峽江水利樞紐工程三期過水圍堰防滲施工淺析

孫艾林，胡志堅

（江西省峽江水利樞紐工程管理局，江西 南昌 330046）

1 工程概況

峽江水利樞紐工程座落于江西省峽江縣，是以防御洪水為主，同時兼顧發(fā)電、灌溉等綜合性的大型水利水電工程。大壩以上的水域面積可達(dá)到6.2萬km2左右，水庫在供水期開始時應(yīng)蓄到的最高水位為49 m，校核洪水時在壩前達(dá)到的最高水位為49 m，水庫可以達(dá)到的總?cè)萘繛?1.87億m3。

峽江水利樞紐工程的總體水工建筑物從左到右的順序為閘門、門庫區(qū)段、匯水閘門、發(fā)電廠房，左右的壩頭利用混凝土重力壩的進(jìn)行連接，壩軸線長度可達(dá)864 m。泄水構(gòu)造物的組成由18孔洞的開敞式泄水閘門完成，每個泄水孔的寬度可達(dá)到16 m，泄流前沿具備的總寬度為353 m，泄水閘區(qū)段的河床高程為30 m，泄水閘的構(gòu)造型式設(shè)有坎寬頂堰，圍堰頂部的高度為30 m，在河流的底部進(jìn)行消能處理。

2 圍堰工程施工特點

1）三期施工導(dǎo)截流工程上下游圍堰采用土石結(jié)構(gòu)，圍堰工程量大、導(dǎo)截流量大、防洪標(biāo)準(zhǔn)及圍堰的防護(hù)和防沖刷要求高，拆除施工道路條件較差。

2）截流后，設(shè)計導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)下的庫區(qū)水位較高，過水圍堰施工工程量大，風(fēng)險高。

3）截流和圍堰防滲難度大，由于二期枯水圍堰拆除不徹底，且2012年防洪搶險時拋投大塊石，增加了截流和二期枯水圍堰至三期縱向混凝土圍堰段防滲處理難度。

3 圍堰高噴防滲施工

3.1 施工方法

峽江水利樞紐工程三期過水圍堰防滲施工采用雙管旋噴法，即利用較高的速度來噴射混凝土混合液，在外部利用環(huán)繞方式對空氣進(jìn)行壓縮，通過壓縮處理后的空氣對高速流動的混凝土漿液進(jìn)行保護(hù)，同時提升地層中的顆粒物質(zhì)[1]。

3.2 施工順序

先進(jìn)行高噴灌漿生產(chǎn)性試驗，確定施工各項參數(shù)，試驗區(qū)段選擇有代表性的區(qū)域，試驗段長度為14 m，孔距定為1.4 m，施工沿圍堰軸線方向進(jìn)行。高速噴射混凝土施工過程為：對序孔進(jìn)行鉆孔作業(yè)，利用高速噴射混凝土來進(jìn)行灌漿操作，待孔內(nèi)的漿液凝結(jié)3天以后，再對第二道序孔進(jìn)行鉆孔作業(yè)，再次利用高速噴射混凝土來進(jìn)行灌漿操作。各孔施工工藝為：放線布孔→鉆機就位找正→鉆孔→終孔→下護(hù)壁PVC花管→高噴臺車就位→下噴管→高壓旋噴→噴漿結(jié)束→孔口補漿→下一流程。

3.3 施工工藝

1）布孔。根據(jù)設(shè)計圖紙，進(jìn)行測量放線的準(zhǔn)備工作，先找出高噴灌漿孔中點的一組線段和里程樁號，以20 m為單位設(shè)置放樣點，然后以各放樣點為標(biāo)準(zhǔn)，精準(zhǔn)孔位，再用標(biāo)有孔號和一定順序的毛竹簽進(jìn)行標(biāo)記。

2）鉆孔。采用沖擊式鉆機，套管跟進(jìn)，成孔后下入PVC護(hù)壁花管，撥出套管。鉆孔的位置與設(shè)計位置偏差不大于5 cm，生成的孔洞應(yīng)保持良好的垂直度，傾斜程度小于孔深度的1%，孔洞深度進(jìn)入不透水層的長度值應(yīng)大于0.5 m。為確保數(shù)值可達(dá)到要求，在鉆探鉆至巖石時，該取出巖心作為樣品，檢驗其是否符合標(biāo)準(zhǔn)。鉆孔過程中，當(dāng)發(fā)生泥漿漏失，孔內(nèi)漿液不能循環(huán)流出孔外時，則停止鉆進(jìn)，開始往泥漿中摻加2 mm～5 mm砂子，先細(xì)后粗，先少后多，再繼續(xù)鉆進(jìn)。逐漸填加至孔洞內(nèi)的水泥漿液面升高，才進(jìn)行再次的循環(huán)。

3）制漿。高壓旋噴采用的灌漿材料為普通的硅酸鹽水泥，強度值為42.5，水灰比值為0.8～1.0，保證高噴墻體強度。為提高墻體塑性，可加少量粘土漿，但加入量不宜超過水泥量的10%，利用高壓攪位機械拌合形成，攪拌作業(yè)的時間不得小于2 min，漿液的存放時間若大于4h，則停止用于施工作業(yè)。利用比得計量設(shè)備或者密度計量對漿液的比重進(jìn)行計量，當(dāng)滿足設(shè)計要求后，再通過濾網(wǎng)對漿液中的雜質(zhì)進(jìn)行濾除，保存到1 m3的存儲容器當(dāng)中，進(jìn)行噴灌施工作業(yè)。

4）插管。高噴臺車就位，將噴漿管插入PVC護(hù)壁花管內(nèi)到預(yù)定深度，即可進(jìn)行噴漿作業(yè)。利用型號為YP1800的高噴臺車設(shè)備進(jìn)行高速噴射灌漿，鉆孔施工完成后，提取出套管，之后采用液步履設(shè)備把高噴臺車的井口設(shè)施與孔口進(jìn)行準(zhǔn)確定位；同時作噴射試驗，檢驗每個管路和作業(yè)設(shè)備是否滿足作業(yè)要求，當(dāng)各項指標(biāo)都滿足后方可放下噴射管道，進(jìn)地噴漿施工。

5）噴射灌漿。高速噴射灌漿施工有兩道施工工序，從地層的下部向上層旋噴成混凝土墻，噴具直徑為89 mm，利用施工專用具有較高強度的螺桿進(jìn)行緊固，連接部位采用尼龍材料的密封墊進(jìn)行填充，噴具安裝完成后應(yīng)進(jìn)行試噴檢查。先對第一道工序孔進(jìn)行作業(yè)，之后再對第二道工序孔進(jìn)行施工，相近序孔施工的時間間隔必須要大于24 h。若采用雙排孔的方式，則應(yīng)該先對下游排孔進(jìn)行作業(yè)，再對上游排孔進(jìn)行灌漿。

噴射灌漿管道達(dá)到設(shè)計深度后，采用壓縮空氣來輸送漿液，等注入的漿液溢出孔口位置，開始從下部向上逐步進(jìn)行旋噴作業(yè)。起重機械把噴具吊起對準(zhǔn)井口中心位置，把噴管和噴頭下放到孔內(nèi)部直達(dá)孔底，當(dāng)孔洞深度大于15 m時，應(yīng)該分多次把其放入到孔內(nèi)部，對接頭密封位置嚴(yán)格進(jìn)行檢查，根據(jù)實際情況調(diào)整風(fēng)和漿液的流量和壓力，需對旋擺機的運行速度進(jìn)行控制，讓其滿足設(shè)計條件，避免出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象[2]。當(dāng)孔口位置返上來的漿液的密度滿足設(shè)計要求后，開始緩慢地進(jìn)行提升作業(yè)，應(yīng)在提升的同時進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從下部到上部采用噴射的方式進(jìn)行灌漿，直到孔口部位停止噴射，每次的最大灌漿總量必須符合施工作業(yè)需求，對于孔底和不同地層的分隔位置，不但要求進(jìn)行靜止噴射3 min～5 min，還應(yīng)對噴桿下插入50 cm的部位再次進(jìn)行噴射灌漿。在噴射灌漿施工過程中，須密切關(guān)注檢查漿液初次凝結(jié)的時間，注入漿液的流量、壓縮空氣壓力、壓縮空氣流量、提升的速率情況等能否達(dá)到施工作業(yè)要求，還應(yīng)做好施工記錄，畫出施工過程參數(shù)曲線[3]。

6)機具沖洗移位。旋噴灌漿結(jié)束后，立即將液體、管路、攪拌機沖洗干凈。合格后將機具移至下一根樁再進(jìn)行施工。

3． 4 施工中特殊情況的處理

1）在進(jìn)行噴射灌漿過程中，返上來的漿液量大于注入漿液量的20%或者沒有返出漿液，都可把它視為非正?，F(xiàn)象，必須查找導(dǎo)致該現(xiàn)象的原因，并制定出應(yīng)對措施。

2）如返出來的漿液量太大，必須加大噴射的壓力值，使設(shè)備的旋轉(zhuǎn)速度和上升速率變快，返出來的漿液必須對雜質(zhì)進(jìn)行過濾處理，再對濃度情況進(jìn)行適度的調(diào)節(jié)方可進(jìn)行再次利用。

3）若孔口位置沒有返出漿液，必須停止提升噴桿，采用停止供應(yīng)漿液、靜止噴漿或者提高漿液的濃度，多次嘗試直到返出漿液為止。

4）對于漏漿、串漿比較嚴(yán)重的位置，應(yīng)利用摻加砂土或膨脹土復(fù)合材料對其進(jìn)行封堵，方可繼續(xù)噴射注漿作業(yè)。

5）對石碴層較厚、粒徑較大的部位或曲折段的灌漿，可采用加密孔距，或進(jìn)行重軸補強注漿。

4 高噴灌漿施工質(zhì)量分析

1）取芯分析。安排鉆機，在兩高壓旋噴孔重合相連的地方開展鉆孔取芯的工作，取出芯樣發(fā)現(xiàn)，巖芯沒有損壞或殘缺，較為完整，且組織細(xì)密、堅實，墻體芯樣抵抗破壞能力強，符合要求。

2）滲流分析?；映霈F(xiàn)以后,詳細(xì)研究集水井水量的存儲情況和處理多余水量的排水情況，堰前水位在防滲墻與頂部粘土心墻搭接位置以下時,整個基坑最大滲流量達(dá)到1800 m3/h（平均0.84 m3/h·m）,在堰前水位達(dá)到堰頂?shù)臅r候最大滲流量為3350 m3/h（平均1.56 m3/h·m）。經(jīng)分析，高噴灌漿防滲效果良好。

5 結(jié)語

峽江水利樞紐工程三期過水圍堰防滲施工難度大、破壞能力強，高噴灌漿防滲工程對于圍堰防滲施工至關(guān)重要。圍堰高噴防滲施工主要包括施工方法、順序和工藝，對施工中特殊情況進(jìn)行處理，從取芯和滲流兩方面分析高噴灌漿施工質(zhì)量，防滲墻體芯樣抵抗破壞能力強，符合要求，防滲效果良好。