高壓噴射灌漿在水庫除險加固中的應(yīng)用

呂永梅

摘 要：高壓噴射灌漿技術(shù)自20世紀70年代引進我國，后逐漸在各行業(yè)建筑領(lǐng)域推廣。高噴灌漿在水利水電行業(yè)中除應(yīng)用于地基加固外，更廣泛的應(yīng)用于水工建筑物的防滲工程中。特別是近幾年中小型水庫的除險加固工程中。大壩的防滲更多的引用了此項技術(shù)。文章就某個小型水庫除險加固工程中，淺談大壩加固施工中利用高壓噴射灌漿形成防滲墻的具體過程及效果。

關(guān)鍵詞：水利水電工程；高壓噴射灌漿；防滲墻

中圖分類號：TV543 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）14-0126-02

高壓噴射灌漿技術(shù)自20世紀70年代引進我國，后逐漸在各行業(yè)建筑領(lǐng)域推廣，普遍應(yīng)用于建筑物的地基加固，提高地基承載能力，并且取得了令人滿意的效果。高噴灌漿在水利水電行業(yè)中除應(yīng)用于地基加固外，更廣泛的應(yīng)用于水工建筑物的防滲工程中。特別是近幾年中小型水庫的除險加固工程中。大壩的防滲更多的引用了此項技術(shù)。河南省駐馬店市多個小型水庫除險加固工程中，大壩加固都是利用高壓噴射灌漿形成防滲墻。下面淺談一下高噴技術(shù)在駐馬店市某水庫中的應(yīng)用。

1 工程概況

駐馬店市某水庫位于奎旺河支流上游，控制流域面積8.2km2，相應(yīng)庫容280萬m3，是一個以防洪、灌溉為主，結(jié)合發(fā)電、養(yǎng)殖、旅游等綜合利用為一體的?。?）型水庫，工程等別為Ⅳ等。大壩全長460米，壩高22.5米，壩頂寬4米，主要由重粉質(zhì)壤土填筑而成。該水庫建于上世紀六十年代，經(jīng)過五十多年的運行，壩基滲水嚴重。并且大壩上游較陡，且壩體單薄，所以本次加固施工中大壩上游坡坡度放緩，大壩壩軸線向后移1.8米，拆除下游原漿砌石排水溝，從溝底回填土加厚大壩，然后高壓噴射灌漿形成防滲墻。避免大壩壩基滲漏危及大壩安全，確保大壩安全運行。

2 高壓噴射灌漿設(shè)計

本次采用高壓噴射灌漿構(gòu)筑防滲墻的加固范圍為樁號0+058～0+255，全長197米。防滲墻順大壩壩頂中心線布置，墻頂高程126.3米，墻底進入壩體、壩基接觸面底部2.0米。灌漿孔間距1.3m，單排布孔。

灌漿采用三重管高壓擺噴灌漿方法，防滲墻體采用折線式連接，折線與軸線夾角1200，擺角為30°。采用三序孔施工。

高壓噴射灌漿防滲墻的結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

3 灌漿試驗

在正式施工前，試驗場地選在大壩樁號0+260～0+270段壩軸線下游處，共布置6個試驗孔，然后按要求造孔并施高壓擺噴灌漿。

在灌漿結(jié)束后的第四天進行開挖檢查，在防滲墻體兩側(cè)開挖深度為1.5m，寬度為1m的檢測基坑。開挖后會同監(jiān)理業(yè)主方進行實測實量，并對開挖后的墻體進行拍照、測量結(jié)果。綜合試驗及開挖檢查情況分析，最后確定采用 4#、5#、6#孔參數(shù)。并結(jié)合地下壓力大于試驗孔的實際情況，對大壩高壓噴射灌漿的施工工藝參數(shù)調(diào)整如下：

水壓力38MPa，水量70L/min，并隨深度的上下升降適當進行調(diào)整；

氣壓力0.7MPa，氣量80L/min；

漿壓力0.5 MPa，漿量1m3/min；

比重1.6g/cm3；42.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比1：1.1；

角度；30°；

速度；擺動速度：8次/min；

速度：10cm/min，并根據(jù)孔口冒漿狀況現(xiàn)場修改提升速度。

4 施工工藝

高壓噴射灌漿的基本方法采用三管法，三管法的噴射管能同時輸送水、氣、漿三種介質(zhì)而不互相串通。

采用三序孔施工。先施工I序孔，再施工II序孔，最后施工III序孔，相鄰兩孔施工時間相隔不小于三天。

單孔工藝流程為：放線布孔→鉆機就位整平牢固→造孔→終孔驗收→高噴臺車就位→試噴定向→下噴射管至孔底→提升噴射→至設(shè)計深度結(jié)果→驗收合格移臺車至下一孔口。

詳細流程圖如圖2。

5 灌漿主要工序

5.1 鉆機鉆孔

鉆孔用地質(zhì)鉆機進行鉆孔施工，采用130mm合金鉆具，泥漿護壁的方法進行施工。

鉆機就位后，校平并穩(wěn)固鉆機，保證鉆孔施工中，鉆機不移動，不傾斜，并對準孔位，保證實際孔位與設(shè)計孔位偏差不超過50mm，鉆孔過程中應(yīng)經(jīng)常檢查鉆機的水平度，立桿垂直度，避免孔斜，保證鉆孔的垂直度在0.8%以內(nèi)。

鉆機鉆至設(shè)計孔深后應(yīng)超鉆20cm，并沖洗鉆孔，以保證高噴施工中高噴管下到設(shè)計位置。完成后鉆機向前移動3.9米進行下一孔施工。當一序孔施工完成時返回，進行二序孔施工任務(wù)。三序孔最后進行施工。

5.2 漿液配制

高噴灌漿采用純水泥漿，水泥為42.5級普通硅酸鹽水泥，灌漿用水符合飲用水要求。水泥漿液采用高速攪拌機制漿時間不小于2min，且用篩網(wǎng)過濾并在比重檢測合格后才能送入孔內(nèi)，水灰比比重誤差不大于±0.1；漿液自制備到用完時間應(yīng)少于4h。

5.3 高噴灌漿

下高噴管前，先進行地面試噴，以檢查機械及管路的運行情況，下入或拆卸高噴管時，采取措施防止噴嘴堵塞。當高噴管下至設(shè)計深度后，調(diào)準噴射方向和擺動角度，并按規(guī)定的施工工藝參數(shù)進行原位噴射，待漿液返出孔口，情況正常后開始提升噴射。高噴灌漿宜全孔自下而上連續(xù)作業(yè)，中途拆卸噴射管時，搭接段進行復(fù)噴，復(fù)噴長度不小于0.2m。

高噴灌漿結(jié)束，利用回槳或水泥漿及時回灌，直至孔口漿面不再下沉為止。

6 特殊情況處理

在三序孔開始噴灌不久，大壩出現(xiàn)裂縫，最寬處1厘米，長1米。灌漿立即停止，并向省質(zhì)量監(jiān)督站做了匯報。

在省質(zhì)量監(jiān)督站、業(yè)主、監(jiān)理、施工單位等各參建方進一步考察現(xiàn)場，查閱資料后，經(jīng)過討論，推定裂縫原因為：水庫建于60年代，當時技術(shù)水平有限并且大壩回填全部人工操作導(dǎo)致壓實度較低，且壩體單薄導(dǎo)致局部不能承受較大的水壓。建議：水壓逐漸降低，嘗試性灌漿，密切觀察大壩變形情況。直到大壩不在裂縫為止。最后，水壓調(diào)制37MPa后，大壩未出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。后續(xù)的灌漿采用37MPa的水壓。并對裂縫采取灌漿處理。

7 高噴灌漿的質(zhì)量檢驗檢查

在灌漿工程結(jié)束2個月后，對灌漿質(zhì)量進行檢驗，先局部做了注水實驗，滲透系數(shù)滿足設(shè)計要求（1-9×10-6cm/s）。后雷達全程檢測，檢測結(jié)論：所檢墻體基本連續(xù)，高壓擺噴灌漿位置墻體基本密實。表明該高噴灌漿的質(zhì)量尚可。

8 結(jié)語

該水庫除險加固后已經(jīng)過五個汛期，運行良好，沒出現(xiàn)任何問題。