胡莊水庫(kù)大壩高壓擺噴防滲墻施工技術(shù)

郭映娟

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

胡莊水庫(kù)大壩高壓擺噴防滲墻施工技術(shù)

郭映娟

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

胡莊水庫(kù)碾壓式均質(zhì)土壩加固施工中，采用了高壓擺噴防滲墻技術(shù)。通過選擇合理的施工參數(shù)，嚴(yán)格控制各工序質(zhì)量，使大壩防滲墻的防滲效果滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了預(yù)期的效果。

胡莊水庫(kù)；高壓擺噴；防滲墻；施工技術(shù)

1 工程概況

胡莊水庫(kù)位于山西省武鄉(xiāng)縣石盤開發(fā)區(qū)胡莊村附近，于1979年12月建成。水庫(kù)攔河壩是碾壓式均質(zhì)土壩。總庫(kù)容285萬m3，最大壩高18 m。為了達(dá)到水庫(kù)運(yùn)行期間減少沿壩基和壩肩滲透的目的，沿大壩軸線設(shè)計(jì)施工1號(hào)防滲墻，以及在距大壩軸線1.5 m的上游左壩肩設(shè)計(jì)施工30 m長(zhǎng)的2號(hào)防滲墻。采用高壓擺噴折接工藝形成水泥防滲板墻，擺噴方向與大壩軸線夾角22.5°，成墻厚度不小于40 cm，深入基巖尺寸不小于1.5 m，高噴灌漿主材選用“華潤(rùn)”強(qiáng)度42.5的普硅水泥。

2 高噴防滲墻試驗(yàn)

為了確定合理的施工參數(shù)，進(jìn)行了擺噴板墻的工前生產(chǎn)性試驗(yàn)。試驗(yàn)部位選擇在樁號(hào)0+229.5～0+237，選定試驗(yàn)孔距均為1.5 m，孔深7.5 m。依據(jù)試驗(yàn)選擇的施工參數(shù)見表1。

表1 高噴防滲墻施工參數(shù)

3 高壓擺噴防滲墻技術(shù)

本工程總計(jì)鉆孔239個(gè)單孔，鉆孔總進(jìn)尺3752.8m；其中先導(dǎo)孔22個(gè)，鉆孔總進(jìn)尺506 m；噴灌總進(jìn)尺2477.1m，總耗灰量1231.95t，平均單耗量為0.497t/m。

3.1 鉆孔

采用安裝了Φ130 mm合金鉆頭的150型、300型的地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，150型灌漿泵將黏土漿送至孔中護(hù)壁浮渣。鉆進(jìn)過程中每隔10孔取芯1孔，先鉆進(jìn)取芯孔。對(duì)取出的芯樣描述鑒定，將每個(gè)芯樣的地層情況繪制在相應(yīng)的單孔柱狀剖面圖上，依據(jù)柱狀圖采用內(nèi)插法判斷兩個(gè)取芯孔之間、其它各孔的地層情況。

由于鉆孔的位置、深度及偏斜率等參數(shù)的正確程度，將直接影響著高壓擺噴防滲墻的施工質(zhì)量。所以，在鉆進(jìn)每個(gè)孔時(shí)，都要認(rèn)真填寫原始的鉆孔記錄表；鉆孔每鉆進(jìn)5.0 m進(jìn)尺測(cè)斜一次，嚴(yán)格控制鉆孔偏斜率，發(fā)現(xiàn)孔斜超過技術(shù)規(guī)范要求時(shí)，重新掃空糾正孔斜。根據(jù)技術(shù)要求，允許鉆孔偏斜率見表2。

表2 允許鉆孔偏斜率

鉆孔工作應(yīng)遵循以下步驟進(jìn)行：

1）鉆孔定位依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線來確定高噴軸線，在確定的高噴軸線上進(jìn)行孔位布置，孔位布置包括確定孔數(shù)量、孔位置、孔序號(hào)和孔編號(hào)；先鉆噴1號(hào)防滲墻，再鉆噴2號(hào)防滲墻；分兩序進(jìn)行，先鉆噴單號(hào)的Ⅰ序孔，Ⅰ序孔噴噴完成結(jié)束后再鉆噴雙號(hào)的Ⅱ序孔。

2）鉆機(jī)安放安全穩(wěn)固，鉆孔鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)孔位的中心，用吊錘掛線測(cè)量鉆機(jī)立軸的垂直度。鉆進(jìn)時(shí)及時(shí)全面記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

3）鉆孔過程中每鉆進(jìn)5.0 m進(jìn)尺測(cè)斜一次，發(fā)現(xiàn)孔斜要及時(shí)掃孔糾正。

4）鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)孔深度后，為清除漿孔內(nèi)殘留物，提鉆前沖洗漿孔30 min，再換入新漿液；之后再測(cè)量偏斜率，如發(fā)現(xiàn)有不合格孔，重新掃空糾正。

3.2 高噴灌漿

高噴灌漿分作兩序進(jìn)行，先灌Ⅰ序孔，后灌Ⅱ序孔；高噴灌漿采用三重管法，即噴射管有三根管路，三根管路并列，分別輸送高速水流、壓縮空氣和水泥漿；孔內(nèi)灌漿采用自下而上灌漿法。

1）高噴臺(tái)車就位。高噴臺(tái)車準(zhǔn)確就位后，調(diào)整好擺噴方向和角度，認(rèn)真檢查水嘴、氣嘴和儀表是否正常合格，檢查水、氣和漿管路通暢情況并試噴，并記錄各項(xiàng)指標(biāo)。

2）下噴射管。各項(xiàng)指標(biāo)正常后，下噴射管至設(shè)計(jì)深度。

3）噴射灌漿。噴射管噴頭下達(dá)深度后，先按試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行原位試噴，試噴正常時(shí)再開始正式噴射，在孔口冒漿相對(duì)密度大于等于1.30 g/cm3時(shí)，開始按表1試驗(yàn)參數(shù)速度自下而上提起噴射管，當(dāng)提到設(shè)計(jì)墻頂高程時(shí)，停止輸送高速水流和壓縮空氣，不要中斷送輸水泥漿液，提升噴頭到孔口，直到水泥漿液充滿孔口時(shí)拔出噴射管，噴射結(jié)束，做好噴射記錄。

4）孔口回灌。噴灌結(jié)束時(shí)及時(shí)對(duì)每個(gè)孔回填，用后孔的冒漿對(duì)前孔回填或者用新攪拌水泥漿回填，直到孔口漿面不下降為止。

5）管路沖洗。噴灌結(jié)束后及時(shí)沖洗各種管路，以保持清潔。

3.3 質(zhì)量控制

高壓擺噴防滲墻是隱蔽工程，為了保證工程質(zhì)量，采用鉆灌前控制和鉆灌過程控制相結(jié)合。

3.3.1 鉆孔前控制

建立健全質(zhì)量保證體系和三檢制度，分工明確；建立質(zhì)量管理規(guī)章制度，熟悉圖紙及規(guī)范，嚴(yán)格管控原材料的采購(gòu)質(zhì)量，人員持證上崗；對(duì)鉆灌設(shè)備、漿液攪拌機(jī)、儀表、各種管路認(rèn)真檢查，備品備件準(zhǔn)備充分。

3.3.2 鉆灌過程控制

1）每鉆進(jìn)5.0 m測(cè)斜一次，當(dāng)發(fā)現(xiàn)孔斜時(shí)及時(shí)修孔糾正，鉆孔偏斜率不能超過表2范圍；

2）噴灌穩(wěn)定后，由專人每隔20 min觀測(cè)各種儀表數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)各主要參數(shù)的合理性；

3）專人管理水泥漿液工作，控制加入水泥的數(shù)量和速度，定時(shí)測(cè)量漿液相對(duì)密度大于1.62 g/cm3；

4）依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制柱狀剖面圖和灌漿管提升速度表，將這些圖表掛在醒目的地方，以指導(dǎo)一線作業(yè)人員施工；

5）控制故障排除的時(shí)間，一般情況下，孔故障排除時(shí)間超過超過45 min時(shí)，應(yīng)做補(bǔ)灌處理。

4 高壓擺噴防滲墻質(zhì)量檢查

采用開挖檢查坑的方法檢查高壓擺噴防滲墻的成墻質(zhì)量，采用圍井試驗(yàn)檢測(cè)高壓擺噴防滲墻的防滲效果。

4.1 開挖墻體檢測(cè)

高壓擺噴防滲墻結(jié)束后凝結(jié)至14 d時(shí)，在防滲墻上下游開挖檢查坑，檢查高壓擺噴防滲墻的墻體厚度、垂直度、均勻性和墻體搭接等。

4.2 圍井試驗(yàn)

采用圍井法進(jìn)行注水試驗(yàn)。沿防滲墻軸線0-003～0-006樁號(hào)之間，布置樁 8根（1-161、1-162、1-163、W-1、W-2、2-19、2-20 和 2-21），樁深為 27.7～27.8m，形成一個(gè)3×1.5m2的圍井，圍井試驗(yàn)布置見圖1。在圍井中心處，鉆孔一個(gè)（W-3），鉆孔深度為25m；清孔后，先測(cè)量地下水位，再全孔段下入PVC過濾花管，向PVC過濾花管內(nèi)注入清水，直到PVC過濾花管中水位至孔口并保持水位固定不變，用量桶量測(cè)每次的注水量。先每間隔5 min量測(cè)一次，共連續(xù)量測(cè)5次；再每間隔20 min量測(cè)一次，連續(xù)量測(cè)不少于6次。當(dāng)連續(xù)2次量測(cè)的注入水量之差小于最后一次注入水量的10%時(shí)，試驗(yàn)結(jié)束，把最后一次注水量作為計(jì)算值，見表3圍井注水試驗(yàn)記錄表。

圖1 圍井試驗(yàn)布置圖

滲透系數(shù)計(jì)算公式為：

式中：穩(wěn)定流量Q=1.272 m3/d，高噴墻平均厚度t=0.4 m，圍井周邊高噴墻軸線長(zhǎng)度L=9.0 m，圍井內(nèi)試驗(yàn)水位至井底深度H=25.0 m，地下水位至井底深度H0=13.34 m。

表3 圍井注水試驗(yàn)記錄表

5 成果分析與結(jié)論

1）從現(xiàn)場(chǎng)開挖高壓擺噴防滲墻頂部的檢查結(jié)果來看，總的來說墻體垂直、完整、連續(xù)、均勻，高壓擺噴防滲墻板墻實(shí)際厚度滿足大于等于40 cm的設(shè)計(jì)參數(shù)。

2）從施工現(xiàn)場(chǎng)1個(gè)檢查圍井注水試驗(yàn)成果看，高壓擺噴防滲墻綜合滲透系數(shù)k值為2.93×10-7cm/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于10-6cm/s的設(shè)計(jì)滲透參數(shù)，滿足滲透系數(shù)不大于10-6cm/s的要求。

3）本工程鉆孔239個(gè)，共6個(gè)單元工程，全部合格，合格率為100%，其中4個(gè)優(yōu)良，優(yōu)良率為66.7%。2016年12月通過竣工驗(yàn)收，工程驗(yàn)收評(píng)定為合格工程。

Construction Technique of High-pressure Swing Grouting Diaphragm Wall of Huzhuang Reservoir's Dam

GUO Ying-juan

In the construction process to consolidate the rolled homogeneous earth dam of Huzhuang Reservoir，the high-pressure swing grouting diaphragm wall was used.Through selecting reasonable construction parameters and by means of strictly controlling the quality of every construction procedure，the dam's anti-seepage effect of the diaphragm wall has met the design demand and the expected purpose has been reached.

Huzhuang Reservoir；high-pressure swing grouting；diaphragm wall；construction technique

TV543

B

2017-03-08

2017-04-06

郭映娟（1964-），女，1988年畢業(yè)于太原工業(yè)大學(xué)水利水電工程建筑專業(yè)，高級(jí)工程師。

1006-8139（2017）03-010-03