高壓旋噴灌漿技術(shù)在大壩防滲處理中的應(yīng)用探究

肖靜

【摘要】大壩防滲是水利設(shè)計(jì)施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于水利工程滲漏所造成的安全事故不僅常見而且非常嚴(yán)重。隨著水利工程開挖、埋深等等難度與復(fù)雜性的不斷增加，大壩滲漏的問題更加引起我們的重視，并且逐漸成為影響環(huán)境、民生、經(jīng)濟(jì)的主要因素。本文以xxx水利工程為例，對大壩防滲存在的主要問題進(jìn)行了分析，進(jìn)而對高壓旋噴灌漿技術(shù)在大壩防滲處理中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，重點(diǎn)對高壓旋噴灌漿技術(shù)的防滲處理進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)橥惞こ烫峁┮欢ǖ膮⒖肌?/p>

【關(guān)鍵詞】大壩；防滲處理；高壓旋噴灌漿技術(shù)

基于水庫大壩的特點(diǎn)，通常會采用高壓旋噴灌漿技術(shù)對其進(jìn)行除險(xiǎn)加固，該技術(shù)不僅能夠做好防滲處理，而且整體施工面積較小，不會對大壩壩體產(chǎn)生太大的影響。尤其是針對一些淤泥質(zhì)土或者軟地地基采用高壓旋噴灌漿技術(shù)能夠提升施工效率與質(zhì)量，因此，高壓旋噴灌漿技術(shù)通常情況會在大壩壩體除險(xiǎn)加固的過程中進(jìn)行應(yīng)用。但是在實(shí)施高壓旋噴灌漿技術(shù)對大壩進(jìn)行防滲處理時(shí)，水利工程設(shè)計(jì)施工人員需要結(jié)合大壩的概括，緊緊圍繞大壩地質(zhì)情況從而選擇合理的施工技術(shù)，這樣才能確保高壓旋噴灌漿技術(shù)的有效性。

1.工程概況

該水庫由攔河主壩、副壩、輸水隧洞、溢洪道、壩后電站等等建筑物組合而成的水利樞紐工程。大壩主壩的基礎(chǔ)主要以花崗巖為主，整體為漿砌石重力壩，壩頂?shù)妮S線長為174.60m，壩高（最高）為54m，壩頂寬度為4.8m，防浪墻頂高程為186.2m。大壩副壩是均質(zhì)的土壩，是將原來的山體進(jìn)行填筑或者鐵坡而形成的，長度為455m，當(dāng)中的填方長度大約有102m，以原山體為基礎(chǔ)的填筑段最大壩高為10m，壩頂寬度為6.0m，壩頂高程大約為188.0m。該水庫經(jīng)過十多年的運(yùn)行，壩基相對穩(wěn)定，但是由于水庫年代較久，其施工質(zhì)量不是很好，其中左岸壩基以及右岸的壩基都有一定程度的滲漏情況，而且左壩肩還有繞壩滲漏的情況。副壩壩基為“中等—弱透水滲透性”，其中左壩端壩基的滲透性比較強(qiáng)。由于破碎帶貫穿庫區(qū)山體通往庫外，而且在建壩時(shí)防滲處理做的不夠徹底，所以到目前為止還存在著庫區(qū)集中滲漏通道。另外，在建壩的過程中，由于填筑土料、壩體壓實(shí)度、滲透系數(shù)等等方面沒有達(dá)到土石壩設(shè)計(jì)相關(guān)的規(guī)定，所以從整體上來看，該水利工程施工的質(zhì)量比較差。因此，采用高壓旋噴灌漿技術(shù)能夠有效解決目前存在的這些問題，進(jìn)一步做好大壩防滲處理，確保大壩更加牢固。

2、壩體防滲存在的主要問題

2.1壩基滲漏情況

結(jié)合水庫的實(shí)際情況，實(shí)施了現(xiàn)場壓水實(shí)驗(yàn)，能夠看到大壩開始出現(xiàn)輕微滲漏的情況，主要的滲漏處集中在基礎(chǔ)以上3m以內(nèi)，通過測定之后得出透水率為4.21—12.34Lu。

2.2壩肩滲漏

由于該水庫修建年代比較久，防滲處理做的不夠徹底，壩肩下游92m——96m這個(gè)范圍當(dāng)中可以看到出現(xiàn)了兩處滲水點(diǎn)，經(jīng)過測量得知結(jié)果為0.80L/s與0.11L/s。壩肩出現(xiàn)的這種滲漏現(xiàn)象必須及時(shí)進(jìn)行處理，不然將會出現(xiàn)更為嚴(yán)重的后果。

2.3水壩壩體與壩基接縫處有滲漏

通過對該水庫的調(diào)查，得知水壩在修建時(shí)，由于相關(guān)技術(shù)沒有達(dá)到對應(yīng)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，因此，再次通過實(shí)地鉆探能夠發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)表面含有0.8m厚的砂礫土，所以水壩壩體與壩基接縫處將會出現(xiàn)滲漏的情況。

3、高壓旋噴灌漿技術(shù)在大壩防滲處理中的應(yīng)用

根據(jù)該水庫壩體防滲存在的主要問題、場地情況以及地層情況，筆者給出了這些方案，并對各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了簡要的分析，如下：

第一：將聚乙烯復(fù)合土工膜（兩布一膜），型號為，運(yùn)用到主壩的迎水坡進(jìn)行防滲處理。優(yōu)點(diǎn)：施工速度較快，而且成本較低；缺點(diǎn)：兩布一膜的搭接質(zhì)量在實(shí)際操作的過程中難以控制，加之主壩底部以及周邊也存在著輕微滲漏的情況，這些區(qū)域難以全面覆蓋，所以防滲效果難以控制，倘若要確保防滲效果，則需要可將水庫水放空之后進(jìn)行施工。

第二，基于該水庫的地質(zhì)情況，結(jié)合類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合相關(guān)技術(shù)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，可以利用樁徑為0.6m的高壓旋噴灌漿防滲墻，其中孔距為0.5m，鉆孔的深度從大壩壩頂?shù)侥胰蹘r殘積黏性土層之下的0.5m處。該方案的優(yōu)點(diǎn)：防滲效果比較好，尤其是耐久性能較高，而且是施工速度比較快；缺點(diǎn)：投資成本較高，而且對施工技術(shù)的要求比較高。

第三，以厚度0.5m為標(biāo)準(zhǔn)在壩體做一道混凝土防滲墻，防滲墻的底部需要延伸到凝灰熔巖殘積黏性土層之下的0.5m處。該方案的優(yōu)點(diǎn)：防滲效果很好，不僅強(qiáng)度高，而且耐久性能極強(qiáng)；缺點(diǎn)：混凝土防滲墻的投資成本很高，關(guān)鍵是施工速度比較慢，而且對于施工設(shè)備、施工場地、技術(shù)各方面的要求都很高。

第四，復(fù)合土工膜防滲技術(shù)與高壓旋噴灌漿防滲技術(shù)的結(jié)合。該方案主要考慮到水庫的正常蓄水位與最低水位這些實(shí)際情況，在主壩迎水坡56.0m高程以上采用聚乙烯復(fù)合土工膜（兩布一膜），型號為；56m以下則采用高壓旋噴灌漿防滲墻，樁徑為0.6m，孔距為0.5m，鉆孔深度要從壩頂延伸至凝灰熔巖殘積黏性土之下的0.5m——1.0m。優(yōu)點(diǎn)：施工速度快，投資成本較低，防滲效果更好，耐久性更強(qiáng)，而且對于施工設(shè)備、現(xiàn)場的要求很低，能夠根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。缺點(diǎn)：對施工技術(shù)的要求極高。

結(jié)合該水庫的實(shí)際情況，筆者以上幾種方案的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，認(rèn)為第四種方案最好，能夠更好的解決主壩壩體防滲難的這一問題，同時(shí)能夠充分考慮到水庫的實(shí)際情況，比如經(jīng)濟(jì)性問題、水庫樞紐安全影響的問題等等，因此，明確采用高壓旋噴灌漿防滲技術(shù)與復(fù)合土工膜防滲技術(shù)相結(jié)合的方案。

4、施工方法分析

4.1鉆孔施工技術(shù)

通常情況鉆孔施工會采用MD-50沖擊鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，并且還需要設(shè)置一套自動跟進(jìn)工藝，將鉆孔環(huán)節(jié)完善。首先，要將鉆機(jī)固定，然后對準(zhǔn)孔位，偏差不能超過5cm；其次，通過同心鉆頭鉆進(jìn)孔徑Ф150mm鉆孔，然后將Ф146mm鋼套管作為自動跟進(jìn)工藝，完善鉆孔，且要注意鉆孔所鉆進(jìn)的基巖深度要大于1m；最后，在終孔起鉆的環(huán)節(jié)，需要將孔徑（內(nèi)徑）Ф110mm的特制薄壁PVC管置入到鋼套管內(nèi)部，在確定PVC管被完全固定之后，再通過拔管機(jī)將鋼套管完整拔出，然后鉆孔施工環(huán)節(jié)結(jié)束。

4.2灌漿施工

鉆孔施工達(dá)到高噴臺車能夠進(jìn)行灌漿施工的深度之后開始進(jìn)行灌漿施工。在實(shí)施高壓旋噴灌漿技術(shù)之前，需要對漿管、水管、氣管進(jìn)行檢查，看是否通暢；另外，要對水泥進(jìn)行均勻攪拌，以致于能夠達(dá)到伴隨搬用，要確保水泥均勻度最佳狀態(tài)開始進(jìn)行灌漿，以免影響到漿液的濃度，通常情況來講，自制的講液一定要在4個(gè)小時(shí)之內(nèi)用完；同時(shí)，灌漿施工必須要在各種參數(shù)滿足施工要求的情況下開始進(jìn)行。噴射作業(yè)一般是通過自上而下的方式開展，當(dāng)噴射管達(dá)到一定的深度之后，那么需要進(jìn)行靜噴，時(shí)間為1min——5min之間，當(dāng)灌入的漿液開始從鉆孔處冒出時(shí)，并且回漿的比重已經(jīng)高于規(guī)定值之后，然后在根據(jù)預(yù)定好的操作進(jìn)行不斷的提升。另外，在噴灌的過程中，倘若遇到拆卸噴桿的時(shí)間沒有超過20min 以上，那么在續(xù)噴時(shí)的搭接長度一定要超過20cm；但是停斷的時(shí)間超過20min 以上，那么則需要在續(xù)灌的過程中將噴桿插入到墻體內(nèi)部，深度為30cm。在具體噴射的過程中，一定要嚴(yán)格檢查與控制漿液的流量、氣量、壓力、提升速度等等參數(shù)是否與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相符合，同時(shí)將這些細(xì)節(jié)記錄下來。

4.3 靜壓回灌

在高壓噴射結(jié)束之后，要及時(shí)做好靜壓回灌，一直到孔口漿液的液面不會下沉，才能停止靜壓回灌。還需要注意的是，當(dāng)噴桿提升到孔口以下50cm處時(shí)，不能繼續(xù)提升，要及時(shí)停送風(fēng)和水，然后再通過0.5 ：1的濃漿回灌鉆孔。高壓噴射灌漿見圖1：

5.特殊情況處理

5.1噴管下方出現(xiàn)困難的處理

倘若在實(shí)際操作的過程中，噴管的下方?jīng)]有達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)位置，針對這種情況，需要將噴管進(jìn)行反復(fù)的提升與下放，同時(shí)還需要將供風(fēng)量增大，這樣能夠讓孔內(nèi)存在的渣鉛屑不斷上返，以致于能夠?qū)姽芟路诺街付ㄎ恢茫瑥亩鴮?shí)現(xiàn)正常操作。

5.2串漿情況下的處理

在實(shí)際操作的過程中，如果空位出現(xiàn)串漿的情況，那么需要將相鄰孔位的孔深進(jìn)行延長，也可以在串漿空符合灌漿條件時(shí)，同時(shí)進(jìn)行灌漿。否則就需要對串漿進(jìn)行反復(fù)的沖洗與掃空，之后再繼續(xù)實(shí)施灌漿。

5.3無返漿或返漿量大的情況處理

在具體操作的過程中，倘若出現(xiàn)了無返漿的情況時(shí)，則需要通過關(guān)注水泥砂漿又或者可以將漿液的密度加大，這兩種方法都能夠很好處理這種情況。倘若長時(shí)間仍然無返漿，那么就需要對鉆孔進(jìn)行回填，同時(shí)還要進(jìn)行復(fù)噴。如果返漿量過大，則可以將旋轉(zhuǎn)的速度進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶嵘?，也可以將噴射壓力提高；針對出現(xiàn)返漿量特別大的情況，也可以適當(dāng)提高噴射壓或者將提升速度與旋轉(zhuǎn)速度加快；還可以縮小噴嘴的孔徑。

6.結(jié)語

整個(gè)施工完成之后，需要做好高壓旋噴樁試驗(yàn)，根據(jù)編號1，2，3，4將已經(jīng)選定的高壓旋噴樁試驗(yàn)進(jìn)行取芯，然后在室內(nèi)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度與滲透系數(shù)的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的結(jié)果見表1.

從表1可以看出高壓旋噴樁防滲墻的滲透系數(shù)與抗壓強(qiáng)度都達(dá)到了相關(guān)設(shè)計(jì)的要求，能夠起到很好的防滲效果。通過以上的研究，我們可以看到高壓旋噴灌漿技術(shù)在大壩防滲處理中的應(yīng)用非常具有是實(shí)用性，其效果好、效率高、施工工藝簡單應(yīng)該在水壩防滲處理方面得以全面的推廣與實(shí)踐。但是高壓旋噴灌漿技術(shù)對施工技術(shù)的要求很高，因此，在具體施工的過程中，一定要科學(xué)控制灌漿時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)，要緊密結(jié)合水利工程的實(shí)際情況，及時(shí)有效處理施工過程中所遇到的一些問題，進(jìn)而全面提升施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]紀(jì)華炮.綜合防滲技術(shù)在高云水庫除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用實(shí)例[J].江西建材，2018（01）：99+102.

[2]李巍.高壓旋噴灌漿與帷幕灌漿聯(lián)合施工的壩體防滲加固技術(shù)研究[J].黑龍江水利科技，2017，45（02）：59-62.

[3]任月英，巢悟輝.高壓擺噴灌漿技術(shù)在大壩防滲加固中的應(yīng)用[J].低碳世界，2017（03）：119-120.

[4]趙豐年.高壓旋噴灌漿技術(shù)在水利水電工程施工中的應(yīng)用[J].低碳世界，2017（02）：116-117.