大壩滲漏治理中高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用

吳梁柱

(重慶市水利電力建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，重慶 401120)

1 研究大壩滲漏治理中高壓噴射灌漿技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義

高壓噴射灌漿技術(shù)主要作用于水利工程項(xiàng)目的防滲建設(shè)，對(duì)大壩的滲漏問(wèn)題進(jìn)行有效修復(fù)。具體來(lái)說(shuō)，就是利用高壓漿液與高壓水的形式，通過(guò)形成相應(yīng)的超高速噴射流束，以對(duì)地層造成切割與沖擊影響。于此，混凝土漿液就能滲入到土層中，通過(guò)形成墻板狀與樁柱體形式的混合結(jié)構(gòu)物，來(lái)治理大壩滲漏問(wèn)題。然而，受施工地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、相關(guān)作業(yè)開(kāi)展難度大且施工技術(shù)人員工作經(jīng)驗(yàn)有限等問(wèn)題的影響，使得高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用效果并未達(dá)到應(yīng)有的滲漏治理目標(biāo)。針對(duì)這一問(wèn)題，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)從實(shí)踐角度出發(fā)，即在明確高壓噴射灌漿技術(shù)應(yīng)用原理的情況下，更好的處理技術(shù)問(wèn)題。通過(guò)這種方式更好的提升項(xiàng)目施工進(jìn)度，保證整個(gè)過(guò)程的可持續(xù)發(fā)展，由此該項(xiàng)內(nèi)容應(yīng)得到施工人員的重視，在實(shí)踐中妥善應(yīng)用[1]。

2 大壩滲漏治理中高壓噴射灌漿技術(shù)應(yīng)用原理

這項(xiàng)技術(shù)主要應(yīng)用在壩體上，并實(shí)現(xiàn)造孔將灌漿管深入到地基中，從而體現(xiàn)整體價(jià)值。在高壓環(huán)境下，要掌握氣、水等物質(zhì)的狀態(tài)，能夠保證液體在處理中形成高速噴射漿液，完成項(xiàng)目施工操作。針對(duì)水泥基質(zhì)漿液，應(yīng)在沖擊或是切割狀態(tài)下，與土體或漿液混合，從而起到填充效果。因?yàn)橥馏w漿液的階段變化，在地基中擁有不同的狀態(tài)，所以會(huì)形成均勻且密室板墻狀。由此，壩體滲漏問(wèn)題就得到了控制，從而達(dá)到了防滲的加固處理目標(biāo)[2]。

據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)分析證實(shí)，高壓噴射灌漿技術(shù)應(yīng)用于大壩滲漏的土體環(huán)境為填土、土、碎石土等地基。為此，以某大壩工程項(xiàng)目為例，其所處的土壤環(huán)境為厚心墻砂殼壩，可在應(yīng)用該技術(shù)后，取得了良好的防滲作用。此過(guò)程，施工技術(shù)主要的作用機(jī)理為：沖切摻攪作用，能夠利用高壓射流，通過(guò)這種沖擊力對(duì)土體環(huán)境進(jìn)行改變，結(jié)合不同情況實(shí)現(xiàn)沖擊、擾動(dòng)以及切割等操作，從而保證漿液與土體的有效結(jié)合，更好的形成凝結(jié)體，為施工奠定良好基礎(chǔ)。施工操作需要及時(shí)進(jìn)行升揚(yáng)與轉(zhuǎn)換，能夠在高壓噴射操作后，從噴嘴噴射出氣、水以及漿液，以不同的作用方式，作用于地層結(jié)構(gòu)，以起到升揚(yáng)作用。例如結(jié)合細(xì)顆粒的升揚(yáng)狀態(tài)，做好置換處理，明確防滲能力的切實(shí)提升。針對(duì)不同狀態(tài)下的擠壓與滲透作用，注意噴射施工導(dǎo)致的漿液處理效果，通過(guò)這種擠壓效果，更好的進(jìn)行規(guī)劃，在靜壓下，結(jié)合土地發(fā)揮的滲透作用，保證整體的密室程度。即實(shí)現(xiàn)握裹凝結(jié)目標(biāo)。該技術(shù)的應(yīng)用結(jié)果為：形成了連續(xù)與密實(shí)的柱狀防滲墻結(jié)構(gòu)。

3 大壩滲漏治理中高壓噴射灌漿技術(shù)應(yīng)用控制策略

重慶地區(qū)某水庫(kù)大壩工程興建于20世紀(jì)60年代，因當(dāng)時(shí)工程建設(shè)條件的限制，使得相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低。隨著工程建設(shè)使用時(shí)間的不斷增加，使得各部分結(jié)構(gòu)暴露出來(lái)的滲漏問(wèn)題越來(lái)越多，且產(chǎn)生原因越來(lái)越復(fù)雜。為此，相關(guān)建設(shè)人員采用了高壓噴射灌漿技術(shù)，以使大壩滲漏問(wèn)題得到控制與治理。

首先，施工技術(shù)人員要確定灌漿孔布置方式，即大壩的壩頂軸線處布設(shè)一排高噴射灌漿孔，并在下部、壩基以及兩壩肩帷幕灌漿搭接成一道封閉而連續(xù)的防滲墻。此過(guò)程，孔距與其他設(shè)計(jì)參數(shù)，可根據(jù)工程項(xiàng)目施工建設(shè)的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。經(jīng)上述操作，得出了實(shí)際灌漿作業(yè)的工藝參數(shù)，即施工技術(shù)人員要按照表1所示的要求進(jìn)行控制。

表1 灌漿工藝參數(shù)要求

其次，對(duì)于防滲板墻連接形式控制，施工技術(shù)人員應(yīng)將其高壓擺噴灌漿深入至大壩基巖接觸面，并在設(shè)計(jì)過(guò)程采用擺轉(zhuǎn)噴射灌漿，來(lái)構(gòu)筑防滲板墻，進(jìn)而確保其作用過(guò)程的連續(xù)性和厚度。此外，施工技術(shù)人員要按照常規(guī)作業(yè)方法，即旋轉(zhuǎn)高壓噴射灌漿施工，將孔距控制在1.25m，從而提高灌漿作業(yè)的可靠性。對(duì)于施灌次序的控制，本工程采用的高壓噴射灌漿技術(shù)主要按照兩個(gè)次序，即單數(shù)孔為一序；雙數(shù)孔為二序，同序孔距為2.5m，最終孔距為1.25m。如圖1所示，為高壓擺噴施工工藝流程。

噴射灌漿的施工過(guò)程。先要在孔底靜噴2-3min，待孔口冒漿且比重達(dá)1.25以上時(shí)再開(kāi)始提升，提升速度因地層而異；同時(shí)，在施灌過(guò)程中若孔口不冒漿應(yīng)立即停止提升，直至孔口冒漿比重達(dá)1.25以上方能提升。當(dāng)噴桿提升到設(shè)計(jì)高度后即可移機(jī)。對(duì)于封孔回填灌漿。封孔回填灌漿是保證防滲板墻頂部質(zhì)量的關(guān)鍵。噴射完后，應(yīng)隨時(shí)用回漿池中的漿液作靜壓灌即可移機(jī)，同時(shí)應(yīng)做到隨沉隨補(bǔ)，直到漿液不再析水下沉為止。

圖1 灌漿施工工藝流程示意圖

最后要進(jìn)行合理的質(zhì)量控制措施，針對(duì)噴射部分，預(yù)期施工完成時(shí)間，在開(kāi)挖檢查以及成墻測(cè)定中，經(jīng)過(guò)對(duì)壩體的加固處理質(zhì)量檢查后，還要結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行防滲復(fù)核分析，以確定壩體是否滿足結(jié)構(gòu)作用的防滲需求。具體的分析方法為，有限單元法，即運(yùn)用巖土軟件Geo-Studio中SEEP/W模塊分析該水庫(kù)壩體滲流。該分析模塊功能強(qiáng)大以及界面友好等優(yōu)勢(shì)，當(dāng)其作用于實(shí)踐，能夠解決工程應(yīng)用高壓噴射灌漿技術(shù)遇到的復(fù)雜滲漏問(wèn)題，進(jìn)而提高滲流程度分析的精度。這樣一來(lái)，高壓噴射灌漿技術(shù)就能提高其作用于大壩滲漏治理的科學(xué)合理性，進(jìn)而降低不良地質(zhì)水文環(huán)境對(duì)其的影響。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，大壩滲漏治理中高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用，能夠直接作用于出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象的土體，并通過(guò)灌注漿液與實(shí)現(xiàn)其與土體的凝結(jié)，最終提高大壩各部分結(jié)構(gòu)作用的安全穩(wěn)定性。然而，復(fù)雜的施工環(huán)境，導(dǎo)致高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用效果受到了影響。為此，相關(guān)建設(shè)人員從實(shí)踐角度出發(fā)，通過(guò)控制科學(xué)合理確定灌漿孔布置方式、控制防滲板墻連接形式、施灌次序以及噴射灌漿等操作，提升了技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)合理效果。

[1]鐘建偉.高噴灌漿技術(shù)在病險(xiǎn)水庫(kù)壩體滲漏中的補(bǔ)救應(yīng)用探討[J].黑龍江水利科技,2016(09):120-122.

[2]董曉峰,劉偉山.高壓噴射灌漿防滲技術(shù)在水庫(kù)大壩基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用分析[J].民營(yíng)科技,2014(07):163.