔn)備。為保證噴漿系統(tǒng)的運行情況良好，在正式噴射前，應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行試噴，試噴狀況良好之后開始進(jìn)行噴漿。檢查噴漿系統(tǒng)運行良好然后開始按旋噴或擺噴噴漿。

4.7噴射灌漿

根據(jù)規(guī)范和設(shè)計要求確定好的施工參數(shù)輸送水泥漿、壓縮空氣及高壓水，等到各項壓力指標(biāo)達(dá)到設(shè)計的規(guī)定范圍時，可以對孔底進(jìn)行噴射1-3 min，比重達(dá)到12 kN/m3以上且漿液返出孔口，就可以開始自下而上、連續(xù)噴射作業(yè)，達(dá)到施工設(shè)計高程之后，再噴1-2 min，即可停止作業(yè)。在噴射過程中要做到以下幾點：速度連續(xù)、噴漿均勻、計量準(zhǔn)、水泥摻入量不少于設(shè)計量。并且要注意泥漿泵、風(fēng)和水的壓力，鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速、提升速度、空壓機(jī)的風(fēng)量、漿液流量，以及耗漿量、噴射角度等，并詳細(xì)記錄所有施工參數(shù)、材料用量、異常情況及處理措施等。

4.8沖洗

每一步工序結(jié)束之后需要將各個管路、鉆頭、閥門及噴漿管等設(shè)備用清水沖洗干凈，并沖洗至管路出現(xiàn)清水為止，保證各管路的暢通，備下一個工序使用。

4.9回灌

在噴射的過程中，會出現(xiàn)冒漿情況，待噴射結(jié)束后，需要將其回灌至孔內(nèi)，作業(yè)要連續(xù)，保證孔內(nèi)的漿液穩(wěn)定不再下沉為止。

4.10封孔

在回灌情況得到解決之后，需要等待回灌的漿液放置凝固之后，不停的灌漿液，直到施工平臺頂部為止。

5　質(zhì)量控制與檢查

為滿足高噴灌漿工程的質(zhì)量控制要求，需要在施工中對各個施工參數(shù)嚴(yán)格檢查與控制，對各主要參數(shù)做好詳細(xì)的記錄，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。主要記錄參數(shù)有：鉆孔時間、孔深、孔位、地層情況、孔距、噴射開始終止的時間、高程、水泥量、提速、角度、返漿情況等。檢查好孔位的中心距、垂直度及噴漿量，要按照監(jiān)理工程師的指示確定好檢查孔的數(shù)量。按照施工的設(shè)計要求做好檢查孔試驗，在試驗過程中發(fā)現(xiàn)問題要及時采取補救措施，直到該孔滿足設(shè)計要求。

6　結(jié)論

水庫通過采用三管法對壩體進(jìn)行高壓擺噴灌漿施工，達(dá)到了預(yù)期的防滲效果。作為隱蔽工程，工程技術(shù)人員在施工過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照國家及有關(guān)法律法規(guī)文件要求組織施工，必須熟悉工程設(shè)計、施工工藝及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，控制好各個施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量問題。在施工中更應(yīng)該提高全員質(zhì)量及安全意識，以防出現(xiàn)質(zhì)量問題。

（責(zé)任編輯：趙鑫）

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